CN114345287A - 一种植物炭粉自动净化炉 - Google Patents

Abstract

一种植物炭粉自动净化炉，包括炉体、进料管、物料输送装置、进气管、排气管、真空泵、加热装置、空气压缩泵、压缩空气罐、废气管、出料口、电动机、减速齿轮箱、控制面板；本发明提供的植物炭粉自动净化炉，可以一次性清洁最多50kg植物炭粉，多环芳烃去除效果好，经检测，经过净化的植物炭粉，未检出菲和其余16中多环芳烃，完全符合欧盟最新标准的要求，该设备操作简单，自动化程度高，适合大规模生产。

Description

一种植物炭粉自动净化炉

技术领域

本发明涉及食品添加剂加工设备领域，具体涉及一种植物炭粉自动净化炉。

背景技术

植物炭是指由富含碳的生物质在厌氧或者绝氧的条件下通过裂解或者不完全燃烧，生成的一种含碳丰富的固体物质，是一种不溶性的着色剂，以植物为原料，经炭化、精制而成的优质的纯天然食用黑色素，具有性质稳定、耐酸、耐碱、耐高温、光稳定性强、抗氧化性好、着色性强的特点，作为黑色素，植物炭黑被认为是绿色有机、安全性较高的天然食用色素。植物主要由纤维素、半纤维素及木质素组成，此外还含蛋白质、氨基酸、脂肪、糖、矿物质(如钾、钠、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硒、硅等)等营养成分，经过处理得到的植物炭制品也应运而生，例如含植物炭的糖果、酒等，通常用作遮蔽剂和染色机。它的别名有植物黑、植物炭、炭黑、食用炭黑、天然黑色素。性状包括黑色粉状微粒，无臭、无味，不溶于水和有机溶剂。植物炭黑是一种在中国使用量较大的天然食品色素，是一种纯天然色素，非化工方法合成，非转基因产品，而且大量动物实验证明食用含植物炭黑色素及其制品的食物均未发现急、慢性中毒现象，也无致突变作用。因为植物炭黑的色泽纯正，而且不参与人体代谢，所以一直被认为是一种非常安全的食用色素，此外，植物炭黑色素还具有吸附体内有害物质、排毒养颜、清宿便、抑菌防腐、保鲜抗氧化等的生理活性，因此，植物炭黑色素具有“天然、安全、多功能”的多重优点，适合作为制作各种食品时的色素进行添加。

但研究发现，在植物炭黑的制备过程中，会带入可观数量的多环芳烃，这是有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物，迄今已发现有200多种多环芳烃，其中有相当部分具有致癌性，而多环芳烃结构稳定，不易除去，目前最多是采用微生物降解的方法来去除多环芳烃，但是该方法速度较慢，且效果不是很理想。

通过对现有技术的分析可以看出，有必要设计一种可以简单、高效净化植物炭，尤其是去除植物炭中的多环芳烃的设备，可以高效的生产符合标准的卫生安全竹炭，以克服上述问题。

我公司针对欧盟最新标准AfPS-GS-2014-01-PAK-EN进行了系列试验，研发出了将植物炭中的菲和萘的含量控制在欧盟最新标准AfPS-GS-2014-01-PAK-EN要求的范围内的植物炭中去除多环芳烃的自动净化炉。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提供了一种植物炭粉自动净化炉，该设备自动化程度高，可以将植物炭中的多环芳烃去除，使其达到欧盟新标准。

一种植物炭粉自动净化炉，其特征在于，包括炉体、进料管、物料输送装置、进气管、排气管、真空泵、加热装置、空气压缩泵、压缩空气罐、废气管、出料口、电动机、减速齿轮箱、控制面板；

所述炉体形状为长方体，整个炉体为密封设置，炉体顶部设有物料输送装置，进料管与物料输送装置相连接，物料输送装置与炉体内部相连接；炉体一侧设有空气压缩泵，空气压缩泵与压缩空气罐连接，空气压缩泵压缩空气后将压缩空气送入空气压缩罐，空气压缩罐通过进气管与炉体连接，进气管位于炉体一侧，进气管上设有进气调节阀，用于控制炉体的进气量，控制面板对空气压缩泵和进气调节阀进行控制，进气管炉内一侧设有滤网和密封装置；真空泵通过排气管与炉体连接，真空泵由控制面板进行控制，排气管炉内一侧设有滤网和密封装置；废气管设在炉体上方，废气管炉内一侧设有密封装置；出料口设在炉体正面下部，电动机和减速齿轮箱设在炉体侧部；

