CN103900358B - 热风回旋干燥设备及其用于农副产品脱水干燥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热风回旋干燥设备，包括整机外壳和设置在整机外壳顶部的多个通风口，整机外壳内部上方设置由上而下的三层或四层的载料翻板装置，载料翻板装置下方设有风室，风室通过风口连通整机外壳外侧的风机，所述风室分为布风室和回旋导风室，所述布风室高度为1.5~1.7米，所述回旋导风室高度为0.45~0.60米。通过多层物料的有效布风、相对湿度的控制、保证最低有效通风面积等手段提高了风机和热能的有效利用率，本发明还提供了三种干燥工艺，能尽量保持农副产品的原有色泽和应有气味，有效的提升了热风干燥所加工的脱水农副产品相对其他干燥方法所加工的脱水农副产品的竞争力，耗能仅为目前国内主流单层热风干燥设备能耗的十分之一。

Description

热风回旋干燥设备及其用于农副产品脱水干燥的方法

技术领域

本发明涉及农副产品干燥设备及干燥方法，特别涉及一种热风回旋干燥设备及其用于农副产品脱水干燥的方法。

背景技术

农产品干制储藏在我国历史悠久，传统的干制为晾晒或风干，大规模产业化生产脱水农副产品起步于上世纪七十年代，发展到今天中国脱水蔬菜的出口份额占世界总量的一半以上。

目前农副产品以其脱水方式的不同主要分为烘干脱水和冷冻脱水，按照不同的脱水机制衍生出了大量的新工艺和新设备，就脱水效率和产品成本控制来说烘干脱水远低于冷冻脱水。市场需求的刺激使大量的学者和技术人员不断投入在脱水干燥的各个环节产生了大量的成果和新技术，仅烘干脱水就发展出了热风干制、微波干制、膨化干制、红外或远红外干制等方式，更进一步的还有各种烘干技术的配合使用。

其中，热风烘干的技术最为成熟，效率也最高因此使用最为广泛。国内的技术集中在中小设备上，根据产能一般分为箱式烘干机、带式烘干机和隧道烘干机等，这一类烘干设备多少需要人为介入辅助翻料解决例如物料色泽等问题，无法实现规模化生产。在专利号为CN201220082399.9和CN200910034238.5的专利说明书中记载了一些可以适用中等及以上规模的生产脱水蔬菜的连续干燥机，其基本上还是属于带式烘干机和隧道烘干机的变形，只能对单层物料进行有效的脱水干制，存在能耗高、处理量小、产品色泽和质量差等问题；国际上，南斯拉夫和比利时的干燥设备可以利用热空气对多层物料进行脱水干燥，可用于脱水干制啤酒花等农副产品，但是此类设备对设备和厂房的高度要求极为苛刻，整机高度甚至可达14米，风室到工作面的独立垂直高度要求在4.5米左右才能达到有效控风干燥，农产品从上一层通过翻板结构翻至下一层，经过六至八层翻板后完成干燥，具体使用过程中发现此类设备只能处理低含水量的农副产品，不能处理高含水量的农副产品。

在物料传输过程超过一层结构后会出现上一层烘干不均，物料干燥速度不均导致产品质量低下的问题，正是由热风烘干速度容易导致产品质量低下才发展出了微波或冷冻干燥等对产品质量可控但是附加成本过高的生产方法，这也是国内局限在单层干燥设备的研发和国际上需要高空间来布风的根本原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热风回旋干燥设备及其用于农副产品脱水干燥的方法，可以有效降低风室及整机高度，达到多层有效布风可以处理高含水量农副产品。

为了达到上述目的，本发明提供一种热风回旋干燥设备，包括整机外壳和设置在整机外壳顶部的多个通风口，整机外壳内部上方设置由上而下的三层或四层的载料翻板装置，载料翻板装置下方设有风室，风室通过风口连通整机外壳外侧的风机，所述风室分为布风室和回旋导风室，所述布风室和回旋导风室以地面水平面为分界面，回旋导风室位于地面水平面以下，所述布风室高度为1.5~1.7米，所述回旋导风室高度为0.45~0.60米。

优选的，所述回旋导风室内设有螺旋状导风槽。

优选的，所述回旋导风室面积小于布风室面积。

优选的，所述载料翻板装置的每层翻板之间高度为0.45~0.60米。

优选的，所述载料翻板装置的每层翻板有效通风面积≥41.8%。

优选的，所述通风口面积与风机风量关系为4.0~4.5㎡/万m3。

优选的，所述热风回旋干燥设备用于农副产品脱水干燥的方法，包括：原料挑选、整理、清洗、切分、热烫、热风干燥、回软和包装步骤，所述热烫后排除内部空气，热烫使用热水和蒸汽，热烫温度80~100℃，时间2~8分钟。

