CN104544490A - 一种应用于油茶籽外壳的爆壳装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种应用于油茶籽外壳的爆壳装置，装置包括：发生模块、储气模块、爆壳模块及冷凝四个模块。利用高温过热蒸汽（100℃以上）将油茶籽的壳爆开，解决了机械式以及微波等传统的爆壳法带来的爆壳不均匀，爆壳过程中噪音大、果肉极易受损以及能耗高、爆壳时间长等弊端。本爆壳法是通过热蒸汽发生装置产生高温过热蒸汽，然后由喷嘴高速喷入密闭容器内，并在容器内产生较大的压强，将油茶籽壳爆开，同时，由于蒸汽的温度较高，在与物料全面接触的过程当中，会使物料内水分气化，有利用爆壳的进行。采用过热蒸汽爆壳法，具有爆壳均匀、噪音少、爆壳时间短以及节能等优点。

Description

一种应用于油茶籽外壳的爆壳装置

技术领域

本发明涉及一种爆壳装置，特别是涉及一种应用于油茶籽外壳的爆壳装置。

背景技术

近年来，我国生物质压缩成型技术已取得了快速发展，生物质固体成型燃料也已被公认为一种可以替代化石能源的清洁能源。由于生物质固体成型燃料具有强度大、储运方便、燃烧热效率高、对环境友好等诸多优点，为此，国内外已加大了对生物质固体成型技术的发展力度，如今，大量的生物质原料，如：农作物秸秆、林业加工剩余物、农产品加工剩余物等已用来加工成生物质固体成型燃料，其中就包括资源丰富的油茶籽外壳。而大量的油茶籽外壳需通过对油茶籽进行爆壳得到，目前，传统的爆壳方法主要有机械式以及微波爆壳法，但是由于机械式及微波等的传统方法存在诸多缺点，如：能耗高、爆壳不均匀、爆壳时间长、工作环境差等，因此，要克服以上缺点，就需要一种全新的爆壳方法应用于油茶籽的爆壳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，是通过热蒸汽发生装置产生高温过热蒸汽，然后由喷嘴高速喷入密闭容器内，并在容器内产生较大的压强，将油茶籽壳爆开，同时，由于蒸汽的温度较高，在与物料全面接触的过程当中，会使物料内水分气化，有利用爆壳的进行。采用过热蒸汽爆壳法，具有爆壳均匀、噪音少、爆壳时间短以及节能等优点。

为达上述目的，本发明应用于油茶籽外壳的爆壳装置，包括蒸汽发生模块、储气模块、爆壳模块及冷凝模块；该蒸汽发生模块提供100℃以上的过热蒸汽，储气模块用于储存所述过热蒸汽，油茶籽于爆壳模块在过热蒸汽的作用下实现爆壳，冷凝模块将过热蒸汽冷凝再输送至蒸汽发生模块。

较佳的，该蒸汽发生模块由蒸汽发生装置及与其依次连接的流量传感器、第一电磁阀及第一单向阀组成。

较佳的，该储气模块由储气罐及与其依次连通的第二电磁阀、第二单向阀组成，该储气罐上设有第一压力传感器和第一温度传感器。

较佳的，该爆壳模块包括密闭容器，该密闭容器内设多个喷嘴及放料室，所述放料室由带孔的第一金属板及带孔的第二金属板焊接而成，第二金属板上安装有落料阀，落料阀下方设有筛分装置，筛分装置上方设有进料口、下方设有出料口；该放料室上方具有物料进口。

更佳的，该密闭容器上设有计时器、第二压力传感器及第二温度传感器。

更佳的，该密闭容器依次连通第三电磁阀及第三单向阀。

优选地，所述放料室垂直安装于该密闭容器内。

较佳的，所述冷凝模块由冷凝器、及与其依次连通的第四单向阀和第四电磁阀。

优选地，上述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置还包括控制***，由检测部分、执行部分、控制部分及人机互动部分组成，其中，该检测部分包括流量计、第一压力传感器、第一温度传感器、计时器、第二压力传感器及第二温度传感器；该执行部分是用于控制各模块的工作状态，包括：控制第一-第四电磁阀及落料阀的开合，进而控制进入各模块的蒸汽量，并将电磁阀开合状态反馈至控制单元；及蒸汽发生装置的启动和停止。该控制部分是由控制单元和上位机组成，控制单元负责收集和处理检测部分提供的状态信号，并给执行部分提供执行指令；上位机一方面进行检测作业状态，另外还可编辑控制单元的控制程序，控制程序包含手动模式和自动模式；该人机互动部分一方面通过人机交互界面根据控制程序设置对应的控制按钮，实现手动方式对整个装置手动控制；另外一方面通过人机交互界面可以直接监测自动模式下各模块的工作状态，并可对自动模块中的各设定值进行设定。

