CN107981397A - 一种立式微波干燥膨化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立式微波干燥膨化设备，包括依次设置的进料仓、第一预热系统、微波加热系统、出料仓以及贯通第一预热系统和微波加热系统并与进料仓和出料仓分别连接的物料通道，所述微波加热系统与所述出料仓间的物料通道中设有流量控制装置；所述微波干燥膨化设备进一步包括自动控制系统，用于在物料从进料仓进入物料通道后，控制所述第一预热系统对物料进行预热，控制所述微波加热系统对预热后的物料进行干燥膨化，控制流量控制装置调节物料的流动速度，并控制出料仓导出干燥膨化后的物料，本发明提升了物料膨化效果，并实现能量的回收利用，提高能源利用率，降低成本，且本发明的干燥膨化设备采用立式方式组装，可充分利用立体空间，减小占地面积。

Description

一种立式微波干燥膨化设备

技术领域

本发明涉及微波干燥膨化技术领域。更具体地，涉及一种立式微波干燥膨化设备。

背景技术

微波干燥是一种利用微波辐射能对物料介质进行整体加热的干燥方法，具有干燥速度快、效率高、能耗低等优点。在微波膨化干燥时，微波能透射到谷物内部被水分吸收，微波能瞬时转化为热能使物料内外同时升温，使内层水蒸气压力骤升，驱动水蒸气向表层排出，形成较大的泵送推动力，使谷物内部组织结构急剧膨胀，形成疏松均匀的多孔结构，当压力超过谷物表皮的承受能力时，谷物炸开，实现对谷物等农产品的膨化干燥。

然而现有的微波干燥设备大多采用多个微波加热箱体横向串联的方式连接，缺少预热装置，加热功率均匀分布，相当一部分的微波能用在了提升物料温度上，内部水分以扩散迁移方式进行蒸发，水分蒸发产生的蒸汽量较少，蒸汽压力较低，无法形成足够的膨化动力，膨化效果不好，仅适用于物料的干燥，另外现有设备还存在占地面积大，立体空间利用不足，热量散失严重，不易回收等缺点，因此，需要提供一种新型微波膨化干燥设备，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式微波干燥膨化设备，降低设备占地面，提高物料干燥膨化的效果以及能量利用率。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种立式微波干燥膨化设备，包括自上向下依次设置的进料仓、微波加热系统、出料仓以及贯通微波加热系统并与进料仓和出料仓分别连接的物料通道，所述微波加热系统与所述出料仓间的物料通道中设有流量控制装置；

所述微波干燥膨化设备进一步包括自动控制系统，用于在物料从进料仓进入物料通道后，控制所述微波加热系统对预热后的物料进行干燥膨化、控制流量控制装置调节物料的流动速度以及控制出料仓导出干燥膨化后的物料。

优选地，所述微波加热系统包括加热腔以及设于所述加热腔表面的与所述自动控制系统电连接的微波源，所述自动控制系统控制所述微波源启动对物料进行干燥膨化。

优选地，所述微波源包括固定于所述加热腔外表面的激励腔以及固定在激励腔表面的水冷磁控管。

优选地，

所述进料仓与所述微波加热系统间进一步设有第一预热系统；

所述第一预热系统包括设于所述进料仓和所述微波加热系统间的第一预热器以及与所述第一预热器连接的第一水循环；

所述第一水循环与所述水冷磁控管连接，将水冷磁控管的热量通过第一水循环传输至第一预热器对物料进行预热。

优选地，所述出料仓包括位于所述流量控制装置下方的换热仓，所述微波干燥膨化设备进一步包括与所述自动控制系统电连接的第二预热系统，所述第二预热系统包括第二预热器和与第二预热器连接的第二水循环；

