CN210861963U - 一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机 - Google Patents

一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,它包括真空箱、捕水器、制冷机组、真空机组、第一真空管、第二真空管、料盘、石墨烯加热片,真空度检测传感器、温度传感器和控制器,所述真空箱通过第一真空管与捕水器连接,捕水器通过第二真空管与真空机组连接,制冷机组与捕水器连接,若干料盘放置在真空箱内,所述石墨烯加热片与料盘内底部连接,所述真空度检测传感器与温度传感器均设置在真空箱内,控制器与制冷机组、真空机组、石墨烯加热片、真空度检测传感器和温度传感器电连接。采用本实用新型,通过石墨烯加热物料的方式实现提高物料的加热效率,缩短真空冷冻干燥时间,提高生产效率。

Description

一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机
技术领域
本实用新型涉及真空冷冻干燥设备技术领域,尤其涉及一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机。
背景技术
目前,国内外的真空冷冻干燥机,其加热方式大多数是通过导热介质对料盘架进行加热,再通过料盘架对料盘进行传导加热,再由料盘对物料进行传导加热。这种加热方式,热效率很低,使得整个真空冷冻干燥的过程相当漫长,生产效率很低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,采用石墨烯加热物料的方式实现提高物料的加热效率,缩短真空冷冻干燥时间。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,包括真空箱、捕水器、制冷机组、真空机组、第一真空管、第二真空管、料盘、石墨烯加热片,真空度检测传感器、温度传感器和控制器,所述真空箱通过第一真空管与捕水器连接,捕水器通过第二真空管与真空机组连接,制冷机组与捕水器连接,若干料盘放置在真空箱内,所述石墨烯加热片与料盘内底部连接,所述真空度检测传感器与温度传感器均设置在真空箱内,控制器与制冷机组、真空机组、石墨烯加热片、真空度检测传感器和温度传感器电连接。
其中,所述料盘包括边框以及与边框连接的底盘。
其中,还包括塑料膜,所述石墨烯加热片的两表面分别与塑料膜黏贴形成复合层,复合层黏贴在料盘内底部,石墨烯加热片具有两个接线端头,并接线端头连接有第一接线耳。
其中,还包括底座,所述料盘底部连接有两个第一接线柱和一个第一支撑柱,两个第一接线耳分别与两个第一接线柱连接,并通过螺母锁紧,所述料盘顶部开有可承托第一接线柱的第一竖孔以及可承托第一支撑柱的第二竖孔,若干料盘通过第一接线柱、第一支撑柱叠放,且若干石墨烯加热片通过第一接线柱并联连接,若干料盘与底座叠放导电,底座接电。
其中,所述底座包括底板以及电源线,电源线一端连接有第二连接耳,另一端接电,所述底板底部连接有两个第二接线柱和一个第二支撑柱,两个第二连接耳分别与两个第二接线柱连接,并通过螺母锁紧,所述底板顶部开有可承托第二接线柱的第三竖孔以及可承托第二支撑柱的第四竖孔,位于最底层的料盘通过第一接线柱、第一支撑柱叠放在底座上。
其中,还包括小车,小车底部转动连接有四个万向轮,小车上设置有插座,所述底座设置子小车上,并两条电源线分别与插座连接,真空箱内设置有与插座连接的插头。
其中,所述料盘为长方形结构,第一接线柱位于料盘一长侧边的两端,第一支撑柱位于料盘另一长侧边的中部。
其中,所述料盘为食品级的绝缘材料。
其中,所述真空箱为圆柱体结构或方体结构,真空箱顶部具有一出气口,出气口与第一真空管连接,真空箱铰接有封闭门。
其中,所述真空箱和封闭门材质为304不锈钢。
实施本实用新型的有益效果在于:(1)采用石墨烯加热片直接对物料加热,提高物料的加热速率,从而缩短物料的生产周期;(2)料盘底部设置有两个第一接线柱和一个第一支撑柱,相邻两层料盘的第一接线柱相互接触导电,从而使得多个料盘上的石墨烯加热片并联连接,且采用三点支撑料盘的方式,上层料盘的第一接线柱和第一支撑柱分别与下层料盘的第一接线柱和第一支撑柱接触,进而能够保证料盘之间的通电接触良好;(3)多个料盘层叠放置在小车上,通过推动小车能够同时搬运一摞料盘,方便快捷。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机的主视图;
