CN103610214B - 一种水产品常温循环干燥节能装置 - Google Patents
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Abstract
一种水产品常温循环干燥节能装置，属于水产品加工设备领域，包括风泵、第一控制阀、第二控制阀、冷凝器、第三控制阀、干燥室、第四控制阀、蒸发器、第五控制阀、板式换热器、风机、第六控制阀、压缩机和热泵***，所述风泵左侧通过管路依次连接有第一控制阀、压缩机和冷凝器后进入干燥室，在左侧干燥室和风泵之间还并联设有第三控制阀的管路，在第一控制阀、压缩机两端并联设有第二控制阀的管路；干燥室右侧通过管路依次连接有蒸发器、第五控制阀、板式换热器后进入风泵，在右侧干燥室和风泵之间并联有第六控制阀的管路；板式换热器内置的管路并联在干燥室和蒸发器之间的管路上。
Description
技术领域
本发明涉及一种水产品常温循环干燥节能装置，属于水产品加工设备领域。
背景技术
全国仅浙江省每年干燥的水产品就有100多万吨，用电量达4-5亿度。由于水产品水分含量高，蛋白质含量高，干燥过程中肌纤维会逐渐收缩和紧密连接，因此传统的热风烘干使水产品外层结壳，不利于水分蒸发，干燥速度慢且能源浪费巨大（热气体直接排入大气），另外干燥温度过高会引起脂肪氧化和美拉德褐变，产生不良气味及热敏性成分遭到很大破坏，将严重影响产品的品质。采用微波干燥及真空干燥能耗较大，投入和运行成本均较高。因此现有干燥方式不利于水产干制品行业的发展。目前也是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水产品常温循环干燥节能装置。
本发明要解决的是问题现有干燥设备能源浪费严重及效果不佳的不足。
一种水产品常温循环干燥节能装置，包括风泵、第一控制阀、第二控制阀、冷凝器、第三控制阀、干燥室、第四控制阀、蒸发器、第五控制阀、板式换热器、风机、第六控制阀、压缩机和热泵***，所述风泵左侧通过管路依次连接有第一控制阀、压缩机和冷凝器后进入干燥室，在左侧干燥室和风泵之间还并联设有第三控制阀的管路，在第一控制阀、压缩机两端并联设有第二控制阀的管路；干燥室右侧通过管路依次连接有蒸发器、第五控制阀、板式换热器后进入风泵，在右侧干燥室和风泵之间并联有第六控制阀的管路；板式换热器内置的管路并联在干燥室和蒸发器之间的管路上。
所述热泵***包括压缩机、冷凝器和蒸发器，用于提供能量的转移。
所述蒸发器一侧的管路上设有第四控制阀和风机，用于进行强制循环。
所述压缩机外设有密封壳体，用于接气流管路进行循环。
所述风泵为活塞式风泵。
所述风泵和干燥室及其附属管路构成封闭式内循环结构。
所述干燥室内部设有辅助加热器。
本发明的优点：一、独创性地设计了高效除湿***，通过冷热气流的热交换，有效提高了单位功耗的水分去除量。可在输入相同功率的情况下，除去更多的水分，提高了水产品干燥设备单位功耗的出水率。在干燥过程中，尽管干燥室内风速较低，但由于湿热空气经高效除湿***在蒸发器中充分除湿，再经冷凝器加热得到湿度极低的高温干热空气，因而产生了极大的干燥推动力，提高了干燥效率。
二、活塞式风泵的设计与选用是内循环干燥设备的又一独具的特点。它克服了轴流风机存在局部回风的缺点，可精确控制风量和风向。在整个***设计中，通过闭环负反馈***的设计，以及变频器的精确控制，可精确定量控制风量，调节干燥室内部空气状态。
三、内循环式干燥设备将传统的开放式干燥设备改为封闭内循环式，使产品更安全、卫生、营养损失小，进一步提高了被干燥物品的品质；所采用的热泵技术是一种温和的干燥方式，接近自然干燥，表面水分的蒸发速度与内部向表面迁移速度比较接近，保证了被干燥物品的色泽质量。
四、本设计的内循环干燥设备在脱水过程中在干燥室内部采用气调方式降低氧气成分，增加氮气或二氧化碳含量，可以进一步抑制酶的活性，降低酶促褐变的作用，减少水产品的颜色变化从而进一步提高产品的品质。
与传统的热风干燥相比，本装置充分利用了干燥排出的水蒸汽潜热，在整个干燥过程中没有能量损失，干燥速度快，能耗低，耗能量仅为传统干燥的2/3。除了节能的优点外， 避免了水产品中不饱和脂肪酸的氧化和表面发黄，减少了蛋白质受热变性、物料变形、变色和呈味类物质的损失，利用水产品低温干燥节能装置干燥可获得品质良好的水产干制品，本设备对提高水产品加工技术水平，促进渔业经济的发展具有重要意义，因此具有广阔的市场空间。
附图说明
图1是本发明一种水产品常温循环干燥节能装置的结构示意图；