所述第二水循环进一步与所述换热仓连接，将所述换热仓内干燥膨化后的物料的热量通过第二水循环传输至第二预热器对物料进行预热。

优选地，所述第二预热器设于所述第一预热系统与所述微波加热系统之间。

优选地，所述设备进一步包括与微波加热系统固定的冷凝系统，所述冷凝系统包括与所述自动控制系统电连接风机和冷凝器；

所述设备进一步包括与所述自动控制系统电连接的第三预热系统，所述第三预热系统包括第三预热器以及与第三预热器连接第三水循环；

所述第三水循环进一步与所述冷凝器连接，将冷凝器冷凝微波加热系统产生的高温蒸汽的热量通过第三水循环传输至第三预热器对物料进行预热。

优选地，所述第三预热器设于所述第一预热系统与所述微波加热系统之间。

优选地，所述第一预热系统的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第一距离传感器，检测物料顶部与第一预热系统顶部的距离；

所述出料仓的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第二距离传感器，检测出料仓中物料顶面与出料仓的顶部的距离；

所述微波加热系统的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第一温度传感器，检测物料流入所述微波加热系统的温度。

优选地，所述微波加热系统的底部设有与所述自动控制系统电连接的第二温度传感器，检测物料流出所述微波加热系统的温度；

所述出料仓设有与所述自动控制系统电连接的第三温度传感器，检测所述出料仓出料口物料的温度。

本发明的有益效果如下：

本发明的微波干燥膨化设备中设置物料预热系统，对进入物料通道的物料进行预热，提高了物料进入微波加热系统前的初始温度，在进行微波加热时，物料内部水分能够迅速汽化，出现闪蒸，使物料内部组织结构急剧膨胀，提升膨化效果。第一到第三预热系统可将磁控管冷却热、膨化物料自身的热量以及物料微波干燥膨化时产生的高温蒸汽的汽化潜热分别通过第一到第三水循环传送至第一至第三预热器对物料进行预热，实现能量的回收利用，提高能源利用率，降低成本，同时降低了出口物料的温度，有利于后续包装。且本发明的干燥膨化设备采用立式方式组装，可充分利用立体空间，减小占地面积。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明一种立式微波干燥膨化设备具体实施例的示意图。

附图标记：

1进料仓、2第一预热器、3第二预热器、4第三预热器、5微波加热腔、6风机、7冷凝器、8水冷磁控管、9激励腔、10分水器、11流量控制装置、12预热器、13出料仓、14水泵。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

图1示出本发明一种立式微波干燥膨化设备具体实施例的示意图。本实施例中，微波干燥膨化设备包括自上向下依次设置的进料仓1、第一预热系统、微波加热系统、出料仓13以及贯通第一预热系统和微波加热系统并与进料仓1和出料仓13分别连接的物料通道，所述微波加热系统与所述出料仓间的物料通道中设有流量控制装置11。本发明微波干燥膨化设备并不限于自上向下设置的立式微波干燥膨化设备，其他结构形式的微波干燥膨化设备也在本发明的保护范围之内。

所述微波干燥膨化设备进一步包括自动控制系统，自动控制系统用于在物料从进料仓1进入物料通道后，控制所述第一预热系统对物料进行预热、控制所述微波加热系统对预热后的物料进行干燥膨化、控制流量控制装置11调节物料的流动速度以及控制出料仓13导出干燥膨化后的物料。本发明中的物料可以是诸如玉米、小麦、大豆、大米等农产品。

本发明的微波干燥膨化设备中设置物料预热系统，对进入预热系统的物料进行预热，提高了物料进入微波加热系统前的初始温度，在进行微波加热时，物料内部水分能够迅速汽化，出现闪蒸，使物料内部组织结构急剧膨胀，提升膨化效果。

