CN118310280A - 一种农产品免换筛智能热风干燥设备及方法 - Google Patents

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刘木华
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Abstract

本发明公开了一种农产品免换筛智能热风干燥设备及方法，其中，干燥设备包括：干燥箱、机架、加热系统、换热系统、免换筛装置和智能控制系统；免换筛装置包括电机、筛盘、空心销轴链条、a链轮、b链轮、双链轮、a链条、主动链轮、b链条、被动链轮和长轴；智能控制系统包括控制中心和红外测温摄像头，红外测温摄像头用于采集每层筛盘中农产品的温度分布图并反馈给控制中心，控制中心基于温度分布图进行温度和含水量分析；当免换筛装置顶部的筛盘和底部的筛盘中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心控制电机启动，将顶部的筛盘和底部的筛盘位置对换。本发明自动化程度高，有效降低了人工成本、干燥能耗，提升了干燥效率及干燥品质。

Description

一种农产品免换筛智能热风干燥设备及方法
技术领域
本发明涉及农产品干燥技术领域，具体是一种农产品免换筛智能热风干燥设备及方法。
背景技术
食用菌和中药材是我国重要的特色农产品，具有较高的经济价值和使用价值，采后的新鲜食用菌和中药材含水量高，若不能及时烘干，极易发生霉变，难以长期保存。因此，研制适宜的干燥设备是食用菌、中药材等产业实现全程机械化发展的必然趋势。目前，在食用菌和中药材干燥过程中，主要以箱式热风干燥技术居多。
已知专利公告号CN102288010B，公开了热风循环间接直接加热两用农产品干燥机，该干燥机采用金属换热管换热，金属换热管同时作为干燥物料盘的搁架，干燥余热返回多次利用，切换阀安装在高温烟管上，切换到间接加热方向时，高温烟气与冷空气分别为两个通道，互不相通，用于间接加热干燥，切换阀切换到直接加热方向时，高温烟气与冷空气相连为一个通道，用于直接加热干燥，具有设备结构简单、体积小、间接和直接加热切换方便、热利用效率高的优点。但是该干燥机下层物料盘离热源近，上层物料离热源远，在干燥过程中上下层物料盘上的农产品内部含水量、温度、应力均会有所不同，会产生干燥势差，要克服这一问题，就需要在干燥过程中进行位置更换，这会导致干燥箱内部能量流失、影响干燥效率低、增加了人工的劳动强度。
已知专利公告号CN 117268070B，公开了一种节能型农产品干燥设备，其可实现对放置板位置的相互替换以及其上农产品的翻面处理，确保农产品受热均匀，保证干燥效果，同时放置板的位置设计使得干燥箱内部空腔面积较小，可降低热量损耗，并且可对干燥后的气体中的余热进行回收利用，提高了该设备的节能效果。虽然该干燥设备可以实现翻面处理，但是农产品在干燥过程会因翻转发生碰撞而引起表面损伤或整体破碎，降低农产品的干燥品质，此外，该干燥设备工作时需要一直维持驱动电机工作，不能进行选择性的调整，不利于节能减耗。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种农产品免换筛智能热风干燥设备及方法。
本发明解决上述问题的技术方案是：
一种农产品免换筛智能热风干燥设备，包括：
干燥箱，其上部设有干燥箱出风口，下部设有干燥箱进风口，内部设有免换筛装置；
机架，其设于干燥箱的一侧，其上设有加热系统、换热系统和智能控制系统；
加热系统，其包括中风管、加热器和下风管，所述加热器的底部通过下风管与干燥箱进风口连接；
换热系统，其包括风机和换热器，所述换热器的换热出风口通过中风管与加热器的顶部连接，换热器的废气进风口通过上风管与干燥箱出风口连接，换热器的冷风进风口与风机连接，换热器的废气出风口设有阀门；
免换筛装置，其包括电机、筛盘、空心销轴链条、a链轮、b链轮、双链轮、a链条、主动链轮、b链条、被动链轮和长轴；电机通过安装座安装在干燥箱上，电机的输出端设有主动链轮，主动链轮通过b链条与长轴一端的被动链轮连接，长轴两端分别设有b链轮，b链轮通过a链条与双链轮的其中一个链轮连接，双链轮的另一个链轮与三个a链轮在干燥箱内部的同一侧呈矩形分布，空心销轴链条分别绕装在三个a链轮及双链轮的另一个链轮上形成循环链条；两侧的空心销轴链条之间设有多个呈层状分布的筛盘；