其中，

炉体正面设有炉门，炉门上设有控制面板和多个观察孔，炉体外部材料为高强度钢板，高强度钢板内侧设有保温层，保温层内侧设有耐火砖，耐火砖内侧涂有二氧化硅耐火材料层，炉体内侧设有加热装置、气压测量装置和温度测量装置，控制面板通过气压检测装置和温度测量装置检测炉内气压和温度，并且通过加热装置、空气压缩泵、压缩空气罐、进气调节阀和真空泵来控制炉内温度和气压，炉体内部两侧侧壁上设有1对或多对转轴，每对转轴在侧壁上的高度相同，位置相对应，每对转轴上设有1个托盒，托盒通过转轴与炉体侧壁旋转连接；

所述托盒呈长方体，托盒接近炉门的平面未封口，托盒有耐高温不锈钢构成，托盒内部涂有二氧化硅耐火材料涂层，托盒接近炉体后部一侧设有物料刷，物料刷的宽度小于托盒宽度，物料刷能够通过传动机构从托盒最后部向前平移至托盒前部开口处，将托盒内的所有物料从托盒内扫出；托盒内上部设有可平移的支架，支架上设有多个物料喷嘴，多个物料喷嘴排列成一条直线，其与每对转轴连接而成的直线相平行，在支架上的多个物料喷嘴构成的直线后部设有垂直布置的长方形刮板，刮板与支架活动连接，刮板与物料喷嘴构成的直线平行，刮板的下沿与托盒下平面保持距离，该距离可以通过刮板与支架的活动链接机构进行调节，托盒内的支架可以通过传动机构，从托盒后部向前部平移，每个物料喷嘴分别通过对应物料管与物料输送装置相连接，每个物料喷嘴上设有流量控制阀，所述流量控制阀通过控制面板进行控制，支架的传动机构、物料刷的传动机构和转轴与减速齿轮箱连接，控制面板控制支架、物料刷的平移，并且控制转轴的旋转，进而控制托盒的旋转；

托盒正面开口处的下方设有出料斗，出料斗宽度大于托盒宽度，出料斗下部出口与出料口连接；

所述加热装置是电阻式电热器或红外灯。

在该技术方案中，优选地，所述转轴的数量是7对，7对转轴在炉体两侧内壁从上到下等间距布置。

在该技术方案中，优选地，所述托盒长100cm，宽60cm，高10cm，刮板下沿与托盒下平面间距小于3cm。

在该技术方案中，优选地，相邻两对转轴上下间距、最上端转轴与炉体顶部间距，以及最下端转轴与出料斗上沿间距均为20cm。

本发明提供的植物炭粉自动净化炉，可以一次性清洁最多50kg植物炭粉，多环芳烃去除效果好，经检测，经过净化的植物炭粉，未检出菲和其余16中多环芳烃，完全符合欧盟最新标准的要求，该设备操作简单，自动化程度高，适合大规模生产。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明炉体的剖视图；

图3是本发明炉体侧壁的剖视图；

图4是本发明托盒的主视图；

图5是本发明托盒的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的技术内容能更容易地被理解，下面结合实施例对本发明的技术方案作详细的阐述。

实施例

如图1至3所示，一种植物炭粉自动净化炉，包括炉体(1)、进料管(2)、物料输送装置(3)、进气管(4)、排气管(5)、真空泵(6)、加热装置(7)、空气压缩泵(8)、压缩空气罐(9)、废气管(10)、出料口(11)、电动机(12)、减速齿轮箱(13)、控制面板(14)；

