CN100552354C - 双层回风式干燥装置及其干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双层回风式干燥装置及其干燥方法，其采用箱式干燥室，内部分隔为干湿分隔层、干燥室和混合风箱室，设有回风结构与进风结构，在干燥室和混合风箱内设有温度湿度控制仪，在排气口、回风口和新风口处均设有风量调节开关，温度湿度控制仪和风量调节开关与控制中心相连；其干燥方法为：由控制中心分析温度湿度控制仪探测的当前温度、湿度，在保证总风量不变的情况下，控制排风口、回风口和新风口的风量大小和比例，使物料在最短时间内达到干燥后所需的成品要求。当采用上述结构及干燥方法后，不仅有效地提高了不饱和气体的利用率，并且使空气加热源所需消耗的能源减小，能源利用率提高。
Description
技术领域
本发明涉及干燥装置领域，尤其涉及采用双层结构及回风设计的干燥器及其干燥方法的技术领域。
背景技术
一般工业或农业上的干燥装置常利用热空气来干燥谷物、果品、蔬菜、中草药等农副产品，其结构有的采用单向通风方式结合排气结构，由于通风效果欠佳，一般多用于水份较低的待干燥物；有的采用双向通风结构模拟自然风的效果，如发明专利200510134574.9《双向通风调湿干燥方法及装置》中公开了一种干燥装置，其通过在干燥库的一端安装有送风机、风量均分装置及电热装置，另一端安装均匀热风送风装置、送风机及风量均分装置，在干燥装置库的两端设置利用太阳能加热的温风通风口、送风口和风门，并由风门的开合来控制风量，使空气高效地双向流动，由于该干燥装置的隧道两端均可通风的，可在干燥机的库内形成均分气流，避免待干燥物的表面硬化，可适用于干燥水果、蔬菜、薯类等含淀粉、糖分较多的农产品。
传统的干燥装置及干燥方法不论是加热方式还是太阳能方式提供能量来源的，经加热后的热气体在通过物料后，带走物料的水分后成为含有一定水分的不饱和气体，通过排风结构直接排出干燥装置，避免其对物料的干燥效果的影响。但是该不饱和气体仍保有部分能量，并且干燥装置新吸入的未加热气体其温度较低，比之该不饱和气体其加热所需的能量亦较高，因此传统的干燥装置未能对该不饱和气体进行合理处理及利用，其热效率的利用率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可对干燥装置内通过待干燥物后形成的含有一定水分的不饱和气体进行合理处理及利用的热效率较高的双层回风式干燥装置及其干燥方法。
为实现上述目的，本发明采用箱式干燥室，其外置一控制中心，其内部分隔为干湿分隔层、干燥室和混合风箱室，该干湿分隔层位于箱式干燥器的顶层，该干燥室和混合风箱室均位于干湿分隔层的下方，其中干燥室位于混合风箱室的前方；在干燥室内设有上回风槽、下回风槽、下回风通道和温度湿度控制仪，在干湿分隔层内设有上回风通道、排风口和排风风机，在混合风箱室内设有空气加热源、新风风机、上回风口、下回风口、新风口和温度湿度控制仪，在排气口、上回风口、下回风口和新风口处均设有风量调节开关，该温度湿度控制仪和风量调节开关与控制中心相连；空气加热源贯通混合风箱室与干燥室之间，新风风机位于混合风箱室内的空气加热源之后；上回风槽开口向下并横向设置于干燥室内的前上方，其槽顶面位于干燥室顶面，其上开设有间隔排列的排湿孔和回风孔，在干燥室顶面与干湿分隔层底面均设有与排湿孔和回风孔相对应的开孔；下回风槽开口向后并横向设置于干燥室的前下方，与上回风槽呈垂直放置；上回风通道一端连接上回风槽的回风孔，另一端连接混合风箱室的上回风口，下回风通道一端连接下回风槽，另一端连接混合风箱室的下回风口。
