CN107367131A - 一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统 - Google Patents

一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，解决榴莲烘干仓的热源温控难度大的问题。本装置包括烘干仓，烘干仓内侧的底部设有加热板，烘干仓的仓壁一侧设有真空抽气管、仓壁顶部设有水蒸气抽气管，加热板内设有介质循环管道，冷介质罐和热介质罐通过第一比例调节阀合流后连接介质循环管道，介质循环管道通过第二比例调节阀分流分别回连至冷介质罐和热介质罐，介质循环管道的进出口分别设置温度传感器。本发明通过冷热介质的混流控制烘干仓的温度，温度控制准确，且当温度需求变化时，调节方便；冷介质回流和热介质回流分别通过冷凝循环产生的热量进行降温和升温，提高能量利用率，减少了能源消耗。

Description

一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统
技术领域
本发明属于农产品加工装置领域，涉及一种榴莲干生产设备，特别涉及一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统。
背景技术
榴莲作为一种营养价值极高的水果，被誉为“水果之王”。榴莲气味浓烈，新鲜的榴莲果气味尤为明显，有喜爱的，也有不喜的。也有商家将榴莲果实通过干燥后制成榴莲干，保留榴莲的风味的同时，浓烈的气味也得以缓解，使榴莲干为广大消费者接受和喜爱。
榴莲的干燥可以采用低温冷冻真空干燥，采用-45℃急速冷冻系统将榴莲瞬间急冻再真空干燥。真空冷冻干燥榴莲，即先将新鲜水果果肉放置于冷冻干燥器内，然后即时急速冷冻，令果肉内水分转变成冰粒,再将其置于烘干仓内，抽真空，使水分升华，将冰直接转化成蒸汽。采用此法除只去掉水分外，果肉仍能维持原状，更保留原有的营养价值和新鲜水果的维他命及矿物质。
榴莲经过速冻后送入烘干仓进行真空冷冻干燥，这个过程中结晶水升华形成水蒸气，是一个吸热过程，因此，必须在烘干仓内提供热源，为升华过程提供热量。热源温度根据冷冻干燥的不同阶段，可以提供不同的温度控制，既可以保证干燥效果，又能避免果肉温度升高，如2014年1月22日公布的中国专利，公开号CN102613283A，记载了一种水果真空冷冻干燥方法，采用加热温度采用五步梯度降温模式，在保证水分升华所需热量的同时，及时降温，维持热量的供需基本平衡。一般的温控方式，是通过设置在烘干仓内的温度传感器来控制温度。然而，榴莲的真空冷冻干燥需要实时向外抽风，来排出烘干仓内的水汽，因此，气流影响下温度传感器的监控可能出现偏差，靠近热源侧的温度很可能过高，导致榴莲果肉过热。
发明内容
本发明的目的在于解决榴莲烘干仓的热源温控难度大的问题，提供一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，包括烘干仓，烘干仓内侧的底部设有加热板，烘干仓的仓壁一侧设有真空抽气管、仓壁顶部设有水蒸气抽气管，其特征在于：烘干仓的外侧设有冷介质罐和热介质罐，所述加热板内设有介质循环管道，按介质流动方向：冷介质罐和热介质罐通过第一比例调节阀合流后连接介质循环管道，介质循环管道通过第二比例调节阀分流分别回连至冷介质罐和热介质罐，介质循环管道的进出口分别设置温度传感器；所述水蒸气抽气管连接有冷凝罐，冷凝罐的内侧设有蒸发器，蒸发器沿制冷循环方向依次连接压缩机、冷凝器、膨胀阀后回连至蒸发器，冷凝罐的底部设有排水管。烘干仓内部的温度控制通过第一比例调节阀控制冷介质罐和热介质罐的介质混合来实现，在介质循环管道的入口端和出口端分别设置温度传感器，入口端的温度传感器控制第一比例调节阀的混合比例，出口端的温度传感器控制介质循环的速度，当介质循环管道内介质温降过大，则加快介质循环速度，当介质循环管道内介质温降过小，则放缓介质循环速度。烘干仓的热源温度通过介质混合控制，控制准确，而且当所需的热源温度改变时，可以直接通过第一比例调节阀来调节混合温度，温度控制快速准确。
作为优选，冷凝罐的一侧设有排风管，所述第二比例调节阀与冷介质罐之间的介质回路上设有降温换热器，所述冷凝罐的排风管连接降温换热器进行换热后排风。冷凝罐将榴莲升华的水汽冷凝后排风，排风温度低，将排风送入降温换热器，在介质回到冷介质罐之间对介质进行降温，冷凝罐排风温度低，换热温升大，降温效果好，保证冷介质罐的温度稳定。