炉体(1)形状为长方体，高210cm，长140cm，宽100cm，整个炉体(1)为密封设置，炉体(1)顶部设有物料输送装置(3)，用于给植物炭粉提供压力，将植物炭粉输送到炉内，进料管(2)与物料输送装置(3)相连接，物料输送装置(3)与炉体(1)内部相连接；炉体(1)一侧设有空气压缩泵(8)，空气压缩泵(8)与压缩空气罐(9)连接，空气压缩泵(8)压缩空气后将压缩空气送入空气压缩罐，空气压缩罐通过进气管(4)与炉体(1)连接，进气管(4)位于炉体(1)一侧，进气管(4)上设有进气调节阀，用于控制炉体(1)的进气量，控制面板(14)对空气压缩泵(8)和进气调节阀进行控制，我公司通过反复试验得出，在炉内反应过程中，需要对炉内增压，方可达到较好的净化效果，进气管(4)炉内一侧设有滤网和密封装置；真空泵(6)通过排气管(5)与炉体(1)连接，真空泵(6)由控制面板(14)进行控制，排气管(5)炉内一侧设有滤网和密封装置，真空泵(6)用于将炉内抽真空，在炉内反应之前，需要先将炉内抽真空，然后逐渐升高炉内温度，进一步进行反应；废气管(10)设在炉体(1)上方，废气管(10)炉内一侧设有密封装置，在炉内反应全部完成后，在成品倒出炉体(1)前，需要先将炉内的废气完全排出，生产车间可以根据需要在废气管(10)上方增设车间的排气管(5)，用于将废气排出车间之外；出料口(11)设在炉体(1)正面下部，用于将清洁完成的成品倒出，电动机(12)和减速齿轮箱(13)设在炉体(1)侧部，电动机(12)带动减速齿轮，减速齿轮用于带动炉内的托盒(18)转轴(17)、托盒(18)内的支架(23)以及物料刷等机构的运动；

炉体(1)正面设有炉门(16)，炉门(16)上设有控制面板(14)和7个观察孔(15)；

如图3所示，炉体(1)外部材料为高强度钢板(19)，可以保证整个炉体(1)的结构强度，高强度钢板(19)内侧设有保温层(20)，用于炉内保温，保温层(20)内侧设有耐火砖(21)，耐火砖(21)内侧涂有二氧化硅耐火材料层(22)，经我公司试验，二氧化硅耐火材料在600摄氏度以下的反应中比较稳定，并且不会和炉内的碳材料发生反应，同时安全卫生，符合国家相关标准；

如图3所示，炉体(1)内侧设有加热装置(7)、气压测量装置和温度测量装置，控制面板(14)通过气压检测装置和温度测量装置检测炉内气压和温度，并且通过加热装置(7)、空气压缩泵(8)、压缩空气罐(9)、进气调节阀和真空泵(6)来控制炉内温度和气压；

参见图2，炉体(1)内部两侧侧壁上设有7对转轴(17)，每对转轴(17)在侧壁上的高度相同，7对转轴(17)在炉体(1)两侧内壁从上到下等间距布置，位置相对应，相邻两对转轴(17)上下间距、最上端转轴(17)与炉体(1)顶部间距，以及最下端转轴(17)与出料斗(26)上沿间距均为20cm，每对转轴(17)上设有1个托盒(18)，托盒(18)通过转轴(17)与炉体(1)侧壁旋转连接；

如图4、图5所示，托盒(18)呈长方体，托盒(18)接近炉门(16)的平面未封口，托盒(18)长100cm，宽60cm，高10cm，相邻两对转轴(17)上下间距、最上端转轴(17)与炉体(1)顶部间距，以及最下端转轴(17)与出料斗(26)上沿间距均为20cm，托盒(18)有耐高温不锈钢构成，托盒(18)内部涂有二氧化硅耐火材料涂层，托盒(18)接近炉体(1)后部一侧设有物料刷，物料刷的宽度略小于托盒(18)宽度，物料刷能够通过传动机构从托盒(18)最后部向前平移至托盒(18)前部开口处，在整个反应完成、废气排出后，托盒(18)向下倾斜，物料刷向前平移，将托盒(18)内的所有成品从托盒(18)内扫出；托盒(18)内上部设有可向前平移的支架(23)，支架(23)上设有多个物料喷嘴(24)，用于向托盒(18)内喷洒待清洁的植物炭粉，多个物料喷嘴(24)排列成一条直线，其与每对转轴(17)连接而成的直线相平行，在支架(23)上的多个物料喷嘴(24)构成的直线后部设有垂直布置的长方形刮板(25)，刮板(25)与支架(23)活动连接，刮板(25)与物料喷嘴(24)构成的直线平行，刮板(25)的下沿与托盒(18)下平面保持1cm的距离，托盒(18)内的支架(23)可以通过传动机构，从托盒(18)后部向前部平移，喷嘴喷洒植物炭粉时，支架(23)向前移动，后方的刮板(25)将喷洒出的植物炭粉刮成小于等于1cm的薄平面，便于后续的反应，每个物料喷嘴(24)分别通过对应物料管与物料输送装置(3)相连接，每个物料喷嘴(24)上设有流量控制阀，流量控制阀通过控制面板(14)进行控制，支架(23)的传动机构、物料刷的传动机构和转轴(17)与减速齿轮箱(13)连接，控制面板(14)控制支架(23)、物料刷的平移，并且控制转轴(17)的旋转，进而控制托盒(18)的旋转；

