CN104473298A - 一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统及方法。通过太阳能集热板吸收太阳热量加热空气，热风由不同干燥分支管吹入螺旋槽内，吹拂干燥藻样，同时进出料时也可以根据实际物料在螺纹槽内填充程度调节电机，通过电机驱动传动齿轮组旋转中轴，转速可以3-8r/min内无级变速，由不同物料实际含水状况，设定不同进出料系统启停时间，待设定干燥时间达到后，同时开启出料口和进料口，待干燥物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥。本发明相较于常规的干燥形式不仅满足海藻利用过程中的干燥要求，而且效率更高，更加节能，更加简单方便。

Description

一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统及方法

技术领域

本发明属于海藻生物质资源利用技术领域，涉及大型海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，具体涉及一种以太阳能为干燥热源产生的热风，继而通过不同分支管道对螺旋管内各区域海藻进行局部干燥的系统，干燥后的海藻可以用于各类后续利用，属于一种可再生清洁能源利用干燥方式。

背景技术

我国有广阔的海疆，海岛沿岸14200多公里，海洋生物资源开发的潜力巨大，其中海藻植物尤其丰富，生长着三四千种海藻，包括红藻、褐藻及绿藻等种群，部分海藻产量居世界首位；海藻种类繁多，各类海藻生长季节不单一，可以交替大量繁殖，保证全年资源充足，天然状态下，大型褐藻类（如海带、裙带菜、马尾藻等）的生产力是每年每平方米生产3300-11300g的干物质，红藻的生产力与褐藻相当，养殖条件下海藻的生产力较高，养殖的海带7个月的时间每平方米海面生产15000g干物质（每公顷150吨）；目前世界范围内对海藻的利用也逐渐发展，广泛用以制作食品、化妆品以及新能源等行业，同时一些海藻的自我生长繁殖能力也极其旺盛,一些特定季节时海藻疯狂生长，对当地生态环境也造成了破坏，例如:在奥运会帆船青岛赛区近海领域，条浒苔和片浒苔（2种绿藻）大量聚集疯狂生长，全民出动共清理了60多万吨浒苔，因而必须这些巨大的藻体进行处理利用，而这些利用的前提基础是海藻采集后必须经过干燥，同时干燥后的海藻也便于储存与运输及切割加工；不同的行业利用时需要海藻的含水率不同，因而需要干燥的条件也不尽相同，因此必须选择一种达到要求、方便调节的干燥方式；同时目前干燥设备的原理与形式各异，有流化床干燥机，闪蒸干燥机，喷雾干燥机，气流干燥机等等，一般都利用外热源提供加热热源，根据物料的不同特性（流动性、形状、含水率等）通过不同的换热方式对物料进行加热，但常规的干燥设备都属于高能耗，需要消耗外界能量的方式，而海藻属于高水分物料，即使在海上采集于海滩曝晒后含水率仍然达到20%以上，而实际这还远达不到可以利用的标准；因此采用常规热干燥时是需要相当大的能耗，不符合节能的要求，也不利于整个利用海藻的成本规划，对于海藻大范围利用也存在短板，同时常规采用的热风烘干对于处理巨大物料量时经常出现，局部干燥不充分的缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服以上的缺点而提出一种可成功实现利用太阳能加热冷空气，通过热空气的流动换热烘干海藻，干燥时通过管路分流到各个局部区域进行吹扰、加热干燥，能够有效提高系统能量利用率，提高烘干效率与效果， 实现有效、快速、绿色环保节能干燥海藻。

发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，该系统包括太阳能集热器、风机、热风管路、干燥分支管、主筒体、螺纹式中轴、电机、传动齿轮组、进料口、出料口和排气孔。

以上部件通过以下方式连接: 风机安装在太阳能集热器上, 风机出风口连通太阳能集热器内的盘管,冷风进入盘管内加热，盘管出口通过热风管路连接干燥器主筒体上部的分支干燥管进口,主筒体钻孔与各分支管密封连接，空气能够流入主筒体，主筒体固定，无法转动，主筒体内部中心设有螺纹式中轴，螺纹式中轴的前后两端分别连接在主筒体的前端轴盖与后端轴盖上，螺纹式中轴的后端与传动齿轮组相连接，电机输出端连接传动齿轮组控制螺纹式中轴的转速，进料口和排气口安装在主筒体后端上部，出料口安装在主筒体前端下部。

所述的主筒体固定指主筒体通过轮圈稳定固定在底座上，轮圈焊接固定在主筒体表面，起固定和支撑作用，底座焊接在主筒体下表面，使得主筒体无法转动。

所述的一种用于海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统中风机功率需要匹配太阳能集热器的功率，调节风速可以使热空气管路各分支干燥管出口的热风温度达到需要值；所述风机功率为0.5KW-10KW。