智能控制系统；其包括控制中心和安装在干燥箱内对应各层筛盘的多个红外测温摄像头，控制中心与电机电连接，红外测温摄像头用于采集每层筛盘中农产品的温度分布图并反馈给控制中心，控制中心基于温度分布图进行温度和含水量分析；
当免换筛装置顶部的筛盘和底部的筛盘中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心控制电机启动，将顶部的筛盘和底部的筛盘位置对换。
进一步，干燥箱及机架的底部均设有行走轮。
进一步，风机、阀门及加热器分别通过导线与控制中心电连接。
进一步，红外测温摄像头还用于采集每层筛盘中农产品的红外图像并反馈给控制中心，控制中心基于红外图像进行农产品的感官品质分析；
当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心控制阀门关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
进一步，所述感官品质包括但不限于外形、色泽和裂纹。
本发明还提供一种农产品免换筛智能热风干燥方法，包括：
采用上述农产品免换筛智能热风干燥设备；
将新鲜农产品平铺在筛盘上；
关闭干燥箱门，启动控制中心、风机和加热器；同时，设置干燥参数；风机将冷空气送入换热器，经过换热器换热后进入加热器加热，加热后的空气进入干燥箱，干燥箱排出的热湿废气进入换热器换热后由废气出风口排出；
当免换筛装置顶部的筛盘和底部的筛盘中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心控制电机启动，将顶部的筛盘和底部的筛盘位置对换后关闭电机；
当农产品的含水量达到设定含水量要求时，控制中心控制加热系统、风机关闭，将干燥后的农产品从干燥箱内部取出。
进一步，其还包括当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心控制阀门关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明中智能控制系统可以通过红外测温摄像头自动识别干燥中农产品的温度、含水量、感官品质及其变化过程；通过控制中心对电机、风机、阀门和加热系统进行智能控制；同时，设计的免换筛装置可使筛盘在干燥箱内进行上下循环间歇移动换位，自动化程度高，有利于节能减耗，本发明能够根据农产品干燥情况和物性特点自动选择合理的干燥模式和自动实现间歇换筛要求，从而有效降低劳动强度、人工成本、干燥能耗，以及提升干燥效率及干燥品质，此外，本申请干燥箱是密封的，还配置有换热系统，能实现余热回收再利用，提高了热利用率，进一步起到了节能的效果。
2、本发明设计的换热系统和加热系统，在智能控制系统的作用下，可对换热器的废气出风口进行关闭和打开操作，进而在同一设备上实现连续、缓苏、缓苏与连续组合等三种干燥工艺模式；关闭阀门，不排放湿，可以进行缓苏作用使农产品内部温度、湿度和干燥应力均匀分布；打开阀门，可以实现连续干燥；间歇关闭阀门，可实现缓苏和连续组合干燥。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明较佳实施例的另一结构示意图；
图3为本发明较佳实施例中免换筛装置的结构示意图；
图中：机架1，风机2，阀门3，废气出风口4，废气进风口5，上风管6，干燥箱出风口7，干燥箱门8，干燥箱9，合页10，行走轮11，干燥箱进风口12，安装座13，电机14，换热器15，冷风进风口16，换热出风口17，中风管18，加热器19，下风管20，筛盘21，空心销轴链条22，a链轮23，b链轮24，a链条25，主动链轮26，b链条27，被动链轮28，中间轴29；长轴30，短轴31，轴承座32，换热系统33，加热系统34，免换筛装置35，智能控制系统36，控制中心361，导线362，红外测温摄像头363。