CN114719575A - 接触传热式冻干设备 - Google Patents
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Abstract
一种接触传热式冻干设备，包括接触传热分段加热装置，所述接触传热分段加热装置包括多层加热板，以及可活动地设置在该多层加热板上的多个料盘，所述料盘用以承载被加工的物料，所述料盘的底面与所述加热板的表面直接接触。根据本发明的接触传热式冻干设备，一方面使得加热板中的热能可以直接通过料盘传导给物料，加快了物料加热的升温速度，减少了加热时间，提高了工效，另一方面节省了料盘与加热板之间的空间，增加了物料产量。且接触传热分段加热装置采用分段结构，集加热装置和传统料车功能于一体的特点，增加了设备布局的灵活性。尤其是，加热装置作为冻干设备的核心部件，采用分段结构的设计更便于设备维护人员的日常维护和检修保养。
Description
技术领域
本发明涉及真空冷冻干燥设备，尤其涉及一种接触传热式冻干设备。
背景技术
真空冷冻干燥设备，或简称冻干设备，是将食品、药品等物料冻结到其共晶点温度以下，使其中的水分变成固态的冰，然后在真空的环境下，使冰直接升华为水蒸汽，再用捕水器将水蒸汽冷凝而最终使物品干燥。现有的冻干设备采用料车装载料盘的方式，例如图1和图2所示的冻干设备，冻干仓10内设置有固定的加热装置16，后者包括有多层加热板161。装载物料的料盘17可以活动地装卸在多层结构的料车18上，工作时，可以在冻干仓外将料盘层层装载上料车，然后再将料车送入冻干仓内加工。又如，图3和图4所示的第201510017464.8号中国发明专利申请公开了一种加工食品的真空冻干设备，包括仓体1、仓体内部固定有垂向侧支架12，支架伸出加热搁板13，两侧加热搁板之间形成料车14的容置间隔，料车包括垂向悬架42，垂向悬架上延伸出水平料盘43，当料车被推入仓体内部时，料车悬架上的水平料盘正好位于相邻两水平加热搁板之间。加工时，将待冻干的食品物料铺放在料盘之后转载到料车上，借助于吊挂于悬挂轨道1-4的吊挂料车送入仓体1的内部。但是，现有技术的采用料车将转载物料的料盘送入冻干仓内固定设置的加热板时，一方面，加热板对物料的加热基本上是以辐射传热的方式进行的，热量传递速度慢，物料干燥时间长，热能利用率低。另一方面，物料采用料车和料盘入装式送料的方式，在将料车送入冻干仓内的多层加热板装置中间时，需要提供足够的距离空间让料车顺利地进出仓，同时还要保证料车各层承载的料盘与各层加热板之间有一定的空间，故减少了料车每次装载物料的数量，降低了物料加工的效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种接触传热式冻干设备，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
根据本发明的接触传热式冻干设备，包括接触传热分段加热装置，所述接触传热分段加热装置包括多层加热板，以及可活动地设置在该多层加热板上的多个料盘，所述料盘用以承载被加工的物料，所述料盘的底面与所述加热板的表面直接接触。
所述接触传热分段加热装置的顶部和底部设置有进出水口，用以向所述加热板提供循环介质。
所述接触传热分段加热装置的顶部设置有吊挂装置。
所述的接触传热式冻干设备还包括冻干仓仓体，所述仓体内部的顶端设置有导轨，所述接触传热分段加热装置的吊挂装置可活动地安装在所述导轨上。
所述仓体的内壁设置有供回水总管，所述接触传热分段加热装置的进出水口通过循环水管路与所述供回水总管连接。
所述接触传热分段加热装置的进出水口通过快卸快装接口连接到所述循环水管路。
所述供回水总管通过循环介质接口连接到所述循环水管路。
所述供回水总管与一中间存储容器连接，用回收所述加热板内的循环介质供重复使用。
所述加热板采用中空的挤压铝结构。
所述快卸快装接口为卡扣式接口。
根据本发明的接触传热式冻干设备，由于采用了接触传热分段加热装置，其中的加热板与料盘为直接接触，一方面使得加热板中的热能可以直接通过料盘传导给物料，加快了物料加热的升温速度，减少了加热时间，提高了工效，另一方面节省了料盘与加热板之间的空间，增加了物料产量。且接触传热分段加热装置采用分段结构，集加热装置和传统料车功能于一体的特点，增加了设备布局的灵活性。尤其是，加热装置作为冻干设备的核心部件，采用分段结构的设计更便于设备维护人员的日常维护和检修保养。