优选的，所述热风干燥过程分为三种：a、初段低温55~60℃→中段高温70~75℃→后段逐步降温至50℃→干燥结束冷却；b、初段快速升温95~100℃→中段至后段以20至30℃为降温梯度逐步降温直至干燥结束冷却；c、初段升温95~100℃→中段至后段在60~80℃间多次振荡→干燥结束后降温冷却。

优选的，所述热风干燥过程中配合通风排湿，控制相对湿度不低于70%。

优选的，所述热烫步骤中处理绿色蔬菜时在热水中加入0.5%的碳酸氢钠，使水呈中性或弱碱性。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种热风回旋干燥设备，通过对布风室的分割和设置，配合风机和通风设备有效降低风室及整机高度，达到多层物料的有效布风，同时要求对相对湿度的控制，最低有效通风面积等可以对风机和热能的有效利用进一步提高，针对本热风回旋干燥设备提供了三种干燥工艺针对不同品种的果蔬干燥过程，尽量保持农副产品的原有色泽和应有气味，有效的提升热风干燥所加工的脱水农副产品相对其他干燥方法所加工的脱水农副产品的竞争力，本发明所提供的三种干燥工艺是有效针对农副产品中的游离水和结合水有所区别的提供脱水干燥步骤，避免了干燥物料表面的硬壳现象的产生，使脱水过程中的能耗进一步降低，本发明的耗能为0.07~0.09kw/㎡，仅为目前国内主流单层热风干燥设备能耗0.8~0.95kw/㎡的十分之一。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明螺旋导风槽结构示意图；

其中：1、整机外壳，2、载料翻板装置，3、风机，4、布风室，5、回旋导风室，6、螺旋状导风槽，7、通风口。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步说明，应当理解实施例用来理解本发明，并不限制限定本发明。

如图1至所示，一种热风回旋干燥设备，包括整机外壳1和设置在整机外壳顶部的多个通风口7，整机外壳1内部上方设置由上而下的三层的载料翻板装置2，载料翻板装置2下方设有风室，风室通过风口连通整机外壳外侧的风机3，所述风室分为布风室4和回旋导风室5，布风室4和回旋导风室5以地面水平面为分界面，回旋导风室5位于地面水平面以下，布风室高度为1.5米，回旋导风室高度为0.45米。

本发明对风室的分割，改变了原有的风机进风后依靠风室内不同温度的空气乱流混合热能后，利用上行距离来调整获得稳定热量和风量的控制模式，在回旋导风室内设置螺旋状导风槽6，可以在较短的距离内达到同样的效果可以有效降低风室高度和整机高度，最佳时整机高度可以低于四米。可以有效减小设备投入和厂房土建费用，在使用过程中发现将回旋导风室面积建设小于布风室面积时可以获得更佳的分布效果。

在短距离内获得稳定热量和风量意味着热能和动能的衰减减少，如图1中所示，进一步将载料翻板装置的每层翻板之间高度降低为0.45米，将每层翻板有效通风面积设置为41.8%，就能使热能和动能在通过低层翻板后继续保持稳定，就能保证在同一平面内物料的烘干均匀，不会出现烘干过程中因为温度的变化导致部分物料内部水分扩散失控。

若物料表面气化速度过快内外水分扩散管路因温度变化而断裂，使表面过干而结壳（硬壳现象），结壳后会阻碍水分蒸发延长干燥时间，同时温度若又过高使含水量高的物料内部蒸汽压力过高，造成开裂现象，含水量低的物料表面出现氧化变色现象，所以热能和动能不稳定会直接导致以上现象的频发，使热风干燥相对其他干燥工艺缺乏竞争力。

本发明在获得以上技术效果的同时也注意控制了干燥过程中设备内环境的相对湿度不低于70%，不仅能与温度相互影响又能保证物料在干燥过程中原有色泽和应有气味，还能保证最终产品终点含水量。如图1所示，相对湿度的控制依赖于通风口7，具体的来说通风口面积与风机风量关系为4.0㎡/万m3。