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1，参见图1至图3所示，包括：干燥箱9，其上部设有干燥箱出风口7，下部设有干燥箱进风口12，内部设有免换筛装置35；干燥箱门8，其通过合页10安装在干燥箱9上；机架1，其设于干燥箱9的一侧，其上设有加热系统34、换热系统33和智能控制系统36；加热系统34，其包括中风管18、加热器19和下风管20，加热器19的底部通过下风管20与干燥箱进风口12连接；换热系统33，其包括风机2和换热器15，换热器15的换热出风口17通过中风管18与加热器19的顶部连接，换热器15的废气进风口5通过上风管6与干燥箱出风口7连接，换热器15的冷风进风口16与风机2连接，换热器15的废气出风口4设有阀门3；免换筛装置35，其包括电机14、筛盘21、空心销轴链条22、a链轮23、b链轮24、双链轮、a链条25、主动链轮26、b链条27、被动链轮28和长轴30；电机14通过安装座13安装在干燥箱9上，电机14的输出端设有主动链轮26，主动链轮26通过b链条27与长轴30一端的被动链轮28连接，长轴30两端分别设有b链轮24，b链轮24通过a链条25与双链轮的其中一个链轮连接，双链轮的另一个链轮与三个a链轮23在干燥箱9内部的同一侧呈矩形分布，空心销轴链条22分别绕装在三个a链轮23及双链轮的另一个链轮上形成循环链条；两侧的空心销轴链条22之间设有多个呈层状分布的筛盘21；其中，a链轮23通过短轴31和轴承座32安装在干燥箱9内，双链轮通过中间轴29和轴承座32安装在干燥箱9内；智能控制系统36；其包括控制中心361和安装在干燥箱9内对应各层筛盘的多个红外测温摄像头363，控制中心361与电机14电连接，红外测温摄像头363用于采集每层筛盘21中农产品的温度分布图并反馈给控制中心361，控制中心361基于温度分布图进行温度和含水量分析；当免换筛装置35顶部的筛盘21和底部的筛盘21中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心361控制电机14启动，将顶部的筛盘21和底部的筛盘21位置对换。本实施例中利用红外测温摄像头363采集每层筛盘21中农产品的温度分布图，由于农产品含水量不同，其温度分布图也不同，结合控制中心361中已有的含水量与温度分布图间的关系，即可得到农产品的含水量；控制中心361可以根据温度或含水量控制电机14启闭，进而实现自动间歇换筛，调整筛盘21的干燥层级，自动化程度高，有利于节能减耗。
本实施例中，干燥箱9及机架1的底部均设有行走轮11，可方便本设备移动。
实施例2：在实施例1的基础上，风机2、阀门3及加热器19分别通过导线362与控制中心361电连接；红外测温摄像头363还用于采集每层筛盘21中农产品的红外图像并反馈给控制中心361，控制中心361基于红外图像进行农产品的感官品质分析，感官品质包括但不限于外形、色泽和裂纹；当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心361控制阀门3关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
本实施例中利用红外测温摄像头363采集农产品的红外图像，结合控制中心361中已有的农产品图像数据和实时干燥过程中农产品的外形、色泽、裂纹之间的关系，控制中心361可依据农产品图像来分析判断得到农产品的外形、色泽、裂纹等感官品质，从而判定农产品干燥情况；当农产品的外形、色泽、裂纹等感官品质低于预设值时，智能控制系统36自动关闭阀门3停止排湿，进行缓苏干燥，从而调节农产品内部含水量、温度、应力分布，减少干燥势差；通过关闭和打开阀门3可实现连续干燥、缓苏干燥、缓苏与连续组合三种干燥模式，解决了现有设备干燥模式单一和通用性差的问题。
实施例3，本发明还提供一种农产品免换筛智能热风干燥方法，包括：
采用上述农产品免换筛智能热风干燥设备；
将新鲜农产品平铺在筛盘21上；
关闭干燥箱门8，启动控制中心361、风机2和加热器19；同时，设置干燥参数；风机2将冷空气送入换热器15，经过换热器15换热后进入加热器19加热，加热后的空气进入干燥箱9，干燥箱9排出的热湿废气进入换热器15换热后由废气出风口4排出；