作为优选，所述冷凝罐排水管连接有冷凝水箱，冷凝水箱内设有降温盘管，所述降温换热器的前侧设有第三比例调节阀，第三比例调节阀的进口端与第二比例调节阀相连，第三比例调节阀的一个出口直接连接降温换热器、另一个出口连接降温盘管后再连接降温换热器。冷凝水箱水温较低，当降温换热器散热不足，则将部分介质分流到降温盘管与冷凝水换热后在并入介质回路，降低降温换热器的散热压力。
作为优选，所述冷介质罐还设有连接降温换热器前侧的小循环降温旁路，降温旁路上设有单向阀。当冷介质罐内部温度过高，开启小循环旁路，冷介质罐介质通过单向阀进入降温换热器降温后回流到冷介质罐。
作为优选，所述降温换热器还设有从外部进风的散热风机。降温换热器还可以通过散热风机加大散热气流，提高散热效果。
作为优选，所述第二比例调节阀与热介质罐之间的介质回路上设有加热换热器，所述加热换热器设有与介质回路换热的加热盘管，所述压缩机连接加热盘管后再连接冷凝器。加热盘管与回流热介质罐的介质进行热交换，提高回流介质的温度，减少或取代热介质罐的加热量。同时也减少了冷凝罐制冷循环冷凝器的散热压力。
作为优选，所述热介质罐内还设有电加热器。
作为优选，水蒸气抽气管和排风管分设在冷凝罐的两端。
作为优选，所述第一比例调节阀和第二比例调节阀同步调节，使介质输出量和回流量保持一致。
本发明通过冷热介质的混流控制烘干仓的温度，温度控制准确，且当温度需求变化时，调节方便；冷介质回流和热介质回流分别通过冷凝循环产生的热量进行降温和升温，提高能量利用率，减少了能源消耗。
附图说明
图1是本发明的一种管路结构示意图。
图2是本发明的一种烘干仓内部结构示意图。
图中：1、烘干仓，2、真空抽气管，3、水蒸气抽气管，4、冷凝罐，5、排风管，6、排水管，7、冷凝水箱，8、冷介质罐，9、热介质罐，10、第一比例调节阀，11、第二比例调节阀，12、第三比例调节阀，13、降温盘管，14、降温换热器，15、压缩机，16、加热盘管，17、冷凝器，18、散热风机，19、膨胀阀，20、蒸发器，21、仓内轨道，22、送料架，23、加热板，24、单向阀，25、电加热器。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，如图1所示。包括烘干仓1，烘干仓内侧的底部设有加热板23，烘干仓的仓壁一侧设有真空抽气管2、仓壁顶部设有水蒸气抽气管3。水蒸气抽气管3连接有冷凝罐4，冷凝罐的内侧设有蒸发器20，蒸发器沿制冷循环方向依次连接压缩机15、加热盘管16、冷凝器17、膨胀阀19后回连至蒸发器20，冷凝器17设有配套的散热风机18。冷凝罐的底部设有排水管6，排水管6连接冷凝水箱7。冷凝罐的顶部还设有排风管5，排风管5和水蒸气抽气管3分设在冷凝罐顶部的两端。
烘干仓1的外侧设有冷介质罐8和热介质罐9，所述加热板23内设有介质循环管道。按介质流动方向：冷介质罐和热介质罐通过第一比例调节阀10合流后连接介质循环管道，介质循环管道通过第二比例调节阀11分流分别回连至冷介质罐8和热介质罐9，介质循环管道的进出口分别设置温度传感器。第一比例调节阀和第二比例调节阀同步调节，保证冷介质罐和热介质罐输出量和回流量一致。
第二比例阀调节阀11回连冷介质罐的出口依次连接第三比例调节阀12、降温换热器14后连接冷介质罐8。冷凝水箱7内设有降温盘管13，第三比例调节阀12的一个出口直接连接降温换热器14、另一个出口连接降温盘管13后再连接降温换热器14。冷介质罐8还设有连接降温换热器前侧的小循环降温旁路，降温旁路上设有单向阀24。降温换热器14还设有从外部进风的散热风机18。
第二比例调节阀11回连热介质罐的出口通过加热换热器后连接热介质罐9。加热换热器设有与介质回路换热的加热盘管16，加热盘管串联在压缩机和冷凝器之间。热介质罐9内还设有电加热器25。
如图2所示，烘干仓内的顶部设有仓内轨道21，仓内轨道下方吊设有送料架22，送料架上搭载冷冻的榴莲果肉，加热板23设置在烘干仓内部的下方，位于送料架的下方。当然，加热板23也可以在仓内侧壁和底部均布置。
烘干仓内部的温度控制通过第一比例调节阀控制冷介质罐和热介质罐的介质混合来实现，在介质循环管道的入口端和出口端分别设置温度传感器，入口端的温度传感器控制第一比例调节阀的混合比例，出口端的温度传感器控制介质循环的速度，当介质循环管道内介质温降过大，则加快介质循环速度，当介质循环管道内介质温降过小，则放缓介质循环速度。烘干仓的热源温度通过介质混合控制，控制准确，而且当所需的热源温度改变时，可以直接通过第一比例调节阀来调节混合温度，温度控制快速准确。