图中：1、风泵 2、第一控制阀 3、第二控制阀 4、冷凝器 5、第三控制阀 6、干燥室 7、第四控制阀 8、蒸发器 9、第五控制阀 10、板式换热器 11、风机 12、第六控制阀 13、压缩机 14、热泵***。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
一种水产品常温循环干燥节能装置，包括风泵1、第一控制阀2、第二控制阀3、冷凝器4、第三控制阀5、干燥室6、第四控制阀7、蒸发器8、第五控制阀9、板式换热器10、风机11、第六控制阀12、压缩机13和热泵***14，所述风泵1左侧通过管路依次连接有第一控制阀2、压缩机13和冷凝器4后进入干燥室6，在左侧干燥室6和风泵1之间还并联设有第三控制阀5的管路，在第一控制阀2、压缩机13两端并联设有第二控制阀3的管路；干燥室6右侧通过管路依次连接有蒸发器8、第五控制阀9、板式换热器10后进入风泵1，在右侧干燥室6和风泵1之间并联有第六控制阀12的管路；板式换热器10内置的管路并联在干燥室6和蒸发器8之间的管路上。
所述热泵***14包括压缩机13、冷凝器4和蒸发器8，用于提供能量的转移。
所述蒸发器8一侧的管路上设有第四控制阀7和风机11，用于进行强制循环。
所述压缩机13外设有密封壳体，用于接气流管路进行循环。
所述风泵1为活塞式风泵。
所述风泵1和干燥室6及其附属管路构成封闭式内循环结构。
所述干燥室6内部设有辅助加热器。
干燥室：干燥室6的箱体包括门、物料架、辅助加热器、冷凝盘管、风扇和支撑轮等。箱壁材料选用不锈钢板和角钢。隔热材料选用聚胺酷、聚苯乙烯泡沫混合塑料。由于各零部件所承受的力均较小，且力的性质简单，部件之间用电焊焊接或螺钉连接即可保证受力要求。部分冷凝器4盘管直接通过干燥室6，这样可以充分利用来自冷凝器4的热量实现对干燥介质的加热。干燥室6底部装有辅助电加热器，以调整干燥室6内部温度。干燥室6内部装有直流风扇，可促使干燥室6内部气流的湍动状态的形成，借助对流传热使辅助加热器与冷凝盘管的热量迅速在干燥室6内部均匀散开，保证物料的受热均匀性。
风循环换向***：为干燥室6的主要配套***。考虑多种工艺状况，且要充分利用热能以提高本装置的干燥效率，风循环换向***较为复杂。整个风循环管路采用PPR给水管连接，用隔热泡沫材料缠绕裹包。循环风换向由多个电动控制阀完成，通过软件编程控制多个控制阀的通断与换向以满足不同的工艺状况要求。由于管路中存在沿程阻力及局部阻力，考虑应在风循环***中增设风机以克服各种阻力，提供动力促使循环风按工艺要求方向流动。本设计采用活塞式风泵1，通过变频器精确调整电机转速、经减速器减速、精确控制活塞往返运动次数，从而精确定量控制风量，以调节干燥室6内部空气状态。为充分提高水产品的干制效率，提高干燥推动力，提高干燥除湿***的除湿率，在干燥***中独创性地增设了板式换热器10，使自干燥室6出来的热空气首先与蒸发器8出来的冷空气进行热交换，初步降温后再进入蒸发器8。这样可进一步提高***除湿效率，进而提高***的干燥效率。为充分利用冷量，又将蒸发器8排出的水分引出与热气流换热，以提供冷量。
制热***：即热泵***14，为一套单级压缩制热设备，由压缩机13、冷凝器4、蒸发器8、毛细管等和管道连接而成。在该***中，制热工质在***内经过压缩、冷却冷凝、节流、蒸发四种变化状态。压缩机13起着压缩和输送工质蒸汽的作用，它是整个***的“心脏”。毛细管将冷凝器4中冷凝压力下的饱和液体节流降至蒸发压力和蒸发温度。蒸发器8是吸收热量(输出冷量)的换热设备，实现制取冷量的目的。冷凝器4是输出热量的换热设备，它将工质从蒸发器8中吸取的热量，以及由压缩机13功而转换的热量一起传给干燥介质。由于压缩机13消耗的功起到了补偿作用，因此能够实现由工质将低温气体的热量不断地传给较高温度气体的目的。由于压缩机13在实际工作时，壳体温度较高，通常能达到80℃，通过壳体的散热损失较大，为充分利用压缩机13散失的热量，减少热损失，设备将压缩机13置于隔热封闭环境。冷空气吹经压缩机13后再送至冷凝器4进一步加热，一方面可降低压缩机13的温度使其处于良好的工作环境，另一方面可使冷空气得到初步的预热，从而充分有效地利用***的热能，提高***的热利用率。压缩机13高压端通过管道与放置在密闭干燥室6上部的冷凝器4连接，再经过过滤器、毛细管与置于干燥室6上部的蒸发器8连接，最后经总管道回到压缩机13低压端。压缩机13吸气端和排气端各安装一个压力表，以监测***运行工况。
