CN105352271A - 基于超导热管的真空脉动干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超导热管的真空脉动干燥装置。具有外侧设有保温层的真空腔体，侧面设有抽吸气管路并经真空放气阀、制冷系统和真空泵连接；腔体内设有温度、压力传感器，腔内壁上均设有S型的超导热管，其一端插入热源内，热源分别装有热源流体出口阀和进口阀；腔内有多个风机，腔内设有多层的支架，支架托盘内装被干燥物料，支架四角的下端均设有重力传感器；温度、压力、重力传感器、风机、制冷系统、真空泵、真空放气阀、热源流体出口阀和热源流体进口阀的数据线分别接显示控制器。采用超导热管加热，升温速度快，又有风机吹扫，因此真空腔体内温度均匀；干燥过程参数均显示于集中显示控制器，根据设定的干燥工艺自动操作，自动化程度高。

Description

基于超导热管的真空脉动干燥装置
技术领域
本发明涉及一种真空干燥装置，特别是涉及用于果蔬等农产品的一种基于超导热管的真空脉动干燥装置。
背景技术
果菜干燥设备种类很多，设备成本根据干燥原理不同也高低相差很大，从果蔬干燥品质方面来看，真空干燥具有无可比拟的优点，因此真空干燥在高品位果蔬干燥方面有比较广泛的应用。但是传统真空干燥设备是在持续真空状态下进行干燥，能耗较高，而被干燥物料中心的水分传递到表面是需要一定的时间，与真空压差大小关系不大，因此提出采用真空/常压脉动干燥替代连续真空，从而降低能耗，真空脉动干燥还具有对物料水分流道的脉动扩张作用，使流道扩大，从而有利于干燥果蔬产品的复水。
国内外对真空脉动干燥装置均有研究，如中国农业大学的高振江等提出的CN200810104061.7“滚筒式真空脉动变温度干燥方法和设备”，采用圆筒式滚筒内施加真空脉动，采用热水（油）介质对真空滚筒进行加热，真空滚筒内放置被干燥物料的一种真空脉动干燥装置。如吉首大学的陈功锡等提出的CN201310599583.X“真空脉动式杜仲胶提取装置”，该装置采用立式圆筒真空脉动提取杜仲胶，改装置采用蒸汽加热的方法，采用浸出器在真空、常压间脉动提取杜仲胶，有效提高了杜仲胶的提取效率。江苏洽爱纳机械有限公司王政等提出的CN201410141931.3“一种连续式真空急速冷却及冷冻的食品保鲜系统”，提出的是一种真空脉动连续生产冷冻食品的方法，虽然属于真空/常压的脉动操作，从功能上主要用于冷冻而非干燥。中国农业大学的高振江等提出的CN201510036962.7“平板式真空脉动干燥机”，采用固定平板式干燥盘，替代转动的圆筒滚筒，取消了转动部件，加热系统采用电加热。中国科学院过程工程研究所赵兵等提出的CN201510104559.3“一种真空脉动超声干燥设备”，提出利用超声波的空化效应、机械效应、热效应等与真空脉动相耦合，实现高效快速干燥物料。美国专利US2013283870A1(1)“METHODFORPRODUCINGGRANULATEDORGANOMINERALFERTILIZERSFROMORGANICWASTEMATERIALSANDDEVICEFORIMPLEMENTINGSAME”，提出采用真空脉动脉动技术和设备从有机废弃物里面提取有机肥料。以上技术都提到用真空脉动技术，并有应用到干燥农产品的设备开发，但是对于具体的结构和实现方法上均有差异，也各有优缺点。
发明内容
针对农产品的特点，本发明的目的在于提供一种真空脉动干燥装置，在高效传热技术方面引入超导热管，以提高传热效率和干燥速率。
本发明采用的技术方案如下：
本发明具有一个外侧设有保温层的真空腔体，侧面设有与真空腔体连通的抽吸气管路，抽吸气管路依次经真空放气阀、制冷系统和真空泵连接；真空腔体内的上部设有温度传感器和压力传感器，真空腔体的所有内壁上均设有S型的超导热管，超导热管的一端插入保温层外的热源内，超导热管的另一端成S型均布在真空腔体的内壁，热源分别装有热源流体出口阀和带温度传感器的热源流体进口阀；真空腔体内部的一侧装有带控制开关的多个风机，真空腔体内设有多层的支架，被干燥物料的托盘分别置于支架的每一层上，被干燥物料置于托盘内，支架四角的下端均设有重力传感器，每个重力传感器与各自的支撑轮连接；温度传感器、压力传感器、重力传感器和风机的数据线通过带密封装置的数据线进出孔引出后，与制冷系统、真空泵、真空放气阀、热源流体出口阀和热源流体进口阀的数据线分别接显示控制器；真空腔体一侧设置有快开门。