图2为本实用新型提出的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机中真空箱的主剖视图;
图3为图2的Ⅰ处放大图;
图4为本实用新型提出的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机中第一接线柱的剖视图;
图5为本实用新型提出的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机中料盘与底座的示意图;
图6为本实用新型提出的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机中复合层的剖视图。
图中:1、真空箱;11、插头;12、出气口;13、封闭门;2、捕水器;3、制冷机组;4、真空机组;5、第一真空管;6、第二真空管;7、料盘;71、边框;711、第一竖孔;712、第二竖孔;72、底盘;73、第一接线柱;74、第一支撑柱;8、复合层;81、石墨烯加热片;811、第一接线耳;82、塑料膜;9、真空度检测传感器;10、温度传感器;20、底座;201、底板;2011、第三竖孔;2012、第四竖孔;202、第二连接耳;203、第二接线柱;204、第二支撑柱;30、小车;301、万向轮;302、插座。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-6,本实用新型一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,它包括真空箱1、捕水器2、制冷机组3、真空机组4、第一真空管5、第二真空管6、料盘7、石墨烯加热片81,真空度检测传感器9、温度传感器10和控制器,所述真空箱1通过第一真空管5与捕水器2连接,捕水器2通过第二真空管6与真空机组4连接,制冷机组3与捕水器2连接,具体地,所述真空机组4采用三级罗茨水环真空机组,6个料盘7放置在真空箱1内,所述石墨烯加热片81与料盘7内底部连接,所述真空度检测传感器9与温度传感器10均设置在真空箱1内,真空度检测传感器9采用扩散硅压力变送器,温度传感器10采用热电阻式温度传感器,控制器与制冷机组3、真空机组4、石墨烯加热片81、真空度检测传感器9和温度传感器10电连接。控制器控制真空机组4对真空箱1抽真空,控制器控制石墨烯加热片81加热料盘7上的物料,由于物料需先进行冷冻处理,物料内的水分冷冻结成冰,经过加热后,物料内的冰直接升华为气体,水蒸气在真空机组4的作用下经第一真空管5进入捕水器2,捕水器2在制冷机组3的作用下使得水汽凝结在捕水器2内,真空机组4抽出的气体形成干燥的气体,最后气体经第二真空管6排出;在真空冻干的过程中,真空度检测传感器9检测真空箱1内的真空压力,温度传感器10检测真空箱1内的温度,操作员给控制器预设一个空气压力范围以及一个温度范围,如压力范围值为1~300pa,温度范围值为60~80℃,当真空度检测传感器9检测的数值高于300pa时,控制器控制石墨烯加热片81的输入电流来降低石墨烯加热片81的加热温度,物料内的冰升华为气体的速率逐渐降低,从而降低真空箱1内的空气压力,降低物料的加热温度过程中还要保证温度传感器10检测的温度数值不低于60℃;当真空度检测传感器9检测的数值低于1pa时,控制器控制石墨烯加热片81的输入电流来提高石墨烯加热片81的加热温度,物料内的冰升华为气体的速度逐渐升高,从而增大真空箱1内的空气压力,提高物料的加热温度过程中还要保证温度传感器10检测的温度不高于80℃。
优选地,参见图2、3、4,所述料盘7包括边框71以及与边框71连接的底盘72,具体地,边框71为长方形,底盘72的厚度为2~3mm,优选值为3mm。
优选地,参见图4、5、6,还包括塑料膜82,所述石墨烯加热片81两表面分别与塑料膜82黏贴形成复合层8,复合层8黏贴在料盘7内底部,石墨烯加热片81具有两个接线端头,并接线端头连接有第一接线耳811。由于石墨烯加热片81厚度非常薄,石墨烯加热片81表面粘有塑料膜82,能够保护石墨烯加热片81,避免料盘7内的物料损坏石墨烯加热片81。