附图说明
通过结合附图，对本发明的接触传热式冻干设备的各个实施例进行描述以更好地理解本发明。本发明的其它的优点和特点在以下的描述中将变得更加清楚。在附图中：
图1至图4是表示现有技术的冻干设备的示意图。
图5是表示根据本发明接触传热式冻干设备的一个实施例的接触传热分段加热装置的示意图。
图6是表示图5所示接触传热分段加热装置的进出水口连接用的接口示意图。
图7是表示图5所示接触传热分段加热装置上设置的一组吊挂装置的示意图。
图8是表示图7所示的接触传热分段加热装置被送入冻干仓内的示意图。
图9是表示根据本发明的一个实施例的接触传热式冻干设备的冻干仓整体示意图。
图10是表示根据本发明的接触传热式冻干设备的接触式加热与传统冻干设备的辐射式加热的物料升温速度对比试验曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图5是表示根据本发明接触传热式冻干设备的一个实施例的接触传热分段加热装置的示意图，图6是表示图5所示接触传热分段加热装置的进出水口连接用的接口示意图。结合参见图5和图6，接触传热分段加热装置5包括多层加热板51，每层加热板之间留有预定的间隙用以放入承载被加热物料的料盘52。较佳的，加热板51采用中空的挤压铝结构，并与料盘52可贴置在一起，亦即，料盘52的底部可以与加热板51的表面直接接触。一方面，通过加热介质在加热板内部的循环流动，可以将热量直接传导给料盘上装载的物料，另一方面，相对于传统的辐射式加热结构，接触传热分段加热装置节省了各层料盘与各层加热板之间的空间，而利用多出的空间可以放置更多数量的料盘，增加了被加工物料的产量。
接触传热分段加热装置5的顶部和底部例如设置有进出水口56，可通过循环水管路例如软管(未图示)与加热介质的总管连接。采用此种上进下出的循环水路设计方案，可以使加热介质的循环速度加快且水流阻力减小。根据本发明接触传热式冻干设备的一个实施例，每个接触传热分段加热装置5的进出水口56例如采用卡扣式的接口60与循环水管路连接，其优点是装卸速度快，快接快卸，尤其适用于连续型冻干设备的流水操作。本领域的技术人员可以理解，接口60还可以采用其它类型的部件，只要能符合快装快卸的要求即可。
图7是表示图5所示接触传热分段加热装置上设置的一组吊挂装置的示意图，图8是表示图7所示的接触传热分段加热装置被送入冻干仓内的示意图。结合参见图7和图8，接触传热分段加热装置5的顶部例如设置一组吊挂装置58，较佳的例如为吊挂滑轮，后者例如可活动地安装在位于冻干仓8内部顶端的导轨81上。已放入料盘52的接触传热分段加热装置5可以沿着导轨81从冻干仓的进口被推入仓内进行加工，并在完成加工后从冻干仓的出口送出。本领域的技术人员可以理解，这里的吊挂装置58和导轨81仅仅是一个示意性的实施例，只要能够将接触传热分段加热装置5活动地送出入并可定位在冻干仓内部的其它装置也行。根据本发明的接触传热式冻干设备，其中的接触传热分段加热装置5同时扮演了加热装置和传统的料车两个角色，即，一个独立的装置既能装载和运输承载有物料的料盘，又能对物料进行接触式加热。较佳的，接触传热分段加热装置5进入冻干仓仓体后，例如位于冻干仓8的内壁中间，最大程度地利用仓内的空间，以增加被加热的料盘52的有效加工面积，从而进一步提高被加工物料的产量。接触传热分段加热装置5与冻干仓的内壁之间的空间例如用作人工检修通道。
图9是表示根据本发明的一个实施例的接触传热式冻干设备的冻干仓整体示意图。参见图9，与传统的冻干设备中加热装置固定地设置在冻干仓内，物料通过料车送出入冻干仓的结构相比，根据本发明的接触传热式冻干设备，其中的接触传热分段加热装置5采用了分段设计，例如图示的8个分段结构。每个分段结构的加热装置5采用了独立的加热板和供水结构，布局灵活可调，且供水结构采用快卸安装的接口60，可以向接触传热分段加热装置5的多层加热板52迅速地灌注或排放循环加热介质，更高程度地适应物料在装盘、预冻、干燥和下料等各个环节的加工需求。例如，在物料干燥环节的前后，为了减少接触传热分段加热装置5的自重，以及在物料冷冻环节保护加热装置的结构稳定，需要快速排出加热板51内部的循环介质。较佳的，在靠近冻干仓8内壁的位置设置有供回水总管85和循环介质接口(未图示)，接触传热分段加热装置5被送入冻干仓8内后，其进出水口例如可通过循环水管路与该循环介质接口连接，通过动力循环装置例如将已升温的加热介质快速灌入加热板51内，在完成干燥后再通过供回水总管85将加热板51内的循环介质回收至中间存储容器(未图示)以供重复利用。
