CN220472216U - 一种常温干燥设备 - Google Patents

Abstract

一种常温干燥设备，该干燥设备一套封闭的气体循环运行单元，在该封闭循环运行单元中串联有如下设备单元：动力单元、气体成分调节单元、干燥仓、干湿分离单元、测控单元、温度调节单元，各单元通过管路单元连接成封闭的气体回路；具体包含如下步骤：S1、将待干燥的物品放入干燥仓；S2、启动干燥设备；S3、流动的气体介质在干燥仓吸收待干燥物料的水分；S4、带有水分的潮湿气体介质由干湿分离单元分离水分；S5、监测运行过程中的气流参数和设备参数,直到达到设定的参数值；去掉水分的干燥气体介质在封闭的管道中继续循环；S6、关闭动力单元及相关单元，得到干燥后的物料。

Description

一种常温干燥设备

技术领域

本实用新型涉及物料干燥技术领域，特别是一种常温干燥设备，

背景技术

现有的干燥设备主要包括两种，一种是烘干设备，另一种是低温真空设备。烘干设备利用的是加热的方法来烘烤需要干燥的物品，加热烘干干燥：品质一般，能耗较高，干燥时间短。冷冻干燥：品质高，能耗极高，干燥时间长。产品价格高，一般用于高端产品；低温真空设备是先将需要干燥的物品低温冷冻，然后在真空条件下慢慢干燥。两者相比，烘干设备干燥速度高于低温冷冻设备，耗能低于低温冷冻设备；但是低温冷冻设备的干燥物品的品质，包括营养成分，色泽，口感均高于烘干设备的产物。

非加热干燥：品质一般，能耗少，干燥时间长。实用新型专利申请(申请号201510118226.6，公布号104713313A，公布日2015年6月17日)公开了一种常温干燥方法，该干燥方法包括能够用于干燥物品的常温干燥机，通电启动制冷机和空气循环泵，热量收集箱内常温空气通过空气循环泵输入柜子内并吸收柜子内物品挥发出的水分后成为湿度较大的湿气，湿气经过柜子的通气口进入冷凝箱并被冷凝管降温冷凝后，有一部分湿气被凝结成冷凝水，冷凝水经过排水口流出冷凝箱外，实现了空气脱水；被降温脱水的冷空气通过管道被抽到热量收集箱内加热后，成为与冷凝前温度相同的常温空气，再进入柜体吸收水分；就这样连续若干循环，实现对物品的干燥；即：1、常温空气循环泵吹风→2、常温空气流经物料→3、含湿气空气在冷凝箱冷却→4、冷凝水排出单元→5、热量收集箱收集剩余冷气并加热至常温空气→1、常温空气循环泵吹风。该现有方法的缺点在于：1)循环介质为空气，因为空气中含有氧气，含有氧气的空气经过热量收集箱加热后通过柜子里的被干燥物品时，对被干燥物品具有氧化作用，降低了被干燥物品的品相；2)该干燥方法的是在柜子1上设有通气口，连接冷凝箱3的管道，含有湿气的空气管道通气口进入冷凝箱，空气循环泵6的输出口通过管道与柜子1底部相连，使用制冷机对干燥介质制冷，制冷耗电量大。

实用新型专利(申请号CN201620580294.4，公开号：CN205909625U，公开日2017年01月25日)公开了一种新型冷冻式冷风干燥装置，该冷冻式冷风干燥装置，包括机架、冷冻舱、真空泵、高压泵、制冷装置、气体干燥装置及惰性气体储气瓶，冷冻舱通过棘轮机构与机架铰接，真空泵、高压泵、气体干燥装置及惰性气体储气瓶分别通过滑轨与机架滑动连接，惰性气体储气瓶通过高压泵和导气管与冷冻舱构成闭合循环气路，气体干燥装置与惰性气体储气瓶和高压泵之间的导气管连通，真空泵通过导气管与冷冻舱连通，冷冻舱包括保温外壁、工作内胆及承载托架。本新型通过使用惰性气体作为干燥介质，可避免产品与空气中的氧气、悬浮性污染物及污染性微生物间接触对被干燥产品的氧化问题。但是该实用新型缺点在于：1)干燥单元是采用冷冻干燥的方法，需要使用冷冻舱和冷冻仓保温外壁等装置，设备复杂，制造成本高；2)冷冻设备工作时耗电量较大。

