一种高效节能型烟草干燥系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高效节能型烟草干燥系统，所述干燥系统包括预热干燥箱(2)、红外干燥滚筒(5)、热泵循环模块、空气过滤器(17)和空气预热器(18)，所述预热干燥箱(2)和红外干燥滚筒(5)相连通，所述热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和空气源蒸发器(16)，所述空气过滤器(17)、空气预热器(18)、冷凝器(14)和红外干燥滚筒(5)依次相连。与现有技术相比，本发明专利技术对烟草原料进行对流与辐射加热干燥处理，并对热量进行分级充分利用，具有干燥速度快，高效节能等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高效节能型烟草干燥系统
本专利技术属于烟草干燥领域，具体涉及一种高效节能型烟草干燥系统。
技术介绍
烟草干燥过程是一项非常重要的烟草原料处理工艺，干燥处理的目的是去除叶丝、梗丝和复烤叶片等烟草原料或烟丝中多余的水分。为了完成叶丝、梗丝和复烤叶片等烟草的干燥工艺任务，采用的干燥机的热风系统一般采用较高温度的空气对其进行干燥，这种方式耗能大。同时，尤为重要的是：烟草为热敏物质，高温会破坏烟草的口感，只有在低温下对其进行干燥才能较好地保持烟草的色、香、味及质构。目前，烟草干燥设备存在干燥效果较差，耗能比较高，节能环保性能一般等技术缺陷。因此，改进烟草干燥传统技术，提升干燥工艺水准，提出一种高效节能型烟草干燥系统，这对推动烟草干燥领域的技术发展具有非常重要的产业意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种高效节能型烟草干燥系统，对烟草原料进行对流与辐射加热干燥处理，具有干燥速度快，高效节能等优点。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种高效节能型烟草干燥系统，所述干燥系统包括预热干燥箱、红外干燥滚筒、热泵循环模块、空气过滤器和空气预热器，所述热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和空气源蒸发器，所述预热干燥箱与所述红外干燥滚筒相连通，所述空气过滤器、空气预热器、冷凝器与红外干燥滚筒依次相连。所述空气源蒸发器从环境空气中获取热量，所述废热源蒸发器从高温废热中获取热量。所述预热干燥箱对要被干燥的烟草原料先进行预热，可避免烟草原料在红外干燥滚筒中瞬时升高温度而造成外观、口感的损伤。空气进入到空气预热器之前先经空气过滤器进行过滤，保证空气的纯洁度，避免对要被干燥的烟草原料进行污染。蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等均采用现有的设备。所述红外干燥滚筒上设有干燥滚筒烟草原料入口、干燥滚筒烟草原料出口、与冷凝器相连通的红外干燥滚筒进气口和红外干燥滚筒出气口，所述红外干燥滚筒的一端设有用于驱动红外干燥滚筒转动的电动机，所述红外干燥滚筒的内部设有红外加热柱。所述红外干燥滚筒包括内筒体以及套设在内筒体外侧的外筒体，所述红外干燥滚筒进气口和红外干燥滚筒出气口均位于外筒体上，所述内筒体的侧壁上沿周向设有多个干燥滚筒通气孔。干燥滚筒通气孔可作为均风板，使高温的空气分布得更加均匀，并且与要被干燥的烟草原料接触得更加充分，干燥效果更佳。所述内筒体的内壁上设有多个凸齿，所述干燥滚筒通气孔位于相邻的凸齿之间。凸齿可对烟草原料进行充分搅拌。所述预热干燥箱上设有干燥箱烟草原料入口、与红外干燥滚筒相连通的干燥箱烟草原料出口和干燥箱进气口。所述干燥箱烟草原料入口位于预热干燥箱的上方，所述干燥箱烟草原料出口位于预热干燥箱的下方。所述预热干燥箱包括内箱体以及套设在内箱体外侧的外箱体，所述内箱体的侧壁上沿周向设有多个干燥箱通气孔，所述干燥箱进气口位于外箱体上。多个干燥箱通气孔可作为均风板，使高温低湿的废气分布得更加均匀，并且与要被干燥的烟草原料接触得更加充分，预热效果更佳。所述红外干燥滚筒和废热源蒸发器之间设有三通阀并通过三通阀相连通，所述三通阀还和预热干燥箱相连通，三通阀和红外干燥滚筒出气口相连接。所述三通阀和所述预热干燥箱之间设有高温除湿器。所述三通阀将从红外干燥滚筒流出的高温废气中引出一部分进入到所述高温除湿器中除去水分，再进入到所述预热干燥箱中对烟草原料进行预加热。所述红外干燥滚筒(即红外干燥滚筒出气口)与所述三通阀之间设有抽气泵。所述空气预热器还与废热源蒸发器相连通。从红外干燥滚筒流出的一部分高温废气经废热源蒸发器利用后，再进入到空气预热器中进一步对空气进行预加热，多级利用。所述蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、红外干燥滚筒、预热干燥箱、空气预热器、空气过滤器、抽气泵等均采用现有的设备。本专利技术基于红外辐射传热和热风对流传热对烟草进行干燥。其中，红外干燥的干燥机理是以电磁波辐射对含湿物料进行加热，由于具有加热效应的辐射电磁波长主要位于0.76～20.00μm内的红外线区段，因此也称红外辐射传热干燥，具有非接触加热、热惯性小、对不规则颗粒物料加热均匀性好等优点，而且由于红外线对物料具有穿透性，因此同时可实现对物料表层和表层以下一定深度的均匀加热。