图10是表示根据本发明的接触传热式冻干设备的接触式加热与传统冻干设备的辐射式加热的物料升温速度对比试验曲线图。参见图10，纵轴表示温度值，横轴表示时间点，曲线A表示加热板的数值，曲线B表示第一组物料的数值，曲线C表示第二组物料的数值。其中，两组物料例如均为大蒜切片，物料在料盘中的堆叠高度例如均为35mm，温度传感器均***于料盘的中间位置和相同深度。承载第一组物料的料盘的底部与加热板的表面直接接触，即为接触式加热，承载第二组物料的料盘与加热板之间的间距设置为13mm，即为辐射式加热。在将物料冷冻一段时间后，将两组物料同时送入试验干燥仓内，并按照大蒜的冻干加工工艺抽真空进行加热干燥，获得相关记录数据如下表：
从表中可见，两组物料同时从14:00开始加热，第一组物料的干燥完成时间为次日2:00，物料温度从-23.3℃升温至60℃，用时12小时，平均升温速率为6.94℃/h；第二组物料的干燥完成时间为次日6:30，物料温度从-23.3℃升温至42.3℃，用时16小时30分钟，平均升温速率为3.98℃/h，即，采用接触式加热的物料的升温速率比采用辐射式加热的物料的升温速率快74.4％。
根据本发明的构思，本领域的技术人员还可以对此作出各种变化和修改，但这些变化和修改均属于本发明权利要求范围以内。
Claims (10)
1.一种接触传热式冻干设备，包括接触传热分段加热装置，所述接触传热分段加热装置包括多层加热板，以及可活动地设置在该多层加热板上的多个料盘，所述料盘用以承载被加工的物料，所述料盘的底面与所述加热板的表面直接接触。
2.如权利要求1所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述接触传热分段加热装置的顶部和底部设置有进出水口，用以向所述加热板提供循环介质。
3.如权利要求1或2所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述接触传热分段加热装置的顶部设置有吊挂装置。
4.如权利要求3所述的接触传热式冻干设备，其特征在于还包括冻干仓仓体，所述仓体内部的顶端设置有导轨，所述接触传热分段加热装置的吊挂装置可活动地安装在所述导轨上。
5.如权利要求4所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述仓体的内壁设置有供回水总管，所述接触传热分段加热装置的进出水口通过循环水管路与所述供回水总管连接。
6.如权利要求5所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述接触传热分段加热装置的进出水口通过快卸快装接口连接到所述循环水管路。
7.如权利要求5或6所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述供回水总管通过循环介质接口连接到所述循环水管路。
8.如权利要求7所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述供回水总管与一中间存储容器连接，用以回收所述加热板内的循环介质供重复使用。
9.如权利要求1所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述加热板采用中空的挤压铝结构。
10.如权利要求6所述的接触传热式冻干设备，其特征在于，所述快卸快装接口为卡扣式接口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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