CN107449226A - 一种爆珠干燥箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆珠干燥箱，包括箱体，内部设有风道和与风道连通的容纳空间，所述容纳空间内设有用于放置爆珠的烘盘；制冷装置，具有蒸发器和冷凝器，所述蒸发器设置在箱体内，所述冷凝器设置在箱体外；加热装置，沿着箱体内的气流方向设置在蒸发器的下游，用于加热箱体内的空气；风机，配置为驱动箱体内的空气沿风道流动；以及控制所述制冷装置、加热装置、风机运行的控制系统。本发明的爆珠干燥箱，能够提供恒温、恒湿的环境，并提供较大的风力对爆珠进行风干，提高了爆珠的生产效率和质量。

Description

一种爆珠干燥箱

技术领域

本发明涉及烟草领域内的干燥箱，尤其是一种爆珠干燥箱。

背景技术

“爆珠添加”技术是一种卷烟过滤嘴生产成型技术，在过滤嘴的生产过程中植入一粒香味胶囊，实现卷烟吸食过程中人为可控的特色香味释放，丰富吸食口味，实现吸食过程的保润增湿。最早将爆珠技术申请专利应用的是英美烟草，1994年，英美烟草申请了第一个爆珠专利。到2007年，英美烟草在日本市场推出第一款爆珠卷烟“KOOL BOOST”,随后越来越多的爆珠产品相继问世。

爆珠卷烟作为一种卷烟赋香的创新技术，近年来发展迅速。各大卷烟企业均将爆珠技术作为品类支撑重要手段，投入大量力量进行研发，推出了酒香、果香、药香和花香等不同类型的爆珠烟。爆珠卷烟的发展体现了烟草行业供给侧改革要求，顺应了消费升级和特色化中式卷烟趋势。爆珠卷烟正在成为继细支卷烟之后引爆市场的又一热点。

与医用胶囊相比，烟用爆珠为追求感官体验，即挤破时有爆开的感觉，其囊皮厚度较薄(约0.2mm)，囊皮成分较脆，在干燥过程中对环境温湿度、机械力等十分敏感，干燥过快或者外部环境苛刻，极易造成囊皮裂纹、脆性减弱和气泡。根据市场调研，贵州中烟作为国内首家推出爆珠产品的企业，爆珠干燥采用空调房进行自然晾干。韩国爆珠技术相对发达，但其产品干燥同样采用恒温恒湿箱进行，可以预见国内其他卷烟企业爆珠生产基本处于同一水平。采用恒温恒湿环境自然晾干单批次用时约3天，效率较低。

从技术上分析，影响爆珠干燥的外部因素主要包括三个：风速、湿度、温度。根据文献报道，爆珠包括胶囊等明胶类颗粒物，其干燥的风速值一般在0-2m/s，湿度一般在20％-50％之间，温度在20-30℃之间。根据市场调研，干燥此类物料的试验设备主要有恒温恒湿箱或者洞道干燥试验设备。恒温恒湿箱内最大风速0.4-0.5m/s左右，且不能实现低温低湿区段的长期稳定运行；洞道干燥设备应用广泛，但一般不能实现湿度和温度的精密控制。由于缺乏完备的干燥测试设备，对爆珠干燥特性规律不清晰，无法开展相关设备研制工作，只能采用自然晾干这一低效率和高人工成本的方式进行生产，造成了市场需求和生产能力不匹配的问题。随着爆珠烟市场需求不断增大，爆珠干燥环节成为制约爆珠产量的瓶颈。因此，研发相应干燥试验设备，探明爆珠干燥特性，进而依据试验结果开发工业干燥设备，提高爆珠干燥生产效率，具有较大的经济价值。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种的爆珠干燥箱。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种爆珠干燥箱，包括，

箱体，内部设有风道和与风道连通的容纳空间，所述容纳空间内设有用于放置爆珠的烘盘；

制冷装置，具有蒸发器和冷凝器，所述蒸发器设置在箱体内，所述冷凝器设置在箱体外；

加热装置，沿着箱体内的气流方向设置在蒸发器的下游，用于加热箱体内的空气；

风机，配置为驱动箱体内的空气沿风道流动；

以及控制所述制冷装置、加热装置、风机运行的控制系统。

进一步，所述烘盘包括，支撑框架，平铺在支撑框架上钢丝网，钢丝网的周边与支撑框架固定连接，所述钢丝网为上下多层，且层与层之间设有间隙与风道连通，钢丝网的孔径小于爆珠的直径。