Claims (9)

1.一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，包括烘干仓，烘干仓内侧的底部设有加热板，烘干仓的仓壁一侧设有真空抽气管、仓壁顶部设有水蒸气抽气管，其特征在于：烘干仓的外侧设有冷介质罐和热介质罐，所述加热板内设有介质循环管道，按介质流动方向：冷介质罐和热介质罐通过第一比例调节阀合流后连接介质循环管道，介质循环管道通过第二比例调节阀分流分别回连至冷介质罐和热介质罐，介质循环管道的进出口分别设置温度传感器；所述水蒸气抽气管连接有冷凝罐，冷凝罐的内侧设有蒸发器，蒸发器沿制冷循环方向依次连接压缩机、冷凝器、膨胀阀后回连至蒸发器，冷凝罐的底部设有排水管。
2.根据权利要求1所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：冷凝罐的一侧设有排风管，所述第二比例调节阀与冷介质罐之间的介质回路上设有降温换热器，所述冷凝罐的排风管连接降温换热器进行换热后排风。
3.根据权利要求2所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述冷凝罐排水管连接有冷凝水箱，冷凝水箱内设有降温盘管，所述降温换热器的前侧设有第三比例调节阀，第三比例调节阀的进口端与第二比例调节阀相连，第三比例调节阀的一个出口直接连接降温换热器、另一个出口连接降温盘管后再连接降温换热器。
4.根据权利要求2所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述冷介质罐还设有连接降温换热器前侧的小循环降温旁路，降温旁路上设有单向阀。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述降温换热器还设有从外部进风的散热风机。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述第二比例调节阀与热介质罐之间的介质回路上设有加热换热器，所述加热换热器设有与介质回路换热的加热盘管，所述压缩机连接加热盘管后再连接冷凝器。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述热介质罐内还设有电加热器。
8.根据权利要求2或3所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：水蒸气抽气管和排风管分设在冷凝罐的两端。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种冷冻干燥榴莲烘干仓控温系统，其特征在于：所述第一比例调节阀和第二比例调节阀同步调节。
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