所述的螺旋渐进式干燥系统，热风由不同干燥分支管吹入螺旋槽内，吹拂干燥藻样，同时进出料时也可以根据实际物料在螺纹槽内填充程度调节电机，通过电机驱动传动齿轮组旋转中轴，转速可以3-8r/min内无级变速，由不同物料实际含水状况，设定不同进出料系统启停时间，待设定干燥时间达到后，同时开启出料口和进料口，待干燥物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥。

所述的螺旋渐进式干燥系统，可以根据不同物料的实际含水状况与堆积密度，设置不同螺纹的厚度与间距，各螺纹间距为螺纹式中轴主轴长度的1/6-1/15,螺纹厚度为螺纹式中轴主轴直径的1/5-1/8，能够根据物理大小长度合理分配物料干燥所处空间;主筒体内表面与各螺纹外沿间距2-5mm，能使各螺纹槽之间热风相流通;干燥分支管中主管直径一般为各分支管入口直径的8-10倍，确保各分支管的流量与流速；各分支管进入主筒体风口为锥形，并正对各螺纹槽中央，锥形出口保证了较大流速进入干燥螺纹槽内，更利于扰动吹拂干燥样品。

本发明系统工作过程为：将在海上采集的海藻暴晒1-2天，而后启动电机，中轴转速可以设定为3-8r/min，开启进料口，随着中轴的转动，海藻生物质进入太阳能螺旋渐进式干燥系统，待藻样充满筒体的每个螺纹区间后，关闭进料口与电机，风机将冷空气打入太阳能集热器中的盘管内，系统利用集热板吸收的太阳能，对集热器盘管内的空气进行加热，使热风温度达到需要值，同时风速也可以根据物料含水状况进行调节；热风通过热风管路，由干燥器主筒体上部的分支干燥管分多路进入主筒体，分别对各螺纹区间内的海藻样品进行吹拂干燥。当干燥1-3h后，同时开启电机、进料口和出料口，电机转动螺旋中轴实现渐进料和渐出料，待干物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥。

这种干燥器装置可以实现把含水率为20%以上的海藻干燥至10%以内，干燥完毕的海藻可以用于能源利用、食品以及化妆品等领域。

与现有技术比较，本发明具有以下优点：

（1）通过太阳能集热器与螺纹式干燥装置的有机结合，热风通过不同分支管路对不同螺纹区间内的藻样实现了分区域干燥，实现了更高效、更成分的干燥，具有高的经济、环境效益。

（2）不需要对海藻进行前期过多复杂的加工与预处理，暴晒后直接进入干燥系统，处理过程方便简单、易行。

（3）利用太阳能作为干燥热源，节约资源与成本，属于无能耗、绿色、无污染干燥方式。

（4）干燥分支管中主管直径一般为各分支管直径的8-10倍，各分支管进入主筒体风口为锥形，并正对各螺纹槽中央，加强了干燥传热效果，提高了干燥效率与效果，减少了干燥成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为太阳能集热器，2为风机，3为盘管，4为热风管路，5为干燥分支管，6为轮圈，7为底座，8为主筒体，9为螺纹式中轴，10为前端轴盖，11为后端轴盖，12为电机，13为传动齿轮组，14为进料口，15为出料口，16为排气孔。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种用于海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其系统图如图1所示，该系统包括太阳能集热器、风机、盘管、热风管路、干燥分支管、轮圈、底座、主筒体、螺纹式中轴、前端轴盖、后端轴盖、电机、传动齿轮组、进料口、出料口、排气孔。

以上部件通过以下方式连接：风机安装在太阳能集热器上，风机出风口连通太阳能集热器内盘管，冷风进入盘管内加热，盘管出口通过热风管路连接干燥器主筒体上部的分支干燥管进口，主筒体钻孔与各分支管密封连接，空气能够流入主筒体；主筒体通过轮圈稳定固定在底座上，使得主筒体无法转动；主筒体内部中心设有螺纹式中轴，螺纹式中轴的前后两端分别连接在主筒体的前端轴盖与后端轴盖上，螺纹式中轴的后端与传动齿轮组相连接，电机输出端连接传动齿轮组控制螺纹式中轴的转速，进料口和排气口安装在主筒体后端上部，出料口安装在主筒体前端下部。