优选地,参见图2、3、4、5,还包括底座20,所述料盘7的边框71底部螺纹连接有两个第一接线柱73和一个第一支撑柱74,且第一接线柱73位于料盘7一长侧边的两端,第一支撑柱74位于料盘7另一长侧边的中部,两个第一接线耳811分别与两个第一接线柱73连接,并通过螺母锁紧,所述边框71顶部开有可承托第一接线柱73的第一竖孔711以及可承托第一支撑柱74的第二竖孔712,6个料盘7通过第一接线柱73、第一支撑柱74叠放,且若干石墨烯加热片81通过第一接线柱73并联连接,6个料盘7与底座20叠放导电,底座20接电。上层料盘7的第一接线柱73和第一支撑柱74分别***下层料盘7的第一竖孔711和第二竖孔712内,且上层料盘7的第一接线柱73与下层料盘7的第一接线柱73接触通电,第一接线柱73为金属材质,具有导电性,进而使得上层石墨烯加热片81与下层石墨烯加热片81并联,其次,采用三点支撑料盘7的方式,上层料盘7的第一接线柱73和第一支撑柱74分别与下层料盘7的第一接线柱73和第一支撑柱74接触,进而能够保证料盘7之间的通电接触良好。
优选地,所述底座20包括底板201以及电源线,电源线一端连接有第二连接耳202,另一端接电,所述底板201底部螺纹连接有两个第二接线柱203和一个第二支撑柱204,两个第二连接耳202分别与两个第二接线柱203连接,并通过螺母锁紧,所述底板201顶部开有可承托第二接线柱203的第三竖孔2011以及可承托第二支撑柱204的第四竖孔2012,位于最底层的料盘7通过第一接线柱73和第一支撑柱74叠放在底座20上,第一接线柱73和第一支撑柱74分别插在第三竖孔2011和第四竖孔2012内,且位于底座20上层的料盘7的第一接线柱73与底座20的第二接线柱203接触,第二接线柱203为金属材质,具有导电性,底板201为绝缘材质,进而使得是石墨烯加热片81与两条电源线连通,控制器可控制两条电源线接入市电或断开市电,接入时,控制器通过两条电源线则能够同时给石墨烯加热片81供电。具体地,还包括小车30,小车30底部转动连接有四个万向轮301,小车30上设置有插座302,所述底座20设置子小车30上,并两条电源线分别与插座302连接,真空箱1内设置有与插座302连接的插头11。拔开插头11与插座302之间的连接,推动小车30能够同时运输底座20上的料盘7,方便快捷。
优选地,所述料盘7为食品级的绝缘材料。食品级的绝缘材料大多数采用食品级塑料,食品级塑料产品可以与食品直接接触,安全可靠,且石墨烯加热片81为辐射加热,通电后发射远红外波,远红外波能够穿透塑料,从而能够给下层料盘7上的物料加热,即物料是被两片石墨烯加热片81同时辐射加热,加热速率快。
优选地,参见图1、2,所述真空箱1为圆柱体结构或方体结构,优选为方体结构,方体结构的真空箱1能够提高空间利于率,真空箱1顶部具有一出气口12,出气口12与第一真空管5连接,真空箱1铰接有封闭门13,封闭门13与真空箱1配合为物料提供密闭的加工环境。
优选地,参见图1、2,所述真空箱1和封闭门13材质均为304不锈钢。304不锈钢材质具有屏蔽远红外波的功能,石墨烯加热片81辐射的热能无法传递到外部环境中,达到保温的目的。
工作原理:下面以制作萝卜丁(萝卜丁的规格为4mm*4mm*4mm)为例,开始工作时,将萝卜丁装入6个料盘7内先进行速冻处理,然后将速冻好的萝卜丁盘层叠放置在底座20上,然后推动小车30,将一摞料盘7推入真空箱1内,且将插头11***插座32内,随后关闭封闭门13;接着启动控制器,控制器控制真空机组1抽真空,真空度检测传感器9检测真空箱33内的空气压力,当真空度到达200pa左右时,控制器给石墨烯加热片81输入电流,石墨烯加热片81通电加热萝卜丁,同时温度传感器10检测真空箱1内的温度,并将信号发送至控制器,控制器控制石墨烯加热片81的输入电流,从而保证真空箱1内的真空度一直保持在100~200pa,加热温度保持在60~80℃,从而使得速冻的萝卜丁在10个小时内就可将其含水量降低到小于3%,而采用传统的冻干工艺,则需要20个小时才能将萝卜丁将其含水量降低到小于3%。采用本实用新型,通过石墨烯加热物料的方式实现提高物料的加热效率,缩短真空冷冻干燥时间,提高生产效率。