所述快开门的一端与装在真空腔体一侧的快开门回转轴铰接，真空腔体另一侧装有锁紧扣，锁紧扣槽一端与锁紧扣回转轴铰接，锁紧扣槽另一端与快开门的另一端相扣合，快开门与真空腔体的端部之间用O形硅胶密封圈密封，快开门的另一端安装有快开门拉手。
所述的热源的热流体是热水、热油或蒸汽。
所述超导热管为渠氏热管。
所述显示控制器为LED显示器。
与背景技术相比，本发明具有的有益的效果是：
1)本发明采用超导热管对真空腔体内进行加热，由于超导热管具有无热阻传递热量，其导热率是铜的10000倍以上，因此，热源内的热量可以快速传入真空腔体内，由于超导热管遍布真空腔体内壁，又有风机对空气进行吹扫，因此真空腔体内温度均匀。
2)本发明在真空泵和真空放气阀之间设有制冷系统，制冷系统的功能是将真空泵抽吸的空气中的水份除掉，减少水汽对真空泵润滑油的稀释，延长真空泵的使用寿命。
3)本发明的干燥过程参数均显示于集中显示控制器，并根据设定的干燥工艺自动操作，自动化程度高。
4)经过真空脉动干燥的果蔬产品具有对物料水分流道的脉动扩张作用，使流道扩大，从而有利于干燥果蔬产品的复水，本干燥装置处理量大，干燥速度快，干燥品质好，经济效益好。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是真空脉动干燥设备的俯视图。
图3是超导热管的内部布置图。
图4是被干燥物料盘的主视图。
图5是被干燥物料盘的俯视图。
图中：1、热源流体出口阀，2、真空腔体，3、保温层，4、支架，5、带温度传感器的热源流体进口阀，6、超导热管，7、带密封装置的数据线进出孔，8、数据线，9、显示控制器，10、风机，11、被干燥物料，12、托盘，13、重力传感器，14、制冷系统，15、抽吸气管路，16、真空泵，17、支撑轮，18、快开门回转轴，19、快开门，20、快开门拉手，21、密封圈，22、锁紧扣回转轴，23、锁紧扣，24、托盘拉手，25、热源，26、真空放气阀，27、温度传感器，28、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明具有一个外侧设有保温层3的真空腔体2，真空腔体2可以是圆柱形，也可以是矩形，本实施例为矩形，侧面设有与真空腔体2连通的抽吸气管路15，抽吸气管路15依次经真空放气阀26、制冷系统14和真空泵16连接；真空腔体2内的上部设有温度传感器27和压力传感器28，真空腔体2的所有内壁上均设有S型的超导热管6，超导热管6的一端插入保温层3外的热源25内，超导热管6的另一端成S型均布在真空腔体2的内壁，热源25分别装有热源流体出口阀1和带温度传感器的热源流体进口阀5；真空腔体2内部的一侧装有带控制开关的多个风机10，真空腔体2内设有多层的支架4，被干燥物料的托盘12分别置于支架4的每一层上，被干燥物料11置于托盘12内，24为托盘拉手(如图4、图5所示)，支架4四角的下端均设有重力传感器13，每个重量传感器13与各自的支撑轮17连接；温度传感器27、压力传感器28、重力传感器13和风机10的数据线8通过带密封装置的数据线进出孔7引出后，与制冷系统14、真空泵16、真空放气阀26、热源流体出口阀1和热源流体进口阀5的数据线8分别接显示控制器9，物料干燥时，根据干燥工艺要求、脉动比、真空度通过显示控制器9进行设定和操作；真空腔体2一侧设置有快开门19。
所述制冷系统14位于真空泵16和真空放气阀26之间，制冷系统14的功能是将真空泵16抽吸的空气中的水份除掉。减少水汽对真空泵润滑油的稀释，延长真空泵的使用寿命。
如图2所示，所述快开门19的一端与装在真空腔体2一侧的快开门回转轴18铰接，真空腔体2另一侧装有锁紧扣23，锁紧扣槽一端与锁紧扣回转轴22铰接，锁紧扣槽另一端与快开门19的另一端相扣合，快开门19与真空腔体2的端部之间用O形硅胶密封圈21密封，快开门19的另一端安装有快开门拉手20。