以上是本发明的一个实施例，是一种设备的具体参数，应该指出的是，本发明依据生产规模的不同所能提供的设备参数适用范围是布风室高度为1.5~1.7米，回旋导风室高度为0.45~0.60米，载料翻板装置的每层翻板之间高度为0.45~0.60米，载料翻板装置的每层翻板有效通风面积≥41.8%，通风口面积与风机风量关系为4.0~4.5㎡/万m3。更为重要的是载料翻板装置中翻板的层数不超过四层，当达到五层及以上时，会影响物料的初始处理效果，如果初始处理效果不理想，后续干燥产品的质量很难保证，依赖提高风速或温度来解决时必须有更为严苛的布风和导风设备的辅助，不利于降低成本。

将本发明用于农副产品脱水干燥的过程包括：原料挑选、整理、清洗、切分、热烫、热风干燥、回软和包装步骤，所述热烫后排除内部空气，热烫使用热水和蒸汽，热烫温度80~100℃，时间2~8分钟。

热烫后可以钝化氧化酶，减少氧化变色和营养物质的流失，排除内部空气可以使农副产品提高外观品质，增强细胞壁透性，有利于水分蒸发，缩短干制时间，这里必须说明的是，热烫会损失农副产品中的可溶性物质，特别是热烫用水越接近沸水，物料切分越细损失越大，可以在一定时间内重复使用热烫用水以减少上述流失现象，如果处理物料为绿色蔬菜，为了保持绿色鲜亮的特点，在热烫用水中可以加入0.5%的碳酸氢钠使水呈中性或弱碱性。

针对不同含水量的农副产品，本发的热风干燥有三种基本的方法，具体的来说是：

方法1，初段低温55~60℃；中段高温70~75℃；后段逐步降温至50℃；干燥结束冷却。此种方法适用于可溶性物质含量较高的农副产品，或不切分的整果干制的农副产品，举例来说有红枣、柿饼、葡萄干等。

方法2，初段快速升温95~100℃；当物料吸收大量热能后，中段至后段以20至30℃为降温梯度逐步降温直至干燥结束冷却。此种方法适用于含有可溶性物质，但可以加工为薄片、细丝或丁状的农副产品，举例来说有桃子、苹果、洋葱等。

方法3，初段升温95~100℃；中段至后段在60~80℃间多次振荡；干燥结束后降温冷却。此种方法相比上两种方法可调节性较强，产品成品质量高，适用范围广可用于大多数农副产品的脱水干燥，但是耗能相对稍高。

以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热风回旋干燥设备，包括整机外壳和设置在整机外壳顶部的多个通风口，其特征在于：所述整机外壳内部上方设置由上而下的三层或四层的载料翻板装置，载料翻板装置下方设有风室，风室通过风口连通整机外壳外侧的风机，所述风室分为布风室和回旋导风室，所述布风室和回旋导风室以地面水平面为分界面，回旋导风室位于地面水平面以下，所述布风室高度为1.5～1.7米，所述回旋导风室高度为0.45～0.60米。

2.根据权利要求1所述一种热风回旋干燥设备，其特征在于：所述回旋导风室内设有螺旋状导风槽。

3.根据权利要求1所述一种热风回旋干燥设备，其特征在于：所述回旋导风室面积小于布风室面积。

4.根据权利要求1所述一种热风回旋干燥设备，其特征在于：所述载料翻板装置的每层翻板之间高度为0.45～0.60米。

5.根据权利要求1所述一种热风回旋干燥设备，其特征在于：所述载料翻板装置的每层翻板有效通风面积≥41.8%。

6.根据权利要求1所述一种热风回旋干燥设备，其特征在于：所述通风口面积与风机风量关系为4.0～4.5㎡/万m3。

7.使用权利要求1至6任一权利要求所述热风回旋干燥设备用于农副产品脱水干燥的方法，其特征在于：所述方法包括：原料挑选、整理、清洗、切分、热烫、热风干燥、回软和包装步骤，所述热烫后排除内部空气，热烫使用热水和蒸汽，热烫温度80～100℃，时间2～8分钟。

8.根据权利要求7所述农副产品脱水干燥的方法，其特征在于：所述热风干燥过程分为三种：a、初段低温55～60℃→中段高温70～75℃→后段逐步降温至50℃→干燥结束冷却；b、初段快速升温95～100℃→中段至后段以20至30℃为降温梯度逐步降温直至干燥结束冷却；c、初段升温95～100℃→中段至后段在60～80℃间多次振荡→干燥结束后降温冷却。

9.根据权利要求7所述农副产品脱水干燥的方法，其特征在于：所述热风干燥过程中配合通风排湿，控制相对湿度不低于70%。

10.根据权利要求7所述农副产品脱水干燥的方法，其特征在于：所述热烫步骤中处理绿色蔬菜时在热水中加入0.5%的碳酸氢钠，使水呈中性或弱碱性。