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,它包括真空箱(1)、捕水器(2)、制冷机组(3)、真空机组(4)、第一真空管(5)、第二真空管(6)、料盘(7)、石墨烯加热片(81),真空度检测传感器(9)、温度传感器(10)和控制器,所述真空箱(1)通过第一真空管(5)与捕水器(2)连接,捕水器(2)通过第二真空管(6)与真空机组(4)连接,制冷机组(3)与捕水器(2)连接,若干料盘(7)放置在真空箱(1)内,所述石墨烯加热片(81)与料盘(7)内底部连接,所述真空度检测传感器(9)与温度传感器(10)均设置在真空箱(1)内,控制器与制冷机组(3)、真空机组(4)、石墨烯加热片(81)、真空度检测传感器(9)和温度传感器(10)电连接。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述料盘(7)包括边框(71)以及与边框(71)连接的底盘(72)。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,还包括塑料膜(82),所述石墨烯加热片(81)的两表面分别与塑料膜(82)黏贴形成复合层(8),复合层(8)黏贴在料盘(7)内底部,石墨烯加热片(81)具有两个接线端头,并接线端头连接有第一接线耳(811)。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,还包括底座(20),所述料盘(7)底部连接有两个第一接线柱(73)和一个第一支撑柱(74),两个第一接线耳(811)分别与两个第一接线柱(73)连接,并通过螺母锁紧,所述料盘(7)顶部开有可承托第一接线柱(73)的第一竖孔(711)以及可承托第一支撑柱(74)的第二竖孔(712),若干料盘(7)通过第一接线柱(73)、第一支撑柱(74)叠放,且若干石墨烯加热片(81)通过第一接线柱(73)并联连接,若干料盘(7)与底座(20)叠放导电,底座(20)接电。
5.如权利要求4所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述底座(20)包括底板(201)以及电源线,电源线一端连接有第二连接耳(202),另一端接电,所述底板(201)底部连接有两个第二接线柱(203)和一个第二支撑柱(204),两个第二连接耳(202)分别与两个第二接线柱(203)连接,并通过螺母锁紧,所述底板(201)顶部开有可承托第二接线柱(203)的第三竖孔(2011)以及可承托第二支撑柱(204)的第四竖孔(2012),位于最底层的料盘(7)通过第一接线柱(73)、第一支撑柱(74)叠放在底座(20)上。
6.如权利要求5所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,还包括小车(30),小车(30)底部转动连接有四个万向轮(301),小车(30)上设置有插座(302),所述底座(20)设置子小车(30)上,并两条电源线分别与插座(302)连接,真空箱(1)内设置有与插座(302)连接的插头(11)。
7.如权利要求4所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述料盘(7)为长方形结构,第一接线柱(73)位于料盘(7)一长侧边的两端,第一支撑柱(74)位于料盘(7)另一长侧边的中部。
8.如权利要求1所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述料盘(7)为食品级的绝缘材料。
9.如权利要求1所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述真空箱(1)为圆柱体结构或方体结构,真空箱(1)顶部具有一出气口(12),出气口(12)与第一真空管(5)连接,真空箱(1)铰接有封闭门(13)。
10.如权利要求9所述的一种石墨烯加热的真空冷冻干燥机,其特征在于,所述真空箱(1)和封闭门(13)材质为304不锈钢。
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