实用新型专利申请(申请号201310748143.6，公开号CN103750504A，公开时间2014.04.30)公开了一种快速常温干燥设备及其用于松花粉的常温干燥方法，该快速常温干燥设备通过风机(1)、循环管路Ⅰ(2)、除尘器(5)、调节阀(7)、进气三通(8)、循环管路Ⅱ(10)构成循环通道，利用风机(1)的作用使物料在循环通道内形成流化态并高速循环流动的方法进行干燥，对流传热传质速度快，水分汽化速度快，利用循环管路Ⅰ(2)内的温度传感器测量物料温度，根据温度传感器的测量值调节进风温度，使物料温度保持在50摄氏度以下，从而实现物料的快速常温干燥。这件实用新型是利用风机(1)的作用使物料在循环通道内形成流化态并高速循环流动的方法进行干燥，这种干燥设备适合于粉状物料，不适合于颗粒直径较大的物料或块状物料(比如：葡萄、人参、中药材和其他农产品)的干燥；2)被干燥物品处于流动状态，在流动过程中被干燥物品受到相互冲击而对品质产生不良影响。

针对现有干燥技术存在的问题，市场急需一种新型干燥方法和设备。在设备设计中，利用动能回收技术，实现其能耗低于现有非加热设备；利用快速脱水技术和现代流动控制技术，实现其品质与冷冻干燥设备相当，干燥时间短的加热烘干设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种常温干燥方法及设备，

本实用新型的目的是以如下技术方案来实施的，

一种常温干燥设备，该干燥设备一套封闭的气体循环运行单元，在该封闭循环运行单元中串联有如下设备单元：动力单元、气体成分调节单元、干燥仓、干湿分离单元、测控单元、温度调节单元，各单元通过管路单元连接成封闭的气体回路；

所述的动力单元提供气体运行所需要的动力；动力单元可以是风机，或真空泵产生真空负压运行。

所述的压力调节单元可提供不同压力的气体条件，压力调节范围是0.6atm～1.2atm；

所述的温度调节单元为提供稳定的气体温度条件，常温时可以把温度稳定在25±3℃；

所述的气体成分调节单元为设备提供不同的气体介质，以及不同组成成份的气体介质，气体介质可为空气、二氧化碳、氦气等的组合气源；可以为设备提供不同的气体介质，以及不同组成成份的气体介质；

所述的物料仓为：用于置放被干燥物料，被干燥物料包括如：水果、蔬菜、中草药、海产品等。

所述的干湿分离单元，在干湿分离单元中，实现被干燥的物品的干湿分离，干湿分离单元为机械式干湿分离设备；干湿分离单元可以是采用现有的水分分离方法，比如：冷冻、溴化锂液体吸附、蜂巢吸附、压缩空气空气除湿机等空气除湿方法。

所述的测控单元为：测控单元包括测量单元和控制单元，测量单元监测气体参数，包括温度，湿度，压力等以及设备的运行参数；控制单元的功能是处理测量单元提供的数据和整个设备按既定程序的运行，以及安全监测和运行安全。

一种常温干燥方法，使用所述的常温干燥设备，具体包含如下步骤：

S1、将待干燥的物品放入干燥仓；

S2、启动常温干燥设备中的各个单元，通过气体成分调节单元，选定合适的气体介质；通过压力调节单元，调整压力到所需要的参数；通过温度调节单元，设定相应的温度范围；启动动力单元、气体成分调节单元、压力调节单元、温度调节单元、测控单元和干湿分离单元；

S3、流动的气体介质在干燥仓吸收待干燥物料的水分；

S4、带有水分的潮湿气体介质由干湿分离单元分离水分；

S5、监测运行过程中的气流参数和设备参数,直到达到设定的参数值；去掉水分的干燥气体介质在封闭的管道中继续循环；

S6、关闭动力单元及相关单元，将干燥后的物品和水分别取出，得到干燥后的物料。

上述各单元通过管路单元连接成封闭的气体回路，实现物料常温干湿分离。本实用新型的常温干燥设备主要利用的是现代空气动力学的流动控制技术和先进的干湿分离技术，对所需干燥的物品进行干物质和水按照所需要的比例分离，并分别进行存储。与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1、品质好，本实用新型的干燥设备和方法，与外界空气隔离，保留被干燥物料的原始色泽。

