CN115200324A - 一种烘干设备及烘干方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烘干设备及烘干方法，包括壳体，以及设置在壳体上的用于进行热交换的热源通道和气体通道，热源通道包括相通的三维肋片换热管内腔A和三维肋片换热管内腔B，三维肋片换热管内腔A和三维肋片换热管内腔B内的热源分别用于对来自两个方向的冷源气体进行加热，被加热后的气体直接进入壳体的中空腔；烘干方法步骤包括：先敞开烘干设备的门，然后启动风机引入冷源气体，再关闭烘干设备的门，开启甲醇供应系统，燃烧嘴点火燃烧，开始烘干物料；采用本发明的方案，具有使用成本低、热源利用率高且能够提高烘干果蔬品质的优点。
Description
技术领域
本发明属于果蔬烘干技术领域，具体涉及一种烘干设备及烘干方法。
背景技术
常用的果蔬烘干设备主要有两种，一种是基于燃煤加热的烘干设备，另一种是基于电加热的烘干设备，然而，这两种烘干设备设备都存在能耗大和成本高的问题。此外，市面上还出现了一种以甲醇为燃料的烘干设备，如文献CN210832970U公开的基于甲醇加热的烘干机，其包括烘干机本体及甲醇加热器；其中，甲醇加热器包括换热筒，换热筒的中心设置有加热管，加热管与换热筒的外壁间形成换热腔，换热腔上下两端分别设置有进风口及出风口，换热介质从换热口出进出与换热腔换热；加热管内叠放有若干层催化饼及蓄热饼；换热筒的底部连接有风机及甲醇喷头。这种烘干机虽然能够在一定程度上降低能耗成本，但存在热源利用率低的问题。更为关键的是，前述烘干设备用于烘干果蔬却不甚理想，特别是烘干后的花椒开口率较低。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种使用成本低、热源利用率高且能够提高烘干果蔬品质的烘干设备，本发明目的之二在于提供一种花椒开口率高的烘干方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种烘干设备，包括壳体，以及设置在壳体上的用于进行热交换的热源通道和气体通道，其特征在于：热源通道包括相通的三维肋片换热管内腔A和三维肋片换热管内腔B，三维肋片换热管内腔A和三维肋片换热管内腔B内的热源分别用于对来自两个方向的冷源气体进行加热，被加热后的气体直接进入壳体的中空腔。
作为优选方案，三维肋片换热管内腔A立式布置，三维肋片换热管内腔B水平布置，三维肋片换热管内腔A与三维肋片换热管内腔B通过分配管连通。
为降低烘干设备的使用成本，在三维肋片换热管内腔A进口设置有燃烧嘴，燃烧嘴连接甲醇供应系统。
为进一步提高烘干器的热源利用率，在位于导风部下方的壳体上设置有能够开闭的门，当门处于敞开状态时，门外的冷源气体也能够进入中空腔，共有来自三个方向的冷源气体能够进入中空腔。
为进一步降低烘干设备的使用成本，门正对冷源气体出口处的风机。
作为优选方案，在位于导风部上方的壳体侧壁以及壳体顶壁分别设置有窗口，窗口部位分别安装构成所述三维肋片换热管内腔A和所述三维肋片换热管内腔B的三维内外肋片换热管。
设置在壳体上的三维肋片换热管内腔A进口位于烘箱内，设置在壳体上的三维肋片换热管内腔B进口与烘箱外的环境相通；烘箱内的顶部空间与三维肋片换热管内腔A进口相通，风机的出风口位于烘箱内的物料托架下方。
为提高烘干设备的烘干效率，所述烘干设备还包括控制器，控制器分别连接烘干设备的甲醇供应系统、温湿度传感器、风机、燃烧嘴处的电子点火开关，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：步骤1，当烘箱内顶部空间的气流湿度达到预设湿度值，且门被关闭后，启动甲醇供应系统和燃烧嘴处的电子点火开关，实施燃烧加热；步骤2，当烘箱内物料按照预设温度和预设时间烘干结束后，关闭甲醇供应系统和风机；燃烧加热过程中，当火焰探针感应到火焰熄灭后，立即重新启动甲醇供应系统和电子点火开关。
本发明提供的一种基于前述烘干设备的果蔬烘干方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，先敞开烘干设备的门，然后启动风机，在预设时间段内往烘箱内引入冷源气体；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门，开启甲醇供应系统，燃烧嘴点火燃烧，开始烘干物料；