托盒(18)正面开口处的下方设有出料斗(26)，出料斗(26)宽度大于托盒(18)宽度，出料斗(26)下部出口与出料口(11)连接，反应结束后，电动机(12)带动减速齿轮，减速齿轮带动炉内的转轴(17)向前旋转，使得托盒(18)向下倾斜，托和开口向下，同时托盒(18)内的物料刷向前平移，将托盒(18)内所有物料刷出托盒(18)，落入出料斗(26)中，同时工作人员打开出料口(11)，清洁后的成品就可以从出料口(11)流出；

如图2所示，加热装置(7)是电阻式电热器。

下面结合实施例中的植物炭粉自动净化炉讲解一下反应流程：

首先，工作人员计算要清洁的植物炭粉重量，并将该重量的植物炭粉放入进料管(2)，并且根据植物碳粉重量设置刮板(25)与托盒(18)下平面的距离，该距离小于等于3cm，可以直接设定为3cm；

然后，工作人员通过控制面板(14)打开设备，植物炭粉通过进料管(2)进入物料输送装置(3)，物料输送装置(3)将植物炭粉送到每个托盒(18)中的物料喷嘴(24)，物料喷嘴(24)在控制面板(14)的控制下均匀慢速喷洒植物炭粉，同时，托盒(18)内的支架(23)向托盒(18)前方平移，带动物料喷嘴(24)和刮板(25)向前平移，物料喷嘴(24)在喷洒植物炭粉的过程中，后方的刮板(25)自动将已经喷洒出的植物炭粉刮成厚度小于3cm的薄平面，支架(23)运动到接近托盒(18)开口处时，物料喷嘴(24)停止喷洒植物炭粉并密封，随后支架(23)平移至托盒(18)开口处以外，此时，植物炭粉已经均匀铺设在托和内部，高度小于3cm，随时可以开始进行清洁反应；

然后，工作人员通过控制面板(14)来对炉内进行抽真空，此时与炉内与物料输送装置(3)、进气管(4)连通的密封装置封闭，真空泵(6)开始工作，慢速将炉内抽至真空状态，然后炉内与真空泵(6)连通的密封装置封闭，静置5-10分钟；

然后，工作人员通过控制面板(14)来对炉内进行升温，慢速升至350-410摄氏度，并且在升温的过程中，对炉内充入空气，冲入的空气量由植物炭粉的重量来确定，1Kg植物炭粉需要加入30-40mol空气；

然后，当充入的空气量达到标准，温度达到标准后，通过加热装置(7)保持炉内温度恒定，静置3-5小时，等待植物炭粉充分反应；

反应完成后，关闭加热装置(7)，打开排气管(5)上的密封装置，将废气排出，当炉内气压变为1个标准大气压后，打开进气管(4)上的密封装置，在向炉内输送空气的同时向外排出废气，直到温度降为室温，废气排空位置；

然后，工作人员控制炉内转轴(17)向前转动，带动托盒(18)向下转动，同时托盒(18)内的物料刷向前平移，将托盒(18)内的所有植物炭粉扫出托盒(18)，植物炭粉从托盒(18)前方开口向下掉落至出料斗(26)内；

然后，当物料刷平移至开口处，托盒(18)内所有植物炭粉全部调入出料斗(26)，工作人员操作控制面板(14)，使炉内所有设备复位，打开出料口(11)，清洁完成的物料自动流出。得到清洁后的植物炭粉成品。经过我公司的检测，通过该设备完成上述流程，清洁完的植物炭粉，菲的含量为0mg/kg，萘的含量为0.8mg/kg，其他16种PAHs均为检出，能满足PAHs欧盟最新标准AfPS-GS-2014-01-PAK-EN的要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种植物炭粉自动净化炉，其特征在于，包括炉体(1)、进料管(2)、物料输送装置(3)、进气管(4)、排气管(5)、真空泵(6)、加热装置(7)、空气压缩泵(8)、压缩空气罐(9)、废气管(10)、出料口(11)、电动机(12)、减速齿轮箱(13)、控制面板(14)；

