一种高压电场薄膜干燥系统技术方案

本实用新型专利技术涉及物料干燥技术领域，公开了一种高压电场薄膜干燥系统，包括膜组件、干燥器和真空泵；膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通干燥器与真空泵；干燥器内设置有高压电场；本实用新型专利技术巧妙地将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，并联合对物料进行干燥处理，不仅成本低廉，而且大幅度提高了对物料的干燥效率和干燥品质，尤其适用于对含热不稳定性活性组分的高附加值物料的干燥。

【技术实现步骤摘要】
一种高压电场薄膜干燥系统
本技术涉及物料干燥
，特别是涉及一种高压电场薄膜干燥系统。
技术介绍
物料干燥涉及农产生产、食品加工、药品制造、化工生产、造纸和木材加工等干燥领域。通过干燥处理，不仅可以得到符合含水量要求的物料，还可对物料的其它性质产生影响。高压电场干燥技术作为电流体动力学干燥法，它是在高压电场下，电场力对物料中的极性水分子产生牵引作用，电场中的载能离子注入物料，把能量传给水分子，加速水分子团的破裂，从而加速水的蒸发速率，提高了物料的脱水或解冻效率。从电流体动力学角度，高压电场干燥技术主要是基于电渗透产生的“电动泵”作用和介电液体内部的电场和力的作用来加速物料的脱水或解冻。由于被干燥物料在干燥过程中温度不升高，从而实现了被干燥物料在较低温度下的干燥。与此同时，由于高压电场干燥的核心部分是高压电源，而高压静电电源的制造成本较低，这从整体上大大降低了干燥系统的成本，并且高压电场在对物料干燥的同时，还可杀灭存在于被干燥物料中的细菌、霉菌等微生物。另外，由于干燥时应用的是高电压小电流条件下产生的电场力，副产品只有臭氧，从而还具有节能环保的特点。但是，高压电场干燥技术在使用时存在明显的缺点为干燥速度相对较慢，对于一些含挥发性成分的物料，在干燥过程中易挥发性成分会与水分一起气化进入空气，对空气质量产生影响。膜蒸馏(membranedistillation，简称MD)是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程。当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过疏水微孔膜的膜孔而进入另一侧，从而可挥发物质在热侧膜面汽化后，在蒸汽压差的推动力下，会穿过疏水微孔膜并从冷侧膜面输出，然后被冷凝成液体，以达到物料分离、提纯或富集的目的。由此，膜蒸馏技术广泛应用于海水淡化、中药提纯、废水处理等领域。由上可知，尽管高压电场干燥技术实现了对物料在较低的温度下进行干燥，并较好地确保了物料的生物活性，但是，存在干燥速度相对较慢的问题。而对于膜蒸馏技术而言，当前只是用于物料的分离、提纯，并在对物料进行分离、提纯的过程中，相应的杂质在疏水微孔膜的热膜侧不断富集，从而在使用过程中，需要频繁地更换疏水微孔膜，这不仅操作繁琐，还大大增加了设备成本。基于此，当前还没有将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，以在降低设备成本的同时，大幅度提高对物料的干燥效率和干燥品质。
技术实现思路
本技术实施例提供一种高压电场薄膜干燥系统，用于将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，以在降低设备成本的同时，大幅度提高对物料的干燥效率和干燥品质。为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种高压电场薄膜干燥系统，包括膜组件、干燥器和真空泵；所述膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，所述膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通所述干燥器与所述真空泵；所述干燥器内设置有高压电场。其中，所述膜组件与所述干燥器之间的第一管路上装有辅助加热装置。其中，所述所述辅助加热装置包括加热器；所述加热器安装在所述第一管路上，所述加热器一侧的第一管路连通并联管路的一端，所述并联管路的另一端连通所述加热器另一侧的第一管路，所述并联管路上和/或所述加热器的至少一侧的第一管路上装有控制阀。其中，所述干燥器包括盘式干燥器或流化床干燥器，其中，所述流化床干燥器的蒸汽输出端配设有与所述真空泵相连通的分离器。其中，所述膜组件的热侧膜面通过第二管路依次与储水罐、进水泵构成闭环连通。其中，还包括压缩机与预热器；所述干燥器的蒸汽输出端通过第三管路依次连通所述压缩机、所述预热器及所述储水罐，其中，所述预热器安装在所述进水泵与所述膜组件之间的所述第二管路上。其中，还包括第四管路和/或第五管路；所述第四管路用于通入生蒸汽，所述第四管路的一端连通所述预热器与所述压缩机之间的第三管路；所述第五管路的一端连通所述进水泵与所述预热器之间的第二管路，另一端连通所述预热器与所述第四管路之间的第三管路。其中，还包括冷却器；所述冷却器安装在所述预热器与所述膜组件之间的第二管路上，所述冷却器用于通过第六管路与冷却水机组连接成闭环。