本发明在具体使用时的干燥方法为：由控制中心根据所需干燥的物料的不同情况，确定物料干燥所需的总风量，该总风量由通过上、下回风槽及上、下回风通道输入的回风与通过新风口输入的新风在混合风箱室内混合形成，混合气体经空气加热源加热后，直接输出到干燥室，干燥物料后产生的含有一定水分的不饱和气体由控制中心控制再经上、下回风槽收回所需份量的风量，多余的不饱和气体经排湿口和排风口排出，并由新风口补充等量的新风；在此过程中，通过设置在混合风箱室和干燥室内的温度湿度控制仪探测当前混合风箱室和干燥室的的温度、湿度，并将数据传送到控制中心，在保证总风量不变的情况下，由控制中心联动调节排气口、上回风口、下回风口和新风口处的风量调节开关，并同步变频调控排风风机和新风风机，从而控制排风口、上回风口、下回风口和新风口的风量大小和比例，使物料在最短时间内达到干燥后所需的成品要求。
当采用上述结构及干燥方法后，通过物料后形成的含有一定水分的不饱和气体可根据需要经由上、下回风槽和上、下回风通道进行回收，经过在混合风箱室内与新风进行混合后再经空气加热源加热，不仅有效地提高了不饱和气体的利用率，并且不饱和气体所含有的热量可降低混合气体中新风的比例，使空气加热源所需消耗的能源减小，能源利用率提高；同时通过控制中心对排风口、回风口和新风口的风量大小和比例的联动调节，可有效保证物料干燥的时效性。
为使本发明回风和进风所形成的空气对流效果更好，回风量更大，本发明的上回风槽、下回风槽的纵切面均为梯形，其开口处为梯形长边。
为使本发明的下回风的效果更好，并有效防止下回风出现倒吹的情况，本发明的下回风通道与水平面的夹角为锐角θ，10°≤θ≤20°；当(干燥室的宽度/干燥室高度)≈1时，下回风通道与水平面的夹角为15°。
为提高物料干燥效率，应提供物料干燥所需的合适空间或合适风量，本发明的箱式干燥器长2.0m，宽4.7m，高3.3m，该干湿分隔层高1.2m，该混合风箱室的宽≥1.5m；或者是将通过干燥室内的总风量控制在≥32000m3/h。
控制中心在控制排风口、回风口和新风口的风量大小和比例时，还应使物料在最短时间内达到最佳平衡区域的温度范围值内，该最佳平衡区域的温度值≤物料干燥最佳温度。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步的详述：
图1是本发明的透视结构示意图；
图2是本发明的后视示意图；
图3是本发明的干燥室的左视透视示意图；
图4是本发明的上回风槽的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，以加工海产品为例，本发明采用箱式干燥器，其长A＝6.4m，宽B＝4.7m，高H＝3.3m，内部分隔为干湿分隔层1、干燥室2和混合风箱室3，该干湿分隔层1位于箱式干燥器的顶层，其高H1＝1.2m，该干燥室2和混合风箱室3均位于干湿分隔层1的下方，干燥室2位于混合风箱室3的前方，混合风箱室的宽B1＝2.5m。干湿分隔层1用于排出湿气，干燥室2用于干燥物料，混合风箱室3起到将新风与回风均匀混合，即让进入空气加热源31之前的空气温度是均匀的。根据实际情况，本发明可采用多个箱式干燥器沿长度方向进行叠加；或者将该结构进行等比例缩放，在缩放时应考虑风机的大小：由于海产品的含水量较高，要求在干燥过程中的温度不能过高，因此为保证风力和风量，常用的风机为直径0.4m以上，为保证风机放置位置，一般混合风箱室的宽度B1应≥1.5m。其中，
在箱式干燥器外设有控制中心4；在干湿分隔层1内设有上回风通道11、排风口12和排风风机13；在干燥室内2设有上回风槽21、下回风槽22、下回风通道23和温度湿度控制仪5；在混合风箱室3内设有空气加热源31、新风风机32、上回风口33、下回风口34、新风口35和温度湿度控制仪5；在排风口12、上回风口33、下回风口34和新风口35处均设有风量调节开关，该温度湿度控制仪5和风量调节开关与控制中心4相连。