所述炉体(1)形状为长方体，整个炉体(1)为密封设置，炉体(1)顶部设有物料输送装置(3)，进料管(2)与物料输送装置(3)相连接，物料输送装置(3)与炉体(1)内部相连接；炉体(1)一侧设有空气压缩泵(8)，空气压缩泵(8)与压缩空气罐(9)连接，空气压缩泵(8)压缩空气后将压缩空气送入空气压缩罐，空气压缩罐通过进气管(4)与炉体(1)连接，进气管(4)位于炉体(1)一侧，进气管(4)上设有进气调节阀，用于控制炉体(1)的进气量，控制面板(14)对空气压缩泵(8)和进气调节阀进行控制，进气管(4)炉内一侧设有滤网和密封装置；真空泵(6)通过排气管(5)与炉体(1)连接，真空泵(6)由控制面板(14)进行控制，排气管(5)炉内一侧设有滤网和密封装置；废气管(10)设在炉体(1)上方，废气管(10)炉内一侧设有密封装置；出料口(11)设在炉体(1)正面下部，电动机(12)和减速齿轮箱(13)设在炉体(1)侧部；

其中，

炉体(1)正面设有炉门(16)，炉门(16)上设有控制面板(14)和多个观察孔(15)，炉体(1)外部材料为高强度钢板(19)，高强度钢板(19)内侧设有保温层(20)，保温层(20)内侧设有耐火砖(21)，耐火砖(21)内侧涂有二氧化硅耐火材料层(22)，炉体(1)内侧设有加热装置(7)、气压测量装置和温度测量装置，控制面板(14)通过气压检测装置和温度测量装置检测炉内气压和温度，并且通过加热装置(7)、空气压缩泵(8)、压缩空气罐(9)、进气调节阀和真空泵(6)来控制炉内温度和气压，炉体(1)内部两侧侧壁上设有1对或多对转轴(17)，每对转轴(17)在侧壁上的高度相同，位置相对应，每对转轴(17)上设有1个托盒(18)，托盒(18)通过转轴(17)与炉体(1)侧壁旋转连接；

所述托盒(18)呈长方体，托盒(18)接近炉门(16)的平面未封口，托盒(18)有耐高温不锈钢构成，托盒(18)内部涂有二氧化硅耐火材料涂层，托盒(18)接近炉体(1)后部一侧设有物料刷(26)，物料刷的宽度小于托盒(18)宽度，物料刷能够通过传动机构从托盒(18)最后部向前平移至托盒(18)前部开口处，将托盒(18)内的所有物料从托盒(18)内扫出；托盒(18)内上部设有可平移的支架(23)，支架(23)上设有多个物料喷嘴(24)，多个物料喷嘴(24)排列成一条直线，其与每对转轴(17)连接而成的直线相平行，在支架(23)上的多个物料喷嘴(24)构成的直线后部设有垂直布置的长方形刮板(25)，刮板(25)与支架(23)活动连接，刮板(25)与物料喷嘴(24)构成的直线平行，刮板(25)的下沿与托盒(18)下平面保持距离，该距离可以通过刮板(25)与支架(23)的活动链接机构进行调节，托盒(18)内的支架(23)可以通过传动机构，从托盒(18)后部向前部平移，每个物料喷嘴(24)分别通过对应物料管与物料输送装置(3)相连接，每个物料喷嘴(24)上设有流量控制阀，所述流量控制阀通过控制面板(14)进行控制，支架(23)的传动机构、物料刷的传动机构和转轴(17)与减速齿轮箱(13)连接，控制面板(14)控制支架(23)、物料刷的平移，并且控制转轴(17)的旋转，进而控制托盒(18)的旋转；

托盒(18)正面开口处的下方设有出料斗(26)，出料斗(26)宽度大于托盒(18)宽度，出料斗(26)下部出口与出料口(11)连接；

所述加热装置(7)是电阻式电热器或红外灯。

2.根据权利要求1所述的植物炭粉自动净化炉，其特征在于，

所述转轴(17)的数量是7对，7对转轴(17)在炉体(1)两侧内壁从上到下等间距布置。

3.根据权利要求2所述的植物炭粉自动净化炉，其特征在于，

托盒(18)长100cm，宽60cm，高10cm，刮板(25)下沿与托盒(18)下平面间距小于3cm。

4.根据权利要求2所述的植物炭粉自动净化炉，其特征在于，

相邻两对转轴(17)上下间距、最上端转轴(17)与炉体(1)顶部间距，以及最下端转轴(17)与出料斗(26)上沿间距均为20cm。

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