进一步，在相邻层的钢丝网之间还设置有第一分流板，所述第一分流板倾斜设置在钢丝网之间的间隙内，以使气流在该间隙内均匀流动。

进一步，所述风道为设置在容纳空间两侧的垂直风道，其中一侧为进风道，另一侧为回风道，所述进风道内设有第二分流板，以使进风道内的气流均匀进入容纳空间。

进一步，所述蒸发器为两组，并配置为可交替工作，每组蒸发器包括高温区域和低温区域，且沿气流方向高温区域设置在低温区域的上游，所述蒸发器为变翅片距高效蒸发器，蒸发器下方设有接水盘以收集水滴后排出箱体外部。

进一步，所述箱体包括，外壁、内壁和设置在内、外壁之间的保温层；所述外壁由碳钢板制成，所述内壁由不锈钢板制成，所述保温层为填充在内、外壁之间的聚氨酯发泡材料、岩棉或者超细玻璃纤维。

进一步，所述箱体上还设有单扇箱门，且箱门的边缘设有硅胶密封条，所述箱门上设有玻璃观察窗，且所述玻璃观察窗为双层中空玻璃结构，在箱体内还设有照明光源。

进一步，所述箱体的底部或顶部设置有气压平衡阀，所述气压平衡阀配置为在箱体内部气压与外部大气压相差一定值时，控制箱体内部与外部大气相连通。

进一步，所述风机安装在箱体底部，风机为多台，并沿箱体深度方向一字排开，所述风机为长轴外置电机驱动，并安装有变频器，以调节风量的大小。

进一步，还包括，加湿装置，所述加湿装置包括雾化喷头和供水管路，所述雾化喷头设置在箱体内，雾化喷头通过供水管路与自来水管连接。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明的爆珠干燥箱，能够在爆珠干燥的过程中，提供恒温、恒湿的环境，并提供较大的风力对爆珠进行风干，可加快爆珠的干燥速度，避免爆珠在干燥过程中囊皮破裂，提高了爆珠的生产效率。本发明可以精确控制风速、湿度、和温度，使爆珠在较为稳定的环境下干燥，并且本发明可以均匀向爆珠送风，能够避免爆珠干燥不均，因此，也提高了爆珠的质量。

附图说明

图1：本发明的连接原理图；

其中：1、箱体 2、制冷装置 3、加热装置 4、风机 5、烘盘 6、第一分流板 7、第二分流板 8、进风道 9、回风道 10、加湿装置 21、蒸发器 22、冷凝器 23、循环管路 24、膨胀阀25、压缩机 51、支撑框架 211、高温区域 212、低温区域 52、钢丝网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，一种爆珠干燥箱，包括，一可封闭的箱体1、制冷装置2、加热装置3、风机4和控制系统。所述箱体1内部设有风道和与风道连通的容纳空间，所述容纳空间内设有用于放置爆珠的烘盘5。所述制冷装置2具有蒸发器21和冷凝器22，所述蒸发器21设置在箱体1内，用于冷凝箱体1内的水汽，使箱体1内保持干燥；所述冷凝器22设置在箱体1外，以向外部散发热量，实现箱体1内、外的热交换。所述加热装置3沿着箱体1内的气流方向设置在蒸发器21的下游，用于加热箱体1内经过蒸发器21干燥后的空气；所述风机4配置为驱动箱体1内的空气沿风道流动；所述控制系统控制上述制冷装置2、加热装置3、风机4的运行，控制系统可以采用PLC控制系统。

具体地，所述烘盘5包括，支撑框架51，平铺在支撑框架51上钢丝网52，钢丝网52的周边与支撑框架51固定连接，优选所述钢丝网52采用304不锈钢丝网焊接制成。所述钢丝网52为上下多层，且层与层之间设有一定间隙，并与风道连通，钢丝网52的孔径小于爆珠的直径，在保证爆珠不漏的前提下，丝网要选择高孔隙率规格，以利于气流的流动。将爆珠放置在钢丝网52上，干燥的空气的在风机4驱动下不断在钢丝网52之间流动，使爆珠得到干燥。

为保证气流在钢丝网52之间均匀流动，在相邻层的钢丝网52之间还设置有第一分流板6，所述第一分流板6倾斜设置在钢丝网52之间的间隙内，使得进风侧的开口面积大于出风侧的开口面积，第一分流板6上设有供气流通过的通孔，且沿着气流方向，第一分流板6上的通孔数量逐渐增加，以扩大气流通过的面积，使气流在该间隙内均匀流动。