在上述结构中，控制中心4在收到温度湿度控制仪的信号后，发出指令，控制排风、回风及新风量的多少。空气加热源31贯通混合风箱室3与干燥室2之间，新风风机32位于混合风箱室3内的空气加热源之31后，在常见的太阳能干燥系统中，该空气加热源31可采用室内换热器，新风风机32工作时，新风由其后的新风口35吸入，在新风风机32的带动下，经由室内换热器后形成热空气输出到干燥室2。上回风槽21和下回风槽22的纵切面均为梯形，其开口处为梯形长边，对应的梯形短边长度C＝0.5m。上回风槽21开口向下并横向设置于干燥室2内的前上方，其槽顶面位于干燥室2顶面，其上如图2所示开设有间隔排列的排湿孔211和回风孔212，，共8个孔，在干燥室2顶面与干湿分隔层1底面均设有与排湿孔211和回风孔212相对应的开孔；下回风槽22开口向后并横向设置于干燥室2的前下方，与上回风槽21呈垂直放置，其高度H2＝0.5m；上回风通道11一端连接上回风槽21的回风孔212，另一端连接混合风箱室3的上回风口33，共4根，直径D＝0.3m；下回风通道23一端连接下回风槽22，另一端连接混合风箱室3的下回风口34，其与水平面呈15°。
本发明在具体使用时，先由控制中心4根据所需干燥的物料的不同情况，确定物料干燥所需的总风量；并根据线性及非线性规则，确定物料的最佳平衡区域的温度值。该最佳平衡区域的温度值是指在保证物料干燥品质要求的前提下(如干燥成品要求的形状、色泽等)，在当前温度区域范围内，其物料的蒸发量最大，排湿速度最快，其总风量中新风量的比率最小，所需消耗的能源最小。该总风量是由控制中心通过调控或变频调控排风风机和新风风机来实现，其大小一般≥32000m3/h，当然也根据实际干燥物料的不同，来确定干燥过程实际所需的总风量，并不局限于以上数据。由通过回风结构回收的回风与通过新风口35输入的新风在混合风箱室3内混合形成，混合气体经空气加热源31加热后，输出到干燥室2，干燥物料后产生的含有一定水分的不饱和气体由控制中心4通过回风结构收回所需份量的风量，多余的不饱和气体经排风口12排出，并由新风口35补充等量的新风。
在此过程中，回收的气体、排出的气体及新风的大小和比例是通过以下方式控制的：通过设置在混合风箱室3和干燥室2内的温度湿度控制仪5探测当前混合风箱室3和干燥室2的的温度、湿度，并将数据传送到控制中心4，在保证物料干燥所需总风量不变的情况下，由控制中心4联动调节排气口、上回风口、下回风口和新风口处的风量调节开关，并同步变频调控排风风机和新风风机，从而控制排风口、上回风口、下回风口和新风口的风量大小和比例，使物料在最短时间内达到最佳平衡区域的温度范围值内，直至物料在最短时间内达到干燥后所需的成品要求。
以下通过具体实验对本发明进行说明：
实验1：利用本发明与传统的隧道式双向通风干燥结构干燥湿海带结，结果发现本发明与传统结构相比，具有产量高、能耗小的特点，尤其在有阳光时，其耗油量为零：
1、试验条件：
物料——1吨湿海带结
时间——24小时
试验用品——长＝6.4m，宽＝4.7m，高＝3.3m的本发明与相同尺寸的隧道式双向通风干燥结构
2、试验结果：
无阳光
| 结构 | 工作时间 | 风机耗电量(kwh) | 耗油(kg) | 产量(kg) | 平均产量(kg/h) | 色泽 |
| 传统结构 | 8 | 120 | 300 | 400 | 50 | 黑色无光 |
| 本发明结构 | 8 | 240 | 200 | 600 | 75 | 黑色光亮 |
有阳光
| 结构 | 工作时间 | 风机耗电量(kwh) | 耗油(kg) | 产量(kg) | 平均产量(kg/h) | 色泽 |
| 传统结构 | 8 | 120 | 300 | 400 | 50 | 黑色无光 |
| 本发明结构 | 8 | 240 | 0 | 600 | 75 | 黑色光亮 |
实验2：利用本发明与传统的隧道式双向通风干燥结构干燥湿香菇，结果发现本发明与传统结构相比，具有产量高、能耗小的特点，尤其在有阳光时，其耗油量为零：
1、试验条件：
物料——1吨湿香菇
时间24小时
试验用品——长＝6.4m，宽＝4.7m，高＝3.3m的本发明与相同尺寸的隧道式双向通风干燥结构
2、试验结果：
无阳光