其中，所述高压电场包括相对呈间隔设置的阳极与阴极；所述阳极与所述阴极的间距可调节，所述阳极连接直流高压电源，所述阴极接地。其中，所述干燥器内还装设有温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述气体压力传感器分别通讯连接控制模块，所述控制模块通讯连接显示模块。本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本技术实施例提供的高压电场薄膜干燥系统，通过膜组件与真空泵可构成本领域所公知的真空膜蒸馏系统，并通过设置在干燥器内的高压电场可采用本领域所公知的高压电场干燥技术对物料进行干燥处理。由此，在启动对物料的干燥处理作业时，热水在膜组件的热侧膜面汽化，在真空泵抽真空产生的蒸汽压差的推动下，膜组件的冷侧膜面输出过热蒸汽，过热蒸汽协同高压电场对干燥器内的物料进行干燥处理，因而，本技术巧妙地将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，并联合对物料进行干燥处理，由于在真空泵不断的抽真空处理下，系统内部气体维持在相对稳定的真空度，从而还兼顾了对物料的真空干燥，并在干燥处理的过程中，模组件不再与物料相接触以对其进行提纯或浓缩，进而确保了膜组件的使用寿命，避免了频繁地更换其疏水微孔膜所存在的费时费力的问题，降低了生产成本。与此同时，本技术实施例提供的高压电场薄膜干燥系统干燥速率快。由于过热蒸汽的热传递特性优于相同温度下的空气，并且膜组件蒸发产生的水蒸气的扩散几乎没有不同分子间传质的界面阻力，物料在干燥器内的干燥速率只取决于过热蒸汽的热传递的速率，其干燥周期得到大幅度地缩短，明显改善了现有的高压电场干燥技术所存在的对物料干燥速率慢的缺点。另外，本技术实施例提供的高压电场薄膜干燥系统干燥品质好。由于在用过热蒸汽干燥物料时，物料表面湿润、干燥应力小，从而不易产生开裂、变形等干燥缺陷；由于过热蒸汽在对物料的干燥过程中无氧化反应，物料颜色不易产生酶促褐变；同时，可在低温高过热度下干燥物料，梅拉德反应褐变少，高热敏性、高活性物质劣变少，从而确保了对物料较好的干燥品质。在此过程中，由于高压电场干燥是通过电场力和离子作用于物料中的水分子，这一过程中没有热量传递，从而不影响膜组件通过过热蒸汽对物料干燥时对温度的调控，还可杀灭存在于被干燥物料中的细菌、霉菌等微生物。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所示的高压电场薄膜干燥系统的结构示意图；图2为本技术实施例所示的高压电场在干燥器内的布置结构示意图。图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，/n包括膜组件、干燥器和真空泵；/n所述膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，所述膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通所述干燥器与所述真空泵；/n所述干燥器内设置有高压电场。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，
包括膜组件、干燥器和真空泵；
所述膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，所述膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通所述干燥器与所述真空泵；
所述干燥器内设置有高压电场。


2.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，
所述膜组件与所述干燥器之间的第一管路上装有辅助加热装置。


3.根据权利要求2所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，
所述辅助加热装置包括加热器；
所述加热器安装在所述第一管路上，所述加热器一侧的第一管路连通并联管路的一端，所述并联管路的另一端连通所述加热器另一侧的第一管路，所述并联管路上和/或所述加热器的至少一侧的第一管路上装有控制阀。


4.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，
所述干燥器包括盘式干燥器或流化床干燥器，其中，所述流化床干燥器的蒸汽输出端配设有与所述真空泵相连通的分离器。


5.根据权利要求1至4任一所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，所述膜组件的热侧膜面通过第二管路依次与储水罐、进水泵构成闭环连通。


6.根据权利要求5所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，
还包括压缩机与预热器；

【专利技术属性】
技术研发人员：林家辉，张振涛，张钰，张化福，张鹏，越云凯，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11