作为一种优选地实施方式，本实施例中，微波加热系统包括加热腔5以及设于所述加热腔5表面的微波源。

其中，所述微波源可包括固定于所述加热腔5外表面的激励腔9以及与所述激励腔9连接的磁控管。优选地，本实施例中的磁控管采用水冷磁控管8，以便于设置第一预热系统将磁控管工作时耗散功率产生的热量通过水冷方式循环第一水循环送至物料处第一预热器对物料进行预热。当然，在实际应用中，也可以采用风冷磁控管等其他类型的磁控管及对应的第一预热系统对磁控管工作时产生的热量进行回收再利用，本发明对此并不作限制。

作为一种优选地实施方式，加热腔5的数量可设置为多个，本实施例中，加热腔5的数量为两个，可在每个加热腔5的外表面上设置多个激励腔9，每个激励腔9可与一个磁控管通过螺栓等形式固定连接，以通过微波辐射能对物料进行干燥膨化，本实施例中，所述激励腔9的数量为六个。

作为一种优选地实施方式，本实施例中，所述第一预热系统包括设于所述进料仓1和所述微波加热系统间的第一预热器2以及与所述第一预热器2连接的第一水循环，所述第一水循环流经所述水冷磁控管8，到达第一预热器与物料进行热交换。所述第一预热器2设于所述进料仓1与所述微波加热系统间。本实施例中，第一预热系统将磁控管工作时产生的热量通过第一水循环传送至第一预热器2对物料进行预热，充分利用磁控管产生的多余热量，实现能量的回收利用，提高能源利用率，降低成本。

自动控制系统控制微波加热系统启动对物料进行加热时，由于磁控管的微波转换效率在70％左右，其余30％左右的功率在磁控管上耗散，产生热量。第一水循环在水泵的推动下流经磁控管水冷套，带走磁控管耗散功率产生的热量，水温升高，经分水器汇流后流至第一预热器，与物料进行换热，热量由循环用水转移至物料，物料温度升高，水温降低后经第一水箱回到水泵形成一个闭环回路，第一预热系统的热量通过这一回路源源不断的从磁控管转移至第一预热器进而传递到物料通道的物料中。这样使物料进入微波加热系统时已经具有一定温度，使微波加热系统可在极短的时间内将物料加热干燥膨化，提高物料干燥膨化效果和效率，提高能量利用率。

所述第一水循环包括第一水箱、分水器10、水泵14以及将所述第一水箱、分水器10、水泵14与所述第一预热器2连接形成回路的第一水管。水箱中存储着循环用水，分水器10与第一水箱和水泵14连接，水泵14通过分水器10自第一水箱中提取循环用水，循环用水通过第一水管流至水冷磁控管8，对水冷磁控管8进行冷却升温后流至第一预热器2对物料预热后降温，然后通过第一水管回到第一水箱中，从而实现第一预热系统对物料的第一级预热。

在另一种实施方式中，所述出料仓13中进一步设有换热仓，微波干燥膨化设备进一步包括第二预热系统，该第二预热系统包括设于所述第一预热器2下方的第二预热器3以及与所述第二预热器3连接的第二水循环。

第二水循环经过所述换热仓，与换热仓中已干燥膨化的物料进行热交换，循环用水吸收了物料的热量后传输至第二预热器3，对位于所述第二预热器3中的物料通道中的物料进行预热。本实施例中，第二预热系统将物料干燥膨化后本身的热量通过第二水循环传输至第二预热器3对物料进行预热，充分利用物料在干燥膨化过程中本身的温度升高，实现能量的回收利用，进一步提高能源利用率，降低成本。

第二水循环可包括第二水箱、分水器10、水泵14及将第二水箱、分水器10、水泵14与第二预热器3连接形成回路的第二水管。第二水箱中存储着循环用水，分水器10与第二水箱和水泵14连接，水泵14通过分水器10自第二水箱中提取循环用水，通过第三水管流经换热仓吸收干燥膨化后的物料的热量后升温，然后流至第二预热器3对物料预热后降温，通过第二水管回到第二水箱中，从而实现第二预热系统对物料的第二级预热。