| 结构 | 工作时间 | 风机耗电量(kwh) | 耗油(kg) | 产量(kg) | 平均产量(kg/h) | 色泽 |
| 传统结构 | 8 | 120 | 280 | 600 | 75 | 暗哑无光 |
| 本发明结构 | 8 | 240 | 190 | 860 | 107.5 | 新鲜光亮 |
有阳光
| 结构 | 工作时间 | 风机耗电量(kwh) | 耗油(kg) | 产量(kg) | 平均产量(kg/h) | 色泽 |
| 传统结构 | 8 | 120 | 280 | 600 | 75 | 暗哑无光 |
| 本发明结构 | 8 | 240 | 0 | 860 | 107.5 | 新鲜光亮 |
。
Claims (7)
1、双层回风式干燥装置，其在箱式干燥器内设有空气加热源，其特征在于：该箱式干燥器外置一控制中心，其内部分隔为干湿分隔层、干燥室和混合风箱室，该干湿分隔层位于箱式干燥器的顶层，该干燥室和混合风箱室均位于干湿分隔层的下方，其中干燥室位于混合风箱室的前方；
在干燥室内设有上回风槽、下回风槽、下回风通道和温度湿度控制仪，在干湿分隔层内设有上回风通道、排风口和排风风机，在混合风箱室内设有空气加热源、新风风机、上回风口、下回风口、新风口和温度湿度控制仪，在排气口、上回风口、下回风口和新风口处均设有风量调节开关，该温度湿度控制仪和风量调节开关与控制中心相连；
空气加热源贯通混合风箱室与干燥室之间，新风风机位于混合风箱室内的空气加热源之后；
上回风槽开口向下并横向设置于干燥室内的前上方，其槽顶面位于干燥室顶面，其上开设有间隔排列的排湿孔和回风孔，在干燥室顶面与干湿分隔层底面均设有与排湿孔和回风孔相对应的开孔；
下回风槽开口向后并横向设置于干燥室的前下方，与上回风槽呈垂直放置；
上回风通道一端连接上回风槽的回风孔，另一端连接混合风箱室的上回风口，下回风通道一端连接下回风槽，另一端连接混合风箱室的下回风口。
2、如权利要求1所述的双层回风式干燥装置，其特征在于：上回风槽、下回风槽的纵切面均为梯形，其开口处为梯形长边。
3、如权利要求2所述的双层回风式干燥装置，其特征在于：下回风通道与水平面的夹角为锐角θ，10°≤θ≤20°。
4、如权利要求1～3之一所述的双层回风式干燥装置，其特征在于：该箱式干燥器长6.4m，宽4.7m，高3.3m，该干湿分隔层高1.2m，该混合风箱室的宽≥1.5m。
5、使用如权利要求1所述的双层回风式干燥装置的干燥方法，其特征在于：由控制中心根据所需干燥的物料的不同情况，确定物料干燥所需的总风量，该总风量由通过上、下回风槽及上、下回风通道输入的回风与通过新风口输入的新风在混合风箱室内混合形成，混合气体经空气加热源加热后，直接输出到干燥室，干燥物料后产生的含有一定水分的不饱和气体由控制中心控制再经上、下回风槽收回所需份量的风量，多余的不饱和气体经排湿口和排风口排出，并由新风口补充等量的新风；在此过程中，通过设置在混合风箱室和干燥室内的温度湿度控制仪探测当前混合风箱室和干燥室的的温度、湿度，并将数据传送到控制中心，在保证总风量不变的情况下，由控制中心联动调节排气口、上回风口、下回风口和新风口处的风量调节开关，并同步变频调控排风风机和新风风机，从而控制排风口、上回风口、下回风口和新风口的风量大小和比例，使物料在最短时间内达到干燥后所需的成品要求。
6、如权利要求5所述的双层回风式干燥装置的干燥方法，其特征在于：通过干燥室内的总风量的大小是由控制中心通过调控或变频调控排风风机和新风风机来实现，其大小≥32000m3/h。
7、如权利要求5或6所述的双层回风式干燥装置的干燥方法，其特征在于：控制中心在控制排风口、回风口和新风口的风量大小和比例时，应使物料在最短时间内达到最佳平衡区域的温度范围值内，该最佳平衡区域的温度值≤物料干燥最佳温度。
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