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机。
本发明提供的一种基于前述烘干设备的花椒烘干方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，先敞开烘干设备的门，然后启动风机，往烘箱内引入冷源气体，时间控制为4-8小时；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门，开启甲醇供应系统，燃烧嘴点火燃烧，开始烘干物料；其中，烘干物料的工序依次为：在32℃、34℃、35℃、36℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃的氛围下分别烘两小时；
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机。
有益效果：本发明提供的烘干设备使用成本低，相比于常规电加热烘干设备的使用成本可降低50%以上；本发明提供的烘干设备能够实现较精确的控温，控温误差为±1℃；本发明提供的烘干设备热源利用率非常高，从热源通道出口排走的烟气温度仅比环境温度高3-4℃；本发明提供的烘干设备热源通道温升快，能够瞬间实现约32℃的目标温升；采用本发明提供的烘干设备及方法烘干青花椒，能够确保烘干后的花椒色泽均匀、翠绿，含水率稳定在10-15%，开口率大于95%，且能够将烘干时间从常规的30小时以上缩短至22小时。
附图说明
图1是实施例1中烘干器设备主向示意图；
图2是实施例1中烘干器设备左向示意图；
图3是实施例1中烘干器设备俯向示意图；
图4是实施例1中烘干器设备立体示意图；
图5是实施例1中烘干器设备的使用状态示意图一；
图6是实施例1中烘干器设备的使用状态示意图二；
图7是实施例1中烘干器设备的使用状态示意图三（燃烧烘干前）；
图8是实施例1中烘干器设备的使用状态示意图四（燃烧烘干阶段）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
参见图1至图6，一种烘干设备，包括壳体5，以及设置在壳体5上的用于进行热交换的热源通道16和气体通道，热源通道16包括相通的三维肋片换热管内腔A16和三维肋片换热管内腔B17，三维肋片换热管内腔A16是指三维内外肋片换热管6的内腔，三维肋片换热管内腔B17是指三维内外肋片换热管7的内腔，三维肋片换热管内腔A16和三维肋片换热管内腔B17内的热源分别用于对来自两个方向的冷源气体进行加热，被加热后的气体直接进入壳体5的中空腔19。
其中，三维肋片换热管内腔A16立式布置，三维肋片换热管内腔B17水平布置，三维肋片换热管内腔A16与三维肋片换热管内腔B17通过分配管8连通。
在三维肋片换热管内腔A16的进口部位（如图1所示编号13所指位置）设置有燃烧嘴12，燃烧嘴12连接甲醇供应系统，甲醇供应系统包括盛装甲醇的容器，容器通过管路和分配管3连接燃烧嘴12，管路上设置有泵2用于按需调节甲醇流量，图中仅画出了泵2及其接头1，盛装甲醇的容器省略未画出。
本实施例中，在热源通道16入口处设置有导风部10，三维肋片换热管内腔A16的入口和燃烧嘴12位于导风部10内部空间，在位于导风部10下方的壳体5上设置有能够开闭的门11，门11正对冷源气体出口处的风机4，当门11处于敞开状态时，门11外的冷源气体也能够进入中空腔19，共有来自三个方向的冷源气体能够进入中空腔19。
本实施例中，在位于导风部10上方的壳体5侧壁以及壳体5顶壁分别设置有窗口，窗口部位分别安装构成所述三维肋片换热管内腔A16和所述三维肋片换热管内腔B17的三维内外肋片换热管。
本实施例中，如图7和图8所示，设置在壳体5上的三维肋片换热管内腔A16进口位于烘箱20内，设置在壳体5上的三维肋片换热管内腔B17进口与烘箱20外的环境相通；烘箱20内的顶部空间与三维肋片换热管内腔A16进口相通，风机4的出风口位于烘箱20内的物料托架18下方，三维内外肋片换热管7上部设置有烟囱15，该烟囱15与外界大气环境相通，用于为使用过程中的烘干设备补充新风。
本实施例中，所述烘干设备还包括控制器，控制器分别连接烘干设备的甲醇供应系统、温湿度传感器、风机4、燃烧嘴12处的电子点火开关，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤1，当烘箱20内顶部空间的气流湿度达到预设湿度值，且门11被关闭后，启动甲醇供应系统和燃烧嘴12处的电子点火开关，实施燃烧加热；