2、萃取物料，特别是高价值农产品、植物的精油。

3、本实用新型采用封闭循环运行的模式工作，流动的干燥介质(气体)在经过干湿分离单元后，其动能被回收利用，能有效节约电能损耗，比一般常温吹风干燥节能≥25％。比加热烘干节能≥50％。

4、被干燥物料的干燥程度可以调节。

附图说明

图1新型干燥设备方框图；

图2本实用新型常温干燥方法的流程图；

图3本实用新型核心机的安装位置示意图；

图4本实用新型常温干燥设备的封闭连接图；

图5本实用新型干燥舱内部空间和气流方向示意图

图6A现有烘干设备的苹果干燥效果图；

图6B利用本方法的实施一的苹果干燥效果图。

附图中：

1—封闭管道，11、12、13、14—弯管；

2—压力调节单元；

3—动力单元；

4—温度调节单元；

5—测控单元；

6—干湿分离单元；

7—干燥仓、71—前置仓、72—后置仓、73—置物支架、75—光学窗口；

8—气体成分调节单元；

9—支架。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例，对本实用新型做详细说明。为了方便描述，说明书中所说的“前”和“后”是以气流方向为判断基准的，顺着气流方向为“前”，逆着气流方向为“后”。

如图1、图3和图4所示，一种常温干燥设备，该干燥设备是一套气体循环运行的封闭管道1，在该封闭通道1上串联有如下设备：动力单元3、压力调节单元2、气体成分调节单元8、干燥仓7、干湿分离单元6、测控单元5、温度调节单元4，各单元通过管路单元连接成封闭的气体回路。

如图3所示实施例中，，所述的封闭管道1是安装在支架9上，其中：

干燥舱7为长方形的腔体，干燥舱7的径向尺寸大于管道1的径向尺寸。干燥舱方便置放置物架，置物架可更加被干燥物料的种类采用不同的置物架结构。

干燥舱7通过前置仓71和后置仓72与管道1连通，其中前置仓71的后端面的形状和大小与管道1的相同；后置仓72的前端与管道1形状和大小相同。前置仓71气流流出方向尺寸相对较大，形成朝向干燥舱7的喇叭形状；后置仓72也是喇叭形状，其方向正好与前置仓71的方向相反。

干燥仓7内固定有置物支架73，根据被干燥额物料不同，置物支架73可以适用于制成颗粒状物料的颗粒支架，以及适合于片状物料的片状支架。

封闭管道1为矩形，从上向下俯视，封闭管道1和串联在管道1上的设备大体为矩形，矩形的四个角分别是连接弯管11、12、13、14。连接弯管11、12、13、14的内部形状和结构适合空气流动。

如图4所示，本实施例中的一种常温干燥设备形成矩形的闭环结构，其中，闭环管道1中依次串联有干燥仓7、干湿分离单元6、动力单元3、压力调节单元2、气体成分调节单元8、测控单元5、温度调节单元4；测控单元5装设在干燥仓7内；在干燥仓7的壳体上装有光学窗口75。

动力单元3可为风机，风机通过法兰与主管道1连接，采用变频控制的方法调节转速，风机的整体运行通过设备的控制***来实现，风机的转速调节方法属于现有技术的内容，在此不在详述。

光学窗口75，用于直观观察干燥仓7内物料的干燥过程和干燥效果。

图5为本实用新型干燥舱内部空间和气流方向示意图，干燥仓7内固定有置物支架73。在工作状态下，干燥高温气流通过置物支架73，带走置物支架73上被干燥物料的水分，经过物料后的湿润低温气流顺着管道流动到干湿分离单元6。

在本实施例中还增加了湿气冷凝回收单元61，通过干湿分离单元6处理后的气体，再通过湿气冷凝回收单元61，这样能提高干燥效果和热能的利用率。

根据市场调查,采用目前市场上最节能电加热烘干设备,加工每公斤苹果消耗的电能是0.8～1.0度；采用本方法制造的60公斤级设备的试验结果是，与烘干设备相同的条件下(指的是按照市场上烘干设备要求的待处理的苹果的条件)，加工每公斤苹果消耗的电能是0.4～0.6度；相比烘干方法，新方法节能至少40％。加工后的效果如下图6B所示。

