CN114963718A - 一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法 - Google Patents

一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法,属于食品加工技术领域。包括进料系统、转筒筒体、热泵系统、加热器、风机和柔性支架;转筒筒体的进口和出口均设有旋转接头,旋转接头通过柔性支架支承;旋转接头的外壳与内圈通过轴承连接有磁流体密封;转筒筒体进口的旋转接头上设有进气口,并连接有进料通道;转筒筒体出口的旋转接头上设有出气口,并连接有出料通道;进料通道与进料系统连接;出气口通过干燥介质循环管道依次与热泵系统的蒸发器、风机、热泵系统的冷凝器、加热器和进气口连接,干燥介质为氮气或二氧化碳。本发明的干燥温度高、密封性好,能够提高干燥效率;并且余热利用率高、节能减排,具有良好的应用前景。

Description

一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域,具体涉及一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法。
背景技术
目前的蔗糖制备工艺,一般要经过压榨取汁、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、干燥等步骤。其中干燥主要以热风为介质进行常压干燥,介质的密度较低导致传热能力不足,为了防止较高温度条件下,蔗糖发生褐变问题,要求干燥温度小于80摄氏度,大多采用转筒设备进行干燥加工,而由于转筒回转跳动度较大,进出料端采用密封性能不高的迷宫密封,这样干燥效率较低。
发明内容
为了解决上述现有问题,本发明的目的在于提供一种蔗糖惰性介质干燥设备及其工作方法,干燥设备的干燥温度高、密封性好,能够提高干燥效率;并且余热利用率高、节能减排。
本发明通过以下技术方案来实现:
本发明公开的一种蔗糖惰性介质干燥设备,包括进料系统、转筒筒体、热泵系统、加热器、风机和柔性支架;转筒筒体的进口和出口均设有旋转接头,旋转接头通过柔性支架支承;旋转接头的外壳与内圈通过轴承连接有磁流体密封;转筒筒体进口的旋转接头上设有进气口,并连接有进料通道;转筒筒体出口的旋转接头上设有出气口,并连接有出料通道;进料通道与进料系统连接;出气口通过干燥介质循环管道依次与热泵系统的蒸发器、风机、热泵系统的冷凝器、加热器和进气口连接,干燥介质为氮气或二氧化碳。
优选地,进料系统包括依次连接的料斗、第一转子加料器和第二转子加料器;真空泵设在第一转子加料器与第二转子加料器之间的过渡段,第二转子加料器与进料通道连接。
优选地,热泵系统还包括节流阀和压缩机,蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀循环连接。
优选地,出料通道上设有转子出料器。
优选地,旋转接头内圈的内径不大于转筒筒体内径的35%。
优选地,磁流体密封内圈内设有冷却夹套。
本发明公开的上述蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,包括:蔗糖由进料系统进入进料通道,被来自进气口的干燥介质吹入转筒筒体内部进行干燥,干燥介质作为干燥蔗糖的热源及保护介质;干燥完成后蔗糖通过出料通道进入下一个工艺环节;干燥介质与蒸发的水蒸汽由出气口导入蒸发器,水分冷却到露点以下后凝结排出,经风机送入冷凝器,吸收冷凝器散发的热量后再次升温,被加热器加热后,重新成为高载湿能力的干燥介质,由进气口进入转筒筒体,完成一个工作循环。
优选地,转筒筒体内干燥介质的温度不高于110℃,压力为0.15~0.3MPa,流速不大于3m/s。
优选地,蒸发器与冷凝器之间的温差大于40℃。
优选地,磁流体密封的泄漏率小于5L/h,工作温度不高于60℃。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明公开的一种蔗糖惰性介质干燥设备,惰性气体氮气或者二氧化碳作为保护气和干燥热源可以有效防止蔗糖发生褐变,并能采用较高的干燥温度,同时氮气或者二氧化碳的传热能力大于空气,转筒内干燥压力相对传统热风干燥提高两倍,介质的导热能力大幅度提高,极大程度缩减干燥所需时间;进出料端采用磁流体密封装置,降低了对转筒回转跳动度的要求,并使密封性可靠性提高;同时,热泵系统的引入可以除去水蒸汽,大大提高余热利用率,并且惰性气体在系统中可以循环利用,从而减少工艺成本,实现节能减排。