步骤2，当烘箱20内物料按照预设温度和预设时间烘干结束后，关闭甲醇供应系统和风机4；燃烧加热过程中，当火焰探针感应到火焰熄灭后，立即重新启动甲醇供应系统和电子点火开关。
步骤2中，可以通过两种方式控制中空腔19内气流的温度，其一：通过控制甲醇供应系统的管路中的甲醇流量来调节火焰大小，如当中空腔19内气流温度高于设定的上极限值时，控制泵2的开关来减小甲醇流量，当中空腔19内气流温度高于设定的下极限值时，控制泵2的开关来增大甲醇流量，从而来调节中空腔19内气流温度；其二：通过控制燃烧嘴12的燃烧数量来控制中空腔19内气流温度，如当五个燃烧嘴12全部燃烧时，中空腔19内气流温度逐渐上升至目标温度的上极限值，此时可以关闭其中一个燃烧嘴12，当该中空腔19内气流温度逐渐下降至目标温度的下极限值时，重新点燃该燃烧嘴12，如此反复关火、点火，从而将中空腔19内气流温度控制在目标温度范围内。
一种采用本实施例中烘干设备的果蔬烘干方法，步骤包括：
步骤1，先敞开烘干设备的门11，然后启动风机4，在预设时间段内往烘箱内引入冷源气体；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门11，开启甲醇供应系统，燃烧嘴12点火燃烧，开始烘干物料；
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机4。
实施例2
一种采用实施例1中烘干设备的花椒烘干方法，步骤包括：
实施步骤1之前，将带青花椒的枝叶放置在烘箱20内的物料托架18上，堆满至烘箱20顶部，并关闭烘箱20的箱门；
步骤1，先敞开烘干设备的门11，然后启动风机4，往烘箱内引入冷源气体，时间控制为4-8小时；此过程中，如图7所示，图中箭头表示气流的路径，是采用环境空气来吹花椒及其枝叶中的水汽，环境空气共分三路进入烘箱20内，第一路环境空气125直接经过门11、中空腔19和风机4通道进入烘箱20内，第二路环境空气122经过三维内外肋片换热管6管外空间、中空腔19和风机4通道进入烘箱20内，第三路环境空气123经过三维内外肋片换热管7的管外空间、中空腔19和风机4通道进入烘箱内；本步骤实施结束后，带青花椒的枝叶萎蔫下塌并在烘箱20顶部形成气流流动的空间；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门11，开启甲醇供应系统，燃烧嘴12点火燃烧，开始烘干青花椒；其中，烘干青花椒的工序依次为：在32℃、34℃、35℃、36℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃的氛围下分别烘两小时；此过程中，如图8所示，图中实心箭头表示被加热后的热气流路径，空心箭头表示将要被加热的气流路径，共有两路气体分别被加热后进入烘箱内，其中一路气体与三维内外肋片换热管6内的热源气体发生热交换后进入中空腔19内，另一路气体123与三维内外肋片换热管7内的热源气体发生热交换后进入中空腔19内，进入中空腔19内的气体124被风机4引入烘箱内对青花椒进行烘干；热源气体则从热源通道16出口和排烟通道9排走；由于烘干设备绝大部分位于烘箱20内，烘过青花椒后的气体一部分（编号122所示）回流至三维内外肋片换热管6的管外被再次加热，另一部分（编号121所示）回流至导风部10内的热源通道16进口被加热成烟气126，最终从排烟通道9排走，整个过程中，烟囱15作为新风（环境空气）补充通道，热源通道16既作为换热通道，又作为排风通道。
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机4。
实施例中烘干设备热源利用率非常高，以22℃的环境温度为例，从热源通道16出口排走的热媒介温度仅比环境温度高3-4℃；该烘干设备的热源通道16温升快，能够瞬间完成热源通道的目标温升32℃。采用实施例中方法烘青花椒，烘干后的干青花椒色泽均匀、翠绿，含水率稳定在10-15%，开口率为95.3-99.1%，烘干（烘花椒）时间仅为22小时，所用甲醇成本仅约烘干同等量青花椒的电耗成本的48%。
Claims (10)