本发明系统工作过程为：将在海上采集的海藻暴晒1-2天，而后启动电机，中轴转速可以设定为3-8r/min，开启进料口，随着中轴的转动，海藻生物质进入太阳能螺旋渐进式干燥系统，待藻样充满筒体的每个螺纹区间后，关闭进料口与电机，风机将冷空气打入太阳能集热器中的盘管内，系统利用集热板吸收的太阳能，对集热器盘管内的空气进行加热，使热风温度达到需要值，同时风速也可以根据物料含水状况进行调节，热风通过热风管路，由干燥器主筒体上部的分支干燥管分多路进入主筒体，分别对各螺纹区间内的海藻样品进行吹拂干燥。当干燥一定时间（1-3h）后，同时开启电机、进料口和出料口，电机转动螺旋中轴实现渐进料和渐出料，待干物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥。

这种干燥器装置可以实现把含水率为20%以上的海藻干燥至10%以内，干燥完毕的海藻可以用于能源利用、食品以及化妆品等领域。

Claims (6)

1.一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其特征在于：所述系统包括太阳能集热器、风机、热风管路、干燥分支管、主筒体、螺纹式中轴、电机、传动齿轮组、进料口、出料口和排气孔；风机安装在太阳能集热器上, 风机出风口连通太阳能集热器内的盘管,冷风进入盘管内加热，盘管出口通过热风管路连接干燥器主筒体上部的分支干燥管进口,主筒体钻孔与各分支管密封连接，空气能够流入主筒体，主筒体固定，无法转动，主筒体内部中心设有螺纹式中轴，螺纹式中轴的前后两端分别连接在主筒体的前端轴盖与后端轴盖上，螺纹式中轴的后端与传动齿轮组相连接，电机输出端连接传动齿轮组控制螺纹式中轴的转速，进料口和排气口安装在主筒体后端上部，出料口安装在主筒体前端下部。

2. 如权利要求1所述的一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其特征在于：所述的主筒体固定指主筒体通过轮圈稳定固定在底座上，轮圈焊接固定在主筒体表面，起固定和支撑作用，底座焊接在主筒体下表面，使得主筒体无法转动。

3.如权利要求1所述的一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其特征在于：所述风机功率需要匹配太阳能集热器的功率，调节风速可以使热空气管路各分支干燥管出口的热风温度达到需要值；所述风机功率为0.5KW-10KW。

4.如权利要求1所述的一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其特征在于：热风由不同干燥分支管吹入螺旋槽内，吹拂干燥藻样，同时进出料时根据实际物料在螺纹槽内填充程度调节电机，通过电机驱动传动齿轮组旋转中轴，转速可以3-8r/min内无级变速，由不同物料实际含水状况，设定不同进出料系统启停时间，待设定干燥时间达到后，同时开启出料口和进料口，待干燥物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥。

5.如权利要求1所述的一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统，其特征在于：根据不同物料的实际含水状况与堆积密度，设置不同螺纹的厚度与间距，各螺纹间距为螺纹式中轴主轴长度的1/6-1/15，螺纹厚度为螺纹式中轴主轴直径的1/5-1/8，能够根据物理大小长度合理分配物料干燥所处空间；主筒体内表面与各螺纹外沿间距2-5mm，能使各螺纹槽之间热风相流通；干燥分支管中主管直径一般为各分支管入口直径的8-10倍，确保各分支管的流量与流速；各分支管进入主筒体风口为锥形，并正对各螺纹槽中央，锥形出口保证了较大流速进入干燥螺纹槽内，更利于扰动吹拂干燥样品。

6.如权利要求1所述的一种海藻生物质的太阳能螺旋渐进式干燥系统的干燥方法，其特征在于：将在海上采集的海藻暴晒1-2天，而后启动电机，中轴转速可以设定为3-8r/min，开启进料口，随着中轴的转动，海藻生物质进入太阳能螺旋渐进式干燥系统，待藻样充满筒体的每个螺纹区间后，关闭进料口与电机，风机将冷空气打入太阳能集热器中的盘管内，系统利用集热板吸收的太阳能，对集热器盘管内的空气进行加热，使热风温度达到需要值，同时风速也可以根据物料含水状况进行调节；热风通过热风管路，由干燥器主筒体上部的分支干燥管分多路进入主筒体，分别对各螺纹区间内的海藻样品进行吹拂干燥；当干燥1-3h后，同时开启电机、进料口和出料口，电机转动螺旋中轴实现渐进料和渐出料，待干物料出料完毕，未干燥物料进料完毕后，出料口、进料口同时关闭，开始新一轮的干燥；实现把含水率为20%以上的海藻干燥至10%以内，干燥完毕的海藻用于能源利用、食品以及化妆品等领域。