所述的干湿分离单元，在干湿分离单元中，实现被干燥的物品的干湿分离，干湿分离单元为机械式干湿分离设备；干湿分离单元可以是采用现有的水分分离方法，比如：冷冻、溴化锂液体吸附、蜂巢吸附、压缩空气空气除湿机等空气除湿方法。

根据市场调查,采用目前市场上最节能电加热烘干设备,加工每公斤苹果消耗的电能是0.8～1.0度；采用本方法制造的60公斤级设备的试验结果是，与烘干设备相同的条件下(指的是按照市场上烘干设备要求的待处理的苹果的条件)，加工每公斤苹果消耗的电能是0.4～0.6度；相比烘干方法，新方法节能至少40％。

图6A现有烘干设备的苹果干燥效果图；图6B利用本方法的实施一的苹果干燥效果图。通过对比发现，本实用新型的方法和设备加工后苹果产品在色泽、产品饱和度等方面明显优于现有烘干设备的产品效果。

实施例一，10公斤级核心机产品指标

实施例二，1000公斤级产品指标

根据目前的实验结果，相比于现有烘干设备，新型干燥设备可节能40％以上，加工产品的品质优于低温真空设备。它可以实现完全的干湿分离，总量保持不变。

实施例三，被干燥物料为人参

现有方法烘烤人参，一般采用摄氏80度的温度烘烤，需要16天；使用本实用新型的常温干燥方法烘烤人参，达到相同的干燥程度，需要11天。

实施例四，被干燥物料为无花果

现有方法烘烤无花果，一般采用摄氏60-70度的温度烘烤，需要60小时左右；使用本实用新型的常温干燥方法烘烤无花果，达到相同的干燥程度，需要38小时。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种常温干燥设备，包括：动力单元、压力调节单元、气体成分调节单元、物料干燥仓、干湿分离单元、测控单元、温度调节单元，其特征在于：

该动力单元、压力调节单元、气体成分调节单元、物料干燥仓、干湿分离单元、测控单元、温度调节单元通过管路串联形成封闭的气体循环运行的气体回路；

所述的动力单元提供气体运行所需要的动力；

所述的压力调节单元可提供不同压力的气体条件；

所述的温度调节单元为提供稳定的气体温度，气体温度为常温；

所述的气体成分调节单元为设备提供不同的气体介质；

所述的物料干燥仓为：用于置放被干燥物料，物料干燥仓(7)内固定有置物支架；

所述的干湿分离单元，在干湿分离单元中，实现被干燥的物品的干湿分离，干湿分离单元为机械式干湿分离设备；

所述的测控单元为：测控单元包括测量单元和控制单元，测量单元监测气体参数，包括温度，湿度，压力以及设备的运行参数；控制单元的功能是处理测量单元提供的数据和整个设备按既定程序的运行，以及安全监测和运行安全。

2.根据权利要求1所述的常温干燥设备，其特征在于：所述的动力单元是风机。

3.根据权利要求1所述的常温干燥设备，其特征在于：所述的物料干燥仓通过前置仓(71)和后置仓(72)与管道(1)连通，其中前置仓(71)的后端面的形状和大小与管道(1)的相同；后置仓(72)的前端与管道(1)形状和大小相同；前置仓(71)气流流出方向尺寸相对较大，形成朝向物料干燥仓(7)的喇叭形状；后置仓(72)也是喇叭形状，其方向正好与前置仓(71)的方向相反。

4.根据权利要求1所述的常温干燥设备，其特征在于：

在物料干燥仓(7)的壳体上装有光学窗口(75)。

5.根据权利要求1所述的常温干燥设备，其特征在于：所述的气体介质为空气、二氧化碳、氦气或者为空气、二氧化碳和/或氦气的组合气源。

6.根据权利要求3所述的常温干燥设备，其特征在于：

在所述的管道(1)上设有湿气冷凝回收单元。

7.根据权利要求5所述的常温干燥设备，其特征在于：所述的干湿分离单元为机械式干湿分离设备。