作为一种优选地实施方式，本实施例中，所述微波加热系统中进一步包括冷凝系统。所述冷凝系统与微波加热系统并列放置，包括与所述加热腔连通的风机、冷凝腔、冷凝器以及液体收集器，所述冷凝腔与加热腔共同形成一个封闭的保温腔体。优选地，所述第二预热系统与所述微波加热系统之间进一步设有第三预热系统。所述第三预热系统可包括第三预热器4以及第三水循环。

所述第三水循环流经所述冷凝器7，与冷凝器7进行热交换。所述冷凝器7中可设置液体收集器，通过风机6可使加热腔5中干燥膨化物料形成的高温蒸汽流动至冷凝器7中，通过与冷凝器7连接的第三水循环系统将高温蒸汽的热量传输至第三预热器4对物料进行第三级预热。

所述冷凝器7的下方设有液体收集器，用于收集冷凝器7中高温蒸汽冷凝后的冷凝液，该冷凝液可输送至水箱中进行循环利用。

所述第三水循环可包括第三水箱、分水器10、水泵14及将第三水箱、分水器10、水泵14与第三预热器3连接形成回路的第三水管。第三水箱中存储着循环用水，分水器10与第三水箱和水泵14连接，水泵14通过分水器10自第三水箱中提取循环用水，通过第三水管流经冷凝器7吸收高温蒸汽的热量后升温，然后流至第三预热器4对物料预热后降温，然后通过第三水管回到第三水箱中，从而实现第三预热系统对物料的第三级预热。

需要说明的是，本发明中的第一至第三水循环分别从第一至第三水箱中取水，在实际应用中，也可以采用一个水箱，实现第一至第三水循环，当然，第一至第三水循环也可以采用其他可以将磁控管、冷却热、高温蒸汽汽化潜热以及高温物料冷却热分别送至第一至第三预热器4的水循环结构，本发明对此并不作限定。

作为一种优选地实施方式，本实施例中，微波干燥膨化设备进一步包括自动控制系统，该自动控制系统可以检测微波干燥膨化设备中预热仓及换热仓物料的储量以及微波加热前后物料的温度，进而控制所述流量控制装置调节物料自上向下流动的速度，使物料可以充分预热并进一步在加热腔中干燥膨化，对物料的干燥膨化过程进行准确控制，以达到最佳的物料膨化效果和膨化效率，实现能量的回收利用，提高能量利用效率，降低成本。此外，本发明的干燥膨化设备采用立式方式组装，可充分利用立体空间，减小占地面积。

作为一种优选地实施方式，所述物料通道位于所述微波加热系统处的部分优选地选用聚四氟乙烯板，以获得良好的耐高温性能。

作为一种优选地实施方式，所述第一预热系统的顶部可设置第一距离传感器，用于检测物料高度。所述出料仓13的顶部可设置第二距离传感器，用于检测出料仓13中物料的高度。

作为一种优选地实施方式，所述微波加热系统的顶部可设置第一温度传感器，用于检测物料预热后进入加热腔5的温度。所述加热腔5的底部可设置第二温度传感器，用于检测物料膨化后的温度。所述出料仓13上可设置第三温度传感器，可用于检测出料仓13出口处物料的温度。

所述自动控制系统用于根据第一和第二距离传感器以及第一至第三温度传感器的检测数据自动控制设备进出料速度、第一至第三预热系统及微波加热系统对物料进行预热和加热膨化，并通过所述流量控制装置11调节物料自上而下的流动速度，使物料达到最佳的膨化效果。

本实施例的微波干燥膨化设备在工作时，通过上料机将物料放入进料仓1，物料在重力作用下依次通过预热仓中的第一预热器2、第二预热器3和第三预热器4进入微波加热腔5内的物料通道，然后到达流量控制装置11，此时，流量控制装置11为闭合状态，物料开始向上堆积。