优选地，所述风道为设置在容纳空间两侧的垂直风道，其中一侧为进风道8，另一侧为回风道9，所述进风道8内设有第二分流板7，所述第二分流板7倾斜设置在进风道8内，使得进风道8下端的宽度大于上端的宽度，第二分流板7上设有供气流通过的通孔，且沿着气流方向，第二分流板7上的通孔数量逐渐增加，以扩大气流通过的面积，使进风道8内的气流均匀进入容纳空间。

所述蒸发器21为两组，每组蒸发器21包括高温区域211和低温区域212，且沿气流方向高温区域211设置在低温区域212的上游，所述蒸发器21为变翅片距高效蒸发器21，蒸发器21下方设有接水盘以收集水滴后排出箱体1外部。

具体地，所述制冷装置2还包括，循环管路23、膨胀阀24和压缩机25，制冷循环均采用逆卡若循环，其过程如下：制冷剂经压缩机25绝热压缩到较高的压力，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器22，并与四周介质进行热交换将热量传给周围环境介质，而后制冷剂经膨胀阀24绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低，最后制冷剂通过蒸发器21，制冷剂吸热汽化并与箱体1内的空气进行热交换，使空气冷却，水汽凝结。此循环周而复始从而实现给介质的降温目的。

制冷装置2采用过冷换热技术，提高制冷效率，有效节约能源。设计热高气旁路节能和吸气压力控制保护压缩机25安全。根据试验条件自动调节制冷装置2的开启和运行工况。使用丹佛斯内平衡式热力膨胀阀自动调节蒸发压力，稳定控制蒸发温度。

本发明压缩机25采用涡旋常规中高温压缩机。涡旋压缩机主要运行件涡盘，只有啮合没有磨损，因而寿命更长，在中、低温应用时，比传统的活塞机在容积效率上高30％以上，能提供降温所需要的大功率制冷量；通过实时温度自动控制压缩机25启停，保证压缩机25在最佳工况下运行，保证系统运行的可靠性。涡旋压缩机，噪音小，效率高，可靠性高。

蒸发器21采用双组双温区设计，抗结霜能力强，传热温差小，降温速率快。换热管材质使用紫铜管外加亲水铝片，叶片间距5～8mm。双温区设计可以有效实现箱体1内部干燥区低至20％的相对湿度。湿空气先经过高温区域211冷却至0℃以上，使空气中的水蒸汽在换热管表面冷凝，但不结霜。经高温区域211的介质20℃的相对湿度会在26～30％RH之间。之后流经低温区域212，在低温区域212设计蒸发温度－5℃，实现－5℃下低露点冷凝除湿。为了使设备能够满足连续长期运行，设计了双蒸发器结构，这样可以实现两蒸发器21之间的交替运行，在一组蒸发器21工作一段时间后切换至另一组工作，并在蒸发器21结霜影响换热之前完成切换，避免结霜后影响除湿效果。

蒸发器21采用冷冻方式除湿，使用蒸发压力调节器维持除湿蒸发器表面温度在0℃以上，空气中的水蒸气会在蒸发盘管表面冷凝，但不会结霜。箱体1内空气经风机4吹入蒸发器21通过蒸发器21的换热功能与制冷剂热交换，空气中的热量被制冷剂带走，空气迅速冷却，潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝，冷凝后的水分经凝聚后形成水滴，通过蒸发器21下方的接水盘收集水滴后排出箱外。

所述循环管路23采用紫铜管，焊接连接。

所述加热装置3优选为电加热器。

具体地，所述箱体1包括，外壁、内壁和设置在内、外壁之间的保温层。

优选地，所述外壁由碳钢板制成，外壁双面涂漆并做喷塑美化处理，这样在使用过程中既能防锈又美观。为了提高箱体1刚度，通过在外壁上焊接井字型框架进行加固处理。

所述内壁由不锈钢板制成，箱体1内壁由于存在与物料接触的可能性，采用镜面不锈钢板制作，既美观又卫生。

所述保温层为填充在内、外壁之间的聚氨酯发泡材料、岩棉或者超细玻璃纤维。所述保温层厚度50～60mm即可满足使用要求。

所述箱体1上还设有单扇箱门(图中未示出)，便于取放烘盘5，且箱门的边缘设有硅胶密封条，箱门的连接处采用重型合页，为了实现开关门更好的密封，把手采用无反作用力重型把手，充分锁紧保证密封效果。所述箱门上设有玻璃观察窗，且所述玻璃观察窗为双层中空玻璃结构，透光率高，由于是双层结构隔热效果也比较好，在箱体1内还设有照明光源。