进一步地,第一转子加料器和第二转子加料器之间设置真空泵,能够除去原料间隙中所含的空气。
进一步地,旋转接头内圈的内径不大于转筒筒体内径的35%,能够限制旋转接头的尺寸,如果旋转接头与筒体直径一样,那么造价会很高,旋转阻力也会很大。
进一步地,冷却夹套能够满足磁流体密封的保护要求。
本发明公开的上述蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,自动化程度高,余热利用率高,节能减排,运行成本小。
进一步地,转筒筒体内干燥介质的温度不高于110℃,压力为0.15~0.3MPa,能够增大气体的比热容;流速不大于3m/s,能够防止蔗糖颗粒随气流快速飞出,造成干燥时间不能保证。
进一步地,蒸发器与冷凝器之间的温差大于40℃,能够保证热泵的正常工作效率。
进一步地,磁流体密封的泄漏率小于5L/h,工作温度不高于60℃,能够保证同体内气压稳定且防止蔗糖发生褐变。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中:1为料斗,2为第一转子加料器,3为真空泵,4为第二转子加料器,5为磁流体密封,6为旋转接头,7为转筒筒体,8为加热器,9为风机,10为冷凝器,11为节流阀,12为压缩机,13为蒸发器,14为出气口,15为出料通道,16为转子出料器,17为柔性支架,18为进气口,19为进料通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述,其内容是对本发明的解释而不是限定:
如图1,本发明的一种蔗糖惰性介质干燥设备,包括进料系统、转筒筒体7、热泵系统、加热器8、风机9和柔性支架17;转筒筒体7的进口和出口均设有旋转接头6,旋转接头6通过柔性支架17支承;旋转接头6的外壳与内圈通过轴承连接有磁流体密封5;转筒筒体7进口的旋转接头6上设有进气口18,并连接有进料通道19;转筒筒体7出口的旋转接头6上设有出气口14,并连接有出料通道15;进料通道19与进料系统连接;出气口14通过干燥介质循环管道依次与热泵系统的蒸发器13、风机9、热泵系统的冷凝器10、加热器8和进气口18连接,干燥介质为氮气或二氧化碳。
在本发明的一个较优的实施例中,进气口18位于进料通道19的正下方,保证干燥介质的气流将蔗糖吹入转筒筒体7。
在本发明的一个较优的实施例中,出气口14位于出料通道15的正上方,避免干燥介质影响蔗糖的排出。
在本发明的一个较优的实施例中,进料系统包括依次连接的料斗1、第一转子加料器2和第二转子加料器4;真空泵3设在第一转子加料器2与第二转子加料器4之间的过渡段,第二转子加料器4与进料通道19连接。
在本发明的一个较优的实施例中,热泵系统还包括节流阀11和压缩机12,蒸发器13、压缩机12、冷凝器10和节流阀11通过管道依次循环连接,构成实现干燥介质的除湿与再热的热泵。
在本发明的一个较优的实施例中,出料通道15上设有转子出料器16。
在本发明的一个较优的实施例中,旋转接头6内圈的内径不大于转筒筒体7内径的35%。
在本发明的一个较优的实施例中,磁流体密封5内圈内设有冷却夹套,磁流体密封5的内圈外表是磁流体,冷却夹套设在密封内圈的内部,长度大于磁流体密封5。转筒筒体7跳动比较大,密封外圈在转筒筒体7上,内圈是静止的,柔性支架17才能满足密封需求,否则磨损严重。
上述蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,包括:
蔗糖由料斗1进入第一转子加料器2,再进入第二转子加料器4,在两个加料器之间空间利用真空泵3除去原料间隙中所含的空气,然后进入进料通道19,被来自进气口18的干燥介质吹入转筒筒体7内部进行干燥,干燥介质作为干燥蔗糖的热源及保护介质;干燥完成后蔗糖通过出料通道15进入下一个工艺环节;干燥介质与蒸发的水蒸汽由出气口14导入蒸发器13,水分冷却到露点以下后凝结排出;除湿后的干燥介质经风机9送入冷凝器10,吸收冷凝器10散发的热量后再次升温,进一步被加热器8加热后,重新成为高载湿能力的干燥介质,由进气口18进入转筒筒体7,完成一个工作循环。