1.一种烘干设备，包括壳体（5），以及设置在壳体（5）上的用于进行热交换的热源通道（16）和气体通道，其特征在于：热源通道（16）包括相通的三维肋片换热管内腔A（16）和三维肋片换热管内腔B（17），三维肋片换热管内腔A（16）和三维肋片换热管内腔B（17）内的热源分别用于对来自两个方向的冷源气体进行加热，被加热后的气体直接进入壳体（5）的中空腔（19）。
2.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于：三维肋片换热管内腔A（16）立式布置，三维肋片换热管内腔B（17）水平布置，三维肋片换热管内腔A（16）与三维肋片换热管内腔B（17）通过分配管（8）连通。
3.根据权利要求2所述的烘干设备，其特征在于：在三维肋片换热管内腔A（16）进口设置有燃烧嘴（12），燃烧嘴（12）连接甲醇供应系统。
4.根据权利要求3所述的烘干设备，其特征在于：在位于导风部（10）下方的壳体（5）上设置有能够开闭的门（11），当门（11）处于敞开状态时，门（11）外的冷源气体也能够进入中空腔（19），共有来自三个方向的冷源气体能够进入中空腔（19）。
5.根据权利要求4所述的烘干设备，其特征在于：门（11）正对冷源气体出口处的风机（4）。
6.根据权利要求5所述的烘干设备，其特征在于：在位于导风部（10）上方的壳体（5）侧壁以及壳体（5）顶壁分别设置有窗口，窗口部位分别安装构成所述三维肋片换热管内腔A（16）和所述三维肋片换热管内腔B（17）的三维内外肋片换热管。
7.根据权利要求1-6任一项所述的烘干设备，其特征在于：设置在壳体（5）上的三维肋片换热管内腔A（16）进口位于烘箱（20）内，设置在壳体（5）上的三维肋片换热管内腔B（17）进口与烘箱（20）外的环境相通；烘箱（20）内的顶部空间与三维肋片换热管内腔A（16）进口相通，风机（4）的出风口位于烘箱（20）内的物料托架（18）下方。
8.根据权利要求7所述的烘干设备，其特征在于：所述烘干设备还包括控制器，控制器分别连接烘干设备的甲醇供应系统、温湿度传感器、风机（4）、燃烧嘴（12）处的电子点火开关，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤1，当烘箱（20）内顶部空间的气流湿度达到预设湿度值，且门（11）被关闭后，启动甲醇供应系统和燃烧嘴（12）处的电子点火开关，实施燃烧加热；
步骤2，当烘箱（20）内物料按照预设温度和预设时间烘干结束后，关闭甲醇供应系统和风机（4）；燃烧加热过程中，当火焰探针感应到火焰熄灭后，立即重新启动甲醇供应系统和电子点火开关。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述烘干设备的果蔬烘干方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，先敞开烘干设备的门（11），然后启动风机（4），在预设时间段内往烘仓内引入冷源气体；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门（11），开启甲醇供应系统，燃烧嘴（12）点火燃烧，开始烘干物料；
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机（4）。
10.一种采用如权利要求1-8任一项所述烘干设备的花椒烘干方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，先敞开烘干设备的门（11），然后启动风机（4），往烘仓内引入冷源气体，时间控制为4-8小时；
步骤2，步骤1结束后，关闭烘干设备的门（11），开启甲醇供应系统，燃烧嘴（12）点火燃烧，开始烘干物料；其中，烘干物料的工序依次为：在32℃、34℃、35℃、36℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃的氛围下分别烘两小时；
步骤3，烘干结束后，关闭甲醇供应系统、风机（4）。
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- 2021-04-09 CN CN202110384340.9A patent/CN115200324A/zh active Pending
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