所述的热源25的热流体是热水、热油或蒸汽；或者其他电加热器。
所述超导热管6为渠氏热管或者其他介质热管。
所述显示控制器9为LED显示器。
本发明的工作原理如下：
首先根据被干燥物料的干燥工艺特性，设定干燥温度、真空度、脉动比和脱水重量，当物料干燥到设定干燥重量时，自动关闭干燥装置的制冷系统14和真空泵16，打开真空放气阀26。
完成干燥参数设置后，打开快开门19，用托盘拉手24拉出被干燥物料的托盘12，将称重后的被干燥物料11(如果蔬等农产品)均匀放置在托盘12内，放回真空腔体2内支架4上，关闭快开门19，保证密封可靠。开启制冷系统14，使制冷系统14达到正常的工作状态。开启热源25到设定的温度，当真空腔体2内温度达到设定温度时，停止热源25内的热量输入。达到设定脉动时间时开启真空系统，使真空槽内的真空度达到工艺要求的设定值，在该真空度下，真空槽内被干燥物料的水汽不断地蒸发，当真空度保持时间达到脉动比时，关闭真空泵16和制冷系统14，开启真空放气阀26，同时开启热源的热量输入，使真空腔体2内的温度达到设定温度，然后等待下一次脉动比时间的到达，开启真空泵16和制冷系统14，如此反复操作，直到干燥重量达到要求为止。当真空脉动干燥达到工艺要求时，停止真空泵16和制冷系统14的操作，打开真空放气阀26，使空气进入真空腔体2，直到真空腔体内达到常压后打开快开门19，将完成干燥的果蔬农产品送入下一道工序，进行下一批次的真空脉动干燥。针对不同的果蔬农产品，真空脉动干燥的真空度、脉动比和脱水量是不同的，可以通过预先试验确定以上预冷参数。

Claims (5)

1.一种基于超导热管的真空脉动干燥装置，其特征在于：它具有一个外侧设有保温层(3)的真空腔体(2)，侧面设有与真空腔体(2)连通的抽吸气管路(15)，抽吸气管路(15)依次经真空放气阀(26)、制冷系统(14)和真空泵(16)连接；真空腔体(2)内的上部设有温度传感器(27)和压力传感器(28)，真空腔体(2)的所有内壁上均设有S型的超导热管(6)，超导热管(6)的一端插入保温层(3)外的热源(25)内，超导热管(6)的另一端成S型均布在真空腔体(2)的内壁，热源(25)分别装有热源流体出口阀(1)和带温度传感器的热源流体进口阀(5)；真空腔体(2)内部的一侧装有带控制开关的多个风机(10)，真空腔体(2)内设有多层的支架(4)，被干燥物料的托盘(12)分别置于支架(4)的每一层上，被干燥物料(11)置于托盘(12)内，支架(4)四角的下端均设有重力传感器(13)，每个重力传感器(13)与各自的支撑轮(17)连接；温度传感器(27)、压力传感器(28)、重力传感器(13)和风机(10)的数据线(8)通过带密封装置的数据线进出孔(7)引出后，与制冷系统(14)、真空泵(16)、真空放气阀(26)、热源流体出口阀(1)和热源流体进口阀(5)的数据线分别接显示控制器(9)；真空腔体(2)一侧设置有快开门(19)。
2.根据权利要求1所述的一种基于超导热管的真空脉动干燥装置，其特征在于：所述快开门(19)的一端与装在真空腔体(2)一侧的快开门回转轴(18)铰接，真空腔体(2)另一侧装有锁紧扣(23)，锁紧扣槽一端与锁紧扣回转轴(22)铰接，锁紧扣槽另一端与快开门(19)的另一端相扣合，快开门(19)与真空腔体(2)的端部之间用O形硅胶密封圈(21)密封，快开门(19)的另一端安装有快开门拉手（20）。
3.根据权利要求1所述的一种基于超导热管的真空脉动干燥装置，其特征在于：所述的热源(25)的热流体是热水、热油或蒸汽。
4.根据权利要求1所述的一种基于超导热管的真空脉动干燥装置，其特征在于：所述超导热管(6)为渠氏热管。
5.根据权利要求1所述的一种基于超导热管的真空脉动干燥装置，其特征在于：所述显示控制器(9)为LED显示器。
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