借由以上技术方案，至少具有以下技术效果：

（1）采用高速的过热蒸汽流所产生的压强使油茶籽的壳爆开，从而解决传统爆壳方式存在的能耗高、尾气排放产生二次污染与物料爆壳不均匀、爆壳时间长以及效率低等技术难题。过热蒸汽爆壳过程中，由于使用的都是高温过热蒸汽（温度100℃以上），水分从物料表面蒸发移动不是通过质的扩散而是以液流的压力差产生的体积流（bulk flow）作动力，过热蒸汽爆壳无气膜传质阻力，因此，采用过热蒸汽爆壳的单位能耗将大大低于传统爆壳法的能耗；

（2）利用对人体及环境不会造成污染的高温过热蒸汽，与传统的机械式爆壳方法相比，明显改善了工作条件，也降低了劳动强度，同时，也提高了操作的安全性；

（3）利用高速的蒸汽流喷入爆壳装置的密闭容器内，这样有利于缩短爆壳时间，同时，由于密闭容器内的压强处处相等，因此，爆壳比较均匀；

（4）将高温的过热蒸汽应用于油茶籽的爆壳，过热蒸汽温度高、热焓值大，具有强烈的灭菌消毒及杀害微生物的效果。过热蒸汽爆壳工作时的温度超过100℃，在这样的温度下不仅有利用油茶籽壳的爆裂，且能起到消灭细菌和其他有毒微生物的作用；

（5）在整个的爆壳过程完成之后，可以将过热蒸汽的余热加以利用，比如作为工业用料或饲料工业等的干燥介质，对物料进行干燥。这样不但可以降低对工业用料等的干燥成本，而且干燥过程中不会排放出有害的气体而对人体和环境造成危害。同时，过热蒸汽干燥能实现无氧或少氧干燥环境，降低了干燥过程产生NOx，SOx等有毒气体的风险。由于干燥过程中有害气体的数量大大低于传统的热风对流干燥，因此尾气处理成本将低于传统的食品或饲料工业干燥工艺。

下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明爆壳装置的整体结构示意图；

图2是本发明控制***方框原理图；

图中：1-过热蒸汽发生装置，2-金属管道，3-流量传感器，4-第一电磁阀，8-第二电磁阀，23-第三电磁阀，29-第四电磁阀，5-第一单向阀，9-第二单向阀，25-第三单向阀，28-第四单向阀，6-储气罐，7-第一压力传感器，17-第二压力传感器，10-计时器，11-喷嘴，12-进料口，13-放料室，14-油菜籽，15-第一带孔金属板，22-第二带孔金属板，16-密闭容器，18-第一温度传感器，26-第二温度传感器，19-落料口20-筛分装置，21-出料口，24-落料阀，27-冷凝器，30-人机交互界面，31-上位机，32-控制单元。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，为本发明一实施例中应用于油茶籽外壳的爆壳装置的结构示意图，包括蒸汽发生模块、储气模块、爆壳模块及冷凝模块；蒸汽发生模块由蒸汽发生装置1及与其依次连接的流量传感器3、第一电磁阀4及第一单向阀5组成。该模块当中的流量传感器3可以实时显示从过热蒸汽发生装置中流出的蒸汽流量。第一单向阀5可以防止蒸汽通过管道2回流到过热蒸汽发生装置1中。

储气模块由储气罐6及与其依次连通的第二电磁阀8、第二单向阀9组成，该储气罐6上设有第一压力传感器7和第一温度传感器26。该模块主要是将从蒸汽发生装置中流出的过热蒸汽储存在储气罐6当中，便于为爆壳模块连续地提供具有一定压力和温度的过热蒸汽，从而保证爆壳的顺利进行。第一压力传感器7及第一温度传感器26用于实时检测储气罐6中的工作压强和工作温度。第二单向阀9用于防止蒸汽回流到储气罐6中。