第一转子加料器2与第二转子加料器4之间区域的绝对压力不大于0.04MPa。
转筒筒体7内干燥介质的温度不高于110℃,压力为0.15~0.3MPa,流速不大于3m/s。
蒸发器13与冷凝器10之间的温差大于40℃。
磁流体密封5的泄漏率小于5L/h,工作温度不高于60℃。
以上所述仅为本发明实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内可轻易想到的变化或者替换,或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换,或直接、间接运用在其他相关技术领域的情况,均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,包括进料系统、转筒筒体(7)、热泵系统、加热器(8)、风机(9)和柔性支架(17);转筒筒体(7)的进口和出口均设有旋转接头(6),旋转接头(6)通过柔性支架(17)支承;旋转接头(6)的外壳与内圈通过轴承连接有磁流体密封(5);转筒筒体(7)进口的旋转接头(6)上设有进气口(18),并连接有进料通道(19);转筒筒体(7)出口的旋转接头(6)上设有出气口(14),并连接有出料通道(15);进料通道(19)与进料系统连接;出气口(14)通过干燥介质循环管道依次与热泵系统的蒸发器(13)、风机(9)、热泵系统的冷凝器(10)、加热器(8)和进气口(18)连接,干燥介质为氮气或二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,进料系统包括依次连接的料斗(1)、第一转子加料器(2)和第二转子加料器(4);真空泵(3)设在第一转子加料器(2)与第二转子加料器(4)之间的过渡段,第二转子加料器(4)与进料通道(19)连接。
3.根据权利要求1所述的蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,热泵系统还包括节流阀(11)和压缩机(12),蒸发器(13)、压缩机(12)、冷凝器(10)和节流阀(11)循环连接。
4.根据权利要求1所述的蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,出料通道(15)上设有转子出料器(16)。
5.根据权利要求1所述的蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,旋转接头(6)内圈的内径不大于转筒筒体(7)内径的35%。
6.根据权利要求1所述的蔗糖惰性介质干燥设备,其特征在于,磁流体密封(5)内圈内设有冷却夹套。
7.权利要求1~6所述的蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,其特征在于,包括:蔗糖由进料系统进入进料通道(19),被来自进气口(18)的干燥介质吹入转筒筒体(7)内部进行干燥,干燥介质作为干燥蔗糖的热源及保护介质;干燥完成后蔗糖通过出料通道(15)进入下一个工艺环节;干燥介质与蒸发的水蒸汽由出气口(14)导入蒸发器(13),水分冷却到露点以下后凝结排出,经风机(9)送入冷凝器(10),吸收冷凝器(10)散发的热量后再次升温,被加热器(8)加热后,重新成为高载湿能力的干燥介质,由进气口(18)进入转筒筒体(7),完成一个工作循环。
8.根据权利要求7所述的蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,其特征在于,转筒筒体(7)内干燥介质的温度不高于110℃,压力为0.15~0.3MPa,流速不大于3m/s。
9.根据权利要求7所述的蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,其特征在于,蒸发器(13)与冷凝器(10)之间的温差大于40℃。
10.根据权利要求7所述的蔗糖惰性介质干燥设备的工作方法,其特征在于,磁流体密封(5)的泄漏率小于5L/h,工作温度不高于60℃。
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