在箱体1内由于要使空气流动起来，需要安装风机4使空气流动起来，由于风机4的作用，会使空气压力不均匀，且有升高，需要在箱体1底部或顶部设置气压平衡阀，用于维持箱体1内部与外界的气压平衡。所述气压平衡阀配置为在箱体1内部气压与外部大气压相差一定值时，控制箱体1内部与外部大气相连通。

优选地，所述风机4安装在箱体1底部，风机4为多台，并沿箱体1深度方向一字排开，所述风机4为长轴外置电机驱动，并安装有变频器，以调节风量的大小，优选风机4叶轮为不锈钢材质。

优选地，爆珠干燥箱还包括，加湿装置10，所述加湿装置10包括雾化喷头和供水管路，所述雾化喷头设置在箱体1内，雾化喷头通过供水管路与自来水管连接。

本发明的具体工艺流程：经过除湿并调温处理的空气由风机4输送到烘盘5的右侧风道即进风道8，气流在第二分流板7的作用下均匀送入每层物料的间隙中，与物料进行传热传质过程，然后穿过钢丝网52由左侧排风口进入烘盘5左侧风道，即回风道9，在箱体1内空气流经蒸发器21时大部分水蒸汽在冷却后冷凝成水由箱体1底侧排水孔排出，空气在流经加热装置3时调温至需要的温度，再经加湿装置10调湿后由风机4输送至进风道8，气流就这样周而复始的循环流动，连续的将物料中的水分带走，从而实现干燥的目的。两台蒸发器21交替使用，即当左侧蒸发器21结霜后切换至右侧蒸发器21制冷，当左侧蒸发器21恢复效能后立即切换回左侧蒸发器21工作，这样即可满足系统稳定运行。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种爆珠干燥箱，包括，其特征在于：

箱体，内部设有风道和与风道连通的容纳空间，所述容纳空间内设有用于放置爆珠的烘盘；

制冷装置，具有蒸发器和冷凝器，所述蒸发器设置在箱体内，所述冷凝器设置在箱体外；

加热装置，沿着箱体内的气流方向设置在蒸发器的下游，用于加热箱体内的空气；

风机，配置为驱动箱体内的空气沿风道流动；

以及控制所述制冷装置、加热装置、风机运行的控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述烘盘包括，支撑框架，平铺在支撑框架上钢丝网，钢丝网的周边与支撑框架固定连接，所述钢丝网为上下多层，且层与层之间设有间隙与风道连通，钢丝网的孔径小于爆珠的直径。

3.根据权利要求2所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：在相邻层的钢丝网之间还设置有第一分流板，所述第一分流板倾斜设置在钢丝网之间的间隙内，以使气流在该间隙内均匀流动。

4.根据权利要求1所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述风道为设置在容纳空间两侧的垂直风道，其中一侧为进风道，另一侧为回风道，所述进风道内设有第二分流板，以使进风道内的气流均匀进入容纳空间。

5.根据权利要求1所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述蒸发器为两组，并配置为可交替工作，每组蒸发器包括高温区域和低温区域，且沿气流方向高温区域设置在低温区域的上游，所述蒸发器为变翅片距高效蒸发器，蒸发器下方设有接水盘以收集水滴后排出箱体外部。

6.根据权利要求1所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述箱体包括，外壁、内壁和设置在内、外壁之间的保温层；所述外壁由碳钢板制成，所述内壁由不锈钢板制成，所述保温层为填充在内、外壁之间的聚氨酯发泡材料、岩棉或者超细玻璃纤维。

7.根据权利要求6所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述箱体上还设有单扇箱门，且箱门的边缘设有硅胶密封条，所述箱门上设有玻璃观察窗，且所述玻璃观察窗为双层中空玻璃结构，在箱体内还设有照明光源。

8.根据权利要求6所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述箱体的底部或顶部设置有气压平衡阀，所述气压平衡阀配置为在箱体内部气压与外部大气压相差一定值时，控制箱体内部与外部大气相连通。

9.根据权利要求1所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：所述风机安装在箱体底部，风机为多台，并沿箱体深度方向一字排开，所述风机为长轴外置电机驱动，并安装有变频器，以调节风量的大小。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种爆珠干燥箱，其特征在于：还包括，加湿装置，所述加湿装置包括雾化喷头和供水管路，所述雾化喷头设置在箱体内，雾化喷头通过供水管路与自来水管连接。