该爆壳模块包括密闭容器16，该密闭容器16内设多个喷嘴11及放料室13，所述放料室13由带孔的第一金属板15及带孔的第二金属板22焊接而成，第二金属板22上安装有落料阀24，落料阀24下方设有筛分装置20，当爆壳完成后，打开落料阀24，可使爆壳后的物料落入筛分装置20中进行壳与果肉的分离。筛分装置20上方设有进料口19、下方设有出料口21；该放料室13上方具有物料进口12。该密闭容器16上设有计时器10、第二压力传感器17及第二温度传感器18。该密闭容器依次连通第三电磁阀23）及第三单向阀25。所述放料室13垂直安装于该密闭容器16内，垂直安装不仅可以减少落料的时间，也有利于爆壳的均匀性。

储气罐当中的过热蒸汽通过喷嘴（11）高速的喷入密闭容器（16）中，使容器中产生一定的压强，将油茶籽壳爆开。由于高温的过热蒸汽的温度较高，在爆壳的过程中，可以很快的与油茶籽表面进行热交换，从而使其表面的水分被很快的析出，同样有利于爆壳的进行。

冷凝模块由冷凝器27、及与其依次连通的第四单向阀28和第四电磁阀29。该模块主要是对从密闭容器（16）中流出的蒸汽进行冷凝，进而通过管道输送到蒸汽发生装置，这样不但能够提高蒸汽的利用率，而且还能降低整个爆壳的成本。

请参阅图1及图2，应用本发明的装置进行爆壳的方法如下：

 （1）将待爆壳的油茶籽原料放入放料室13中，放料室的内径为3-5倍的油菜籽外径。将第一-第四电磁阀（4，8，23，29）置于关闭状态，打开蒸汽发生装置1供电开关，蒸汽发生装置工作产生高温过热蒸汽，然后将第一电磁阀4置于开启状态使高温过热蒸汽通过管道2持续地进入储气罐6中，此时，连接在管道2中的流量计3将流量信号传送到控制单元32，通过控制单元32可以实时检测蒸汽发生装置1流出的蒸汽流量；

（2）第一压力传感器7及第一温度传感器26对储气罐6中的压强及温度值进行检测，并将信号传送给控制单元32，当压强达到设定值时，控制单元32发出指令使第一电磁阀4关闭和第二电磁阀8开启，即过热蒸汽就会通过管道2及喷嘴11高速地喷入密闭容器16中。当压力传感器上的压强低于设定值时，控制单元发出指令使第一电磁阀4开启，过热蒸汽又将从过热蒸汽发生装置1中通过管道进入储气罐6中，从而，使储气罐6中的压强维持在设定值。通过第一温度传感器26，控制单元32实时检测储气罐6中的温度值，以此监测过蒸汽发生装置是否正常工作，另外也可以显示实时温度给工作人员；

（3）第二压力传感器17、第二温度传感器18对密闭容器16的压强和温度进行检测，并将检测信号传送给控制单元32，当压强达到设定值时，控制单元32就会发出指令使第二电磁阀8关闭，即停止往密闭容器内供汽，同时计时器10开始计时。在额定压力下，蒸汽的工作时间需要大于30s，即计时器设定时间需大于30s，方可完成爆壳。当计时器达到设定时间，控制单元32发出指令使电磁阀23开启，即开始对密闭容器16进行泄压，同时计时器10重置归零。此时，第二压力传感器17和第二温度传感器18继续对密闭容器16内的压强和温度值进行检测，且检测信号传输至控制单元32，当第二压力传感器17上的压强值为一个大气压且第二温度传感器18上的温度值低于60℃时，控制单元32发出指令使落料阀24打开，将已爆壳的油茶籽经落料口19落入到筛分装置20中进行壳与肉的分离；

（4）随着蒸汽不断进入冷凝器27中，蒸汽将在冷凝器的作用下变成液态的水，经过一段时间的冷凝，打开第四电磁阀29将冷凝器中的液体通过管道流入过热蒸汽发生装置1中，这样不但提高了蒸汽的利用率，也降低了爆壳的作业成本。