当第一距离传感器探测到物料完全覆盖第一预热器3时，启动第一和第三预热系统，然后启动微波加热系统对物料进行加热，接着打开流量控制装置11，流量控制装置11上膨化干燥过的物料通过流量控制装置11后在重力作用下继续下落进入换热仓。

自动控制系统通过第二温度传感器测得的温度值调节流量控制装置11的开度大小来调控物料通过流量阀门的速度，实现微波加热物料的时间可控，从而保证物料膨化干燥时的温度处于一个比较稳定的范围内。

膨化后物料经过换热仓后进入出料仓13，出料仓13出口处于关闭状态，物料开始在换热仓堆积，此时启动第二预热系统。当自动控制系统通过换热仓顶部的第二距离传感器探测到物料达到一定高度时或通过出料仓13上的第三温度传感器探测到物料降至一定温度时，打开出料仓13，将降温后的膨化产品导出微波膨化干燥设备。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，包括自上向下依次设置的进料仓、微波加热系统、出料仓以及贯通微波加热系统并与进料仓和出料仓分别连接的物料通道，所述微波加热系统与所述出料仓间的物料通道中设有流量控制装置；

所述微波干燥膨化设备进一步包括自动控制系统，用于在物料从进料仓进入物料通道后，控制所述微波加热系统对预热后的物料进行干燥膨化、控制流量控制装置调节物料的流动速度以及控制出料仓导出干燥膨化后的物料。

2.根据权利要求1所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述微波加热系统包括加热腔以及设于所述加热腔表面的与所述自动控制系统电连接的微波源，所述自动控制系统控制所述微波源启动对物料进行干燥膨化。

3.根据权利要求2所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述微波源包括固定于所述加热腔外表面的激励腔以及固定在激励腔表面的水冷磁控管。

4.根据权利要求3所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，

所述进料仓与所述微波加热系统间进一步设有第一预热系统；

所述第一预热系统包括设于所述进料仓和所述微波加热系统间的第一预热器以及与所述第一预热器连接的第一水循环；

所述第一水循环与所述水冷磁控管连接，将水冷磁控管的热量通过第一水循环传输至第一预热器对物料进行预热。

5.根据权利要求1所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述出料仓包括位于所述流量控制装置下方的换热仓，所述微波干燥膨化设备进一步包括与所述自动控制系统电连接的第二预热系统，所述第二预热系统包括第二预热器和与第二预热器连接的第二水循环；

所述第二水循环进一步与所述换热仓连接，将所述换热仓内干燥膨化后的物料的热量通过第二水循环传输至第二预热器对物料进行预热。

6.根据权利要求5所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述第二预热器设于所述第一预热系统与所述微波加热系统之间。

7.根据权利要求1所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述设备进一步包括与微波加热系统固定的冷凝系统，所述冷凝系统包括与所述自动控制系统电连接风机和冷凝器；

所述设备进一步包括与所述自动控制系统电连接的第三预热系统，所述第三预热系统包括第三预热器以及与第三预热器连接第三水循环；

所述第三水循环进一步与所述冷凝器连接，将冷凝器冷凝微波加热系统产生的高温蒸汽的热量通过第三水循环传输至第三预热器对物料进行预热。

8.根据权利要求7所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述第三预热器设于所述第一预热系统与所述微波加热系统之间。

9.根据权利要求1所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述第一预热系统的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第一距离传感器，检测物料顶部与第一预热系统顶部的距离；

所述出料仓的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第二距离传感器，检测出料仓中物料顶面与出料仓的顶部的距离；

所述微波加热系统的顶部设有与所述自动控制系统电连接的第一温度传感器，检测物料流入所述微波加热系统的温度。

10.根据权利要求1所述的一种立式微波干燥膨化设备，其特征在于，所述微波加热系统的底部设有与所述自动控制系统电连接的第二温度传感器，检测物料流出所述微波加热系统的温度；

所述出料仓设有与所述自动控制系统电连接的第三温度传感器，检测所述出料仓出料口物料的温度。