本发明的使用方法：在开机时：干燥室6内部的辅助加热器首先对干燥室6进行预热。达到一定的温度后，约30-40度，压缩机13启动。风管中气体由风泵1驱动，后经第二控制阀3到达冷凝器4加热，再进入干燥室6到达第六控制阀12，经活塞式定量风泵1直接返回，从而实现对空气的快速升温过程。
在水产品干制初阶段：气流由风泵1驱动，经第二控制阀3到达冷凝器4加热，加热后的热介质变为高温低湿气体，进入干燥室6，实现对水产品的干燥，并带走水汽，成为高温高湿气体，一部分经风机11、第四控制阀7进入板式换热器10用于换热，其余经管路进入蒸发器8，冷凝除湿，成为低温低湿气体，一经板式换热器10初步预热后，再经风泵1推动循环利用。
在***运行长时间阶段，通过第一控制阀2开启，风经压缩机13吸收其散发的热量，再经冷凝器4送入干燥室6，干燥室6出来的高温气体与来自蒸发器8的低温空气在板式换热器10中换热，并经板式换热器10预热后进入风泵1，实现循环使用，不但可充分回收压缩机13散发的热量，还可使压缩机13处于良好的工作环境。通过控制活塞式风泵1活塞杆的往返速度，实现定量精确控制气体流量的调节。
干燥结束时：气体由风泵1驱动，经第三控制阀5进入干燥室6，带走干燥室6内的水气和热量，后进入蒸发器8，冷凝除湿，成为低温低湿气体到达第五控制阀9，再经风泵1推动循环利用，实现干燥室6的快速降温。
Claims (4)
1.一种水产品常温循环干燥节能装置，包括风泵（1）、第一控制阀（2）、第二控制阀（3）、冷凝器（4）、第三控制阀（5）、干燥室（6）、第四控制阀（7）、蒸发器（8）、第五控制阀（9）、板式换热器（10）、风机（11）、第六控制阀（12）、压缩机（13）和热泵***（14），其特征是：所述风泵（1）左侧通过管路依次连接有第一控制阀（2）、压缩机（13）和冷凝器（4）后进入干燥室（6），在左侧干燥室（6）和风泵（1）之间还并联设有第三控制阀（5）的管路，在第一控制阀（2）、压缩机（13）两端并联设有第二控制阀（3）的管路；干燥室（6）右侧通过管路依次连接有蒸发器（8）、第五控制阀（9）、板式换热器（10）后进入风泵（1），在右侧干燥室（6）和风泵（1）之间并联有第六控制阀（12）的管路；板式换热器（10）内置的管路并联在干燥室（6）和蒸发器（8）之间的管路上，所述热泵***（14）包括压缩机（13）、冷凝器（4）和蒸发器（8），用于提供能量的转移，所述蒸发器（8）一侧的管路上设有第四控制阀（7）和风机（11），用于进行强制循环，所述风泵（1）和干燥室（6）及其附属管路构成封闭式内循环结构，所述风泵（1）为活塞式风泵。
2.根据权利要求1所述的一种水产品常温循环干燥节能装置，其特征是：所述压缩机（13）外设有密封壳体，用于接气流管路进行循环。
3.根据权利要求1所述的一种水产品常温循环干燥节能装置，其特征是：所述干燥室（6）内部设有辅助加热器。
4.一种基于权利要求1所述的一种水产品常温循环干燥节能装置的使用方法，其特征是：在开机时：干燥室（6）内部的辅助加热器首先对干燥室（6）进行预热；达到一定的温度后，即30-40度，压缩机（13）启动；风管中气体由风泵（1）驱动，后经第二控制阀（3）到达冷凝器（4）加热，再进入干燥室（6）到达第六控制阀（12），经活塞式风泵（1）直接返回，从而实现对空气的快速升温过程；
在水产品干制初阶段：气流由风泵（1）驱动，经第二控制阀（3）到达冷凝器（4）加热，加热后的热介质变为高温低湿气体，进入干燥室（6），实现对水产品的干燥，并带走水汽，成为高温高湿气体，一部分经风机（11）、第四控制阀（7）进入板式换热器（10）用于换热，其余经管路进入蒸发器（8），冷凝除湿，成为低温低湿气体，一经板式换热器（10）初步预热后，再经风泵（1）推动循环利用；
在***运行长时间阶段，通过第一控制阀（2）开启，风经压缩机（13）吸收其散发的热量，再经冷凝器（4）送入干燥室（6），干燥室（6）出来的高温气体与来自蒸发器（8）的低温空气在板式换热器（10）中换热，并经板式换热器（10）预热后进入风泵（1），实现循环使用，不但可充分回收压缩机（13）散发的热量，还可使压缩机（13）处于良好的工作环境；
通过控制活塞式风泵（1）活塞杆的往返速度，实现定量精确控制气体流量的调节；
干燥结束时：气体由风泵（1）驱动，经第三控制阀（5）进入干燥室（6），带走干燥室（6）内的水气和热量，后进入蒸发器（8），冷凝除湿，成为低温低湿气体到达第五控制阀（9），再经风泵（1）推动循环利用，实现干燥室（6）的快速降温。
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