参阅图2，本发明的控制***由检测部分，执行部分，控制部分，人机互动部分组成。

（1）检测部分是用于检测各模块工作状态，并将对应的状态传输至控制部分，包括：

a．流量计3对蒸汽流量的检测；

b．第一压力传感器7、第一温度传感器26分别对储气罐6内的压力和温度进行检测；

c．计时器10、第一压力传感器17、第一温度传感器18分别对爆壳模块的工作时间、工作压力、工作温度进行检测；

（2）执行部分是用于控制各模块的工作状态。包括：

a．控制第一-第四电磁阀（4、8、23、29）及落料阀24的开合，进而控制进入各模块的蒸汽量，并将电磁阀开合状态反馈至控制单元32；

b．蒸汽发生装置1的启动和停止；

（3）控制部分是由控制单元32和上位机31组成，控制单元32负责收集和处理检测部分提供的状态信号，并给执行部分提供执行指令；上位机31一方面进行检测作业状态，另外还可编辑控制单元32的控制程序，控制程序包含手动模式和自动模式；

（4）人机互动部分一方面通过人机交互界面30根据控制程序设置对应的控制按钮，实现手动方式对整个装置手动控制；另外一方面通过人机交互界面30可以直接监测自动模式下各模块的工作状态，并可对自动模块中的各设定值进行设定。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于包括蒸汽发生模块、储气模块、爆壳模块及冷凝模块；该蒸汽发生模块提供100℃以上的过热蒸汽，储气模块用于储存所述过热蒸汽，油茶籽于爆壳模块在过热蒸汽的作用下实现爆壳，冷凝模块将过热蒸汽冷凝再输送至蒸汽发生模块。

2.如权利要求1所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于该蒸汽发生模块由蒸汽发生装置（1）及与其依次连接的流量传感器（3）、第一电磁阀（4）及第一单向阀（5）组成。

3.如权利要求2所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于该储气模块由储气罐（6）及与其依次连通的第二电磁阀（8）、第二单向阀（9）组成，该储气罐（6）上设有第一压力传感器（7）和第一温度传感器（26）。

4.如权利要求3所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于该爆壳模块包括密闭容器（16），该密闭容器（16）内设多个喷嘴（11）及放料室（13），所述放料室（13）由带孔的第一金属板（15）及带孔的第二金属板（22）焊接而成，第二金属板（22）上安装有落料阀（24），落料阀（24）下方设有筛分装置（20），筛分装置（20）上方设有进料口（19）、下方设有出料口（21）；该放料室（13）上方具有物料进口（12）。

5.如权利要求4所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于该密闭容器（16）上设有计时器（10）、第二压力传感器（17）及第二温度传感器（18）。

6.如权利要求4或5所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于该密闭容器依次连通第三电磁阀（23）及第三单向阀（25）。

7.如权利要求4或5所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于所述放料室（13）垂直安装于该密闭容器（16）内。

8.如权利要求6所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于所述冷凝模块由冷凝器（27）、及与其依次连通的第四单向阀（28）和第四电磁阀（29）。

9.如权利要求8所述的应用于油茶籽外壳的爆壳装置，其特征在于其还包括控制***，由检测部分、执行部分、控制部分及人机互动部分组成，其中，该检测部分包括流量计（3）、第一压力传感器（7）、第一温度传感器（26）、计时器（10）、第二压力传感器（17）及第二温度传感器（18）；该执行部分是用于控制各模块的工作状态，包括：控制第一-第四电磁阀（4、8、23、29）及落料阀（24）的开合，进而控制进入各模块的蒸汽量，并将电磁阀开合状态反馈至控制单元（32）；及蒸汽发生装置（1）的启动和停止；该控制部分是由控制单元（32）和上位机（31）组成，控制单元（32）负责收集和处理检测部分提供的状态信号，并给执行部分提供执行指令；上位机（31）一方面进行检测作业状态，另外还可编辑控制单元（32）的控制程序，控制程序包含手动模式和自动模式；该人机互动部分一方面通过人机交互界面（30）根据控制程序设置对应的控制按钮，实现手动方式对整个装置手动控制；另外一方面通过人机交互界面（30）可以直接监测自动模式下各模块的工作状态，并可对自动模块中的各设定值进行设定。