在红外辐射加热过程中，红外线辐射到物料上当其频率与组成物料的分子固有频率相同时，分子就会产生共振吸收，同时因为分子运动加速，分子的内能增加，导致物料内部温度上升，内外温度差为5～10℃。物料温度内高外低存在的温度梯度与水含率梯度共同作用，导致物料的内部水分不断扩散，从而达到干燥的目的。红外辐射传热和热风对流传热均对传质过程起到强化作用，且通过调节红外干燥的温度，热风的湿度和温度等可对烟草叶丝的弹性、填充值和烟丝尺寸进行控制，且干燥速率较快。本专利技术的干燥系统在工作时，烟草原料进入预热干燥箱中被除湿后的高温废气进行预加热，然后进入红外干燥滚筒中被红外辐射与热空气进行加热干燥。空气通过空气预热器的预热和冷凝器的换热进行升温后，形成高温空气，再进入到红外干燥滚筒中对烟草进行干燥，成为高温废气，在抽气泵的作用下流出红外干燥滚筒。此时，一部分高温废气在三通阀处进入到废热源蒸发器中被热泵循环模块进行热量的回收利用，之后进入空气预热器中进一步利用余热对空气进行预加热，最后排放到环境空气中。另一部分高温废气在三通阀处进入高温除湿器中被除去水分后，再进入预热干燥箱对烟草原料进行预加热。热泵循环模块中，低温低压的液态热泵循环工质先通过空气源蒸发器从环境空气中获取热量，然后通过废热源蒸发器从废气中获取热量，形成气态热泵循环工质，之后经压缩机压缩温度升高，成为高温高压的气态热泵循环工质，再到冷凝器中与空气换热，冷凝之后经膨胀阀膨胀继续降温，成为低温低压的液态热泵循环工质，再进入到空气源蒸发器中形成循环回路。与现有技术相比，本专利技术通过空气源蒸发器从环境空气中获取热量，并通过废热源蒸发器与空气预热器从高温废气中回收热量，通过预热干燥箱与红外干燥滚筒对烟草原料进行对流与辐射加热干燥处理，干燥滚筒通气孔和干燥箱通气孔的结构设计有利于烟草原料与热气流充分接触，具有干燥速度快，高效节能等优点。附图说明图1为干燥系统的结构示意图。图中：1-干燥箱烟草原料入口；2-预热干燥箱；201-内箱体；202-外箱体；203-干燥箱通气孔；3-管道；4-电动机；5-红外干燥滚筒；501-内筒体；502-外筒体；503-干燥滚筒通气孔；6-红外加热柱；7-凸齿；8-干燥滚筒烟草原料出口；9-抽气泵；10-三通阀；11-高温除湿器；12-废热源蒸发器；13-压缩机；14-冷凝器；15-膨胀阀；16-空气源蒸发器；17-空气过滤器；18-空气预热器；19-干燥箱烟草原料出口；20-干燥箱进气口；21-干燥滚筒烟草原料入口；22-红外干燥滚筒进气口；23-红外干燥滚筒出气口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例如图1所示，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效节能型烟草干燥系统，其特征在于，所述干燥系统包括预热干燥箱(2)、红外干燥滚筒(5)、热泵循环模块、空气过滤器(17)和空气预热器(18)，所述预热干燥箱(2)和红外干燥滚筒(5)相连通，所述热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和空气源蒸发器(16)，所述空气过滤器(17)、空气预热器(18)、冷凝器(14)和红外干燥滚筒(5)依次相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效节能型烟草干燥系统，其特征在于，所述干燥系统包括预热干燥箱(2)、红外干燥滚筒(5)、热泵循环模块、空气过滤器(17)和空气预热器(18)，所述预热干燥箱(2)和红外干燥滚筒(5)相连通，所述热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和空气源蒸发器(16)，所述空气过滤器(17)、空气预热器(18)、冷凝器(14)和红外干燥滚筒(5)依次相连。


2.根据权利要求1所述的一种高效节能型烟草干燥系统，其特征在于，所述红外干燥滚筒(5)上设有干燥滚筒烟草原料入口(21)、干燥滚筒烟草原料出口(8)、与冷凝器(14)相连通的红外干燥滚筒进气口(22)和红外干燥滚筒出气口(23)，所述红外干燥滚筒(5)的一端设有用于驱动红外干燥滚筒(5)转动的电动机(4)，所述红外干燥滚筒(5)的内部设有红外加热柱(6)。


3.根据权利要求2所述的一种高效节能型烟草干燥系统，其特征在于，所述红外干燥滚筒(5)包括内筒体(501)以及套设在内筒体(501)外侧的外筒体(502)，所述红外干燥滚筒进气口(22)和红外干燥滚筒出气口(23)均位于外筒体(502)上，所述内筒体(501)的侧壁上沿周向设有多个干燥滚筒通气孔(503)。


4.根据权利要求3所述的一种高效节能型烟草干燥系统，其特征在于，所述内筒体(501)的内壁上沿周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晋禄，高乃平，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31