当免换筛装置35顶部的筛盘21和底部的筛盘21中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心361控制电机14启动，将顶部的筛盘21和底部的筛盘21位置对换后关闭电机14；
当农产品的含水量达到设定含水量要求时，控制中心361控制加热系统34、风机2关闭，将干燥后的农产品从干燥箱9内部取出。
进一步，其还包括当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心361控制阀门3关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包括一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种农产品免换筛智能热风干燥设备，其特征在于，包括：
干燥箱(9)，其上部设有干燥箱出风口(7)，下部设有干燥箱进风口(12)，内部设有免换筛装置(35)；
机架(1)，其设于干燥箱(9)的一侧，其上设有加热系统(34)、换热系统(33)和智能控制系统(36)；
加热系统(34)，其包括中风管(18)、加热器(19)和下风管(20)，所述加热器(19)的底部通过下风管(20)与干燥箱进风口(12)连接；
换热系统(33)，其包括风机(2)和换热器(15)，所述换热器(15)的换热出风口(17)通过中风管(18)与加热器(19)的顶部连接，换热器(15)的废气进风口(5)通过上风管(6)与干燥箱出风口(7)连接，换热器(15)的冷风进风口(16)与风机(2)连接，换热器(15)的废气出风口(4)设有阀门(3)；
免换筛装置(35)，其包括电机(14)、筛盘(21)、空心销轴链条(22)、a链轮(23)、b链轮(24)、双链轮、a链条(25)、主动链轮(26)、b链条(27)、被动链轮(28)和长轴(30)；电机(14)通过安装座(13)安装在干燥箱(9)上，电机(14)的输出端设有主动链轮(26)，主动链轮(26)通过b链条(27)与长轴(30)一端的被动链轮(28)连接，长轴(30)两端分别设有b链轮(24)，b链轮(24)通过a链条(25)与双链轮的其中一个链轮连接，双链轮的另一个链轮与三个a链轮(23)在干燥箱(9)内部的同一侧呈矩形分布，空心销轴链条(22)分别绕装在三个a链轮(23)及双链轮的另一个链轮上形成循环链条；两侧的空心销轴链条(22)之间设有多个呈层状分布的筛盘(21)；
智能控制系统(36)；其包括控制中心(361)和安装在干燥箱(9)内对应各层筛盘的多个红外测温摄像头(363)，控制中心(361)与电机(14)电连接，红外测温摄像头(363)用于采集每层筛盘(21)中农产品的温度分布图并反馈给控制中心(361)，控制中心(361)基于温度分布图进行温度和含水量分析；
当免换筛装置(35)顶部的筛盘(21)和底部的筛盘(21)中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心(361)控制电机(14)启动，将顶部的筛盘(21)和底部的筛盘(21)位置对换。
2.根据权利要求1所述的一种农产品免换筛智能热风干燥设备，其特征在于，干燥箱(9)及机架(1)的底部均设有行走轮(11)。
3.根据权利要求1所述的一种农产品免换筛智能热风干燥设备，其特征在于，风机(2)、阀门(3)及加热器(19)分别通过导线(362)与控制中心(361)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种农产品免换筛智能热风干燥设备，其特征在于，
红外测温摄像头(363)还用于采集每层筛盘(21)中农产品的红外图像并反馈给控制中心(361)，控制中心(361)基于红外图像进行农产品的感官品质分析；
当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心(361)控制阀门(3)关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
5.根据权利要求4所述的一种农产品免换筛智能热风干燥设备，其特征在于，所述感官品质包括但不限于外形、色泽和裂纹。
6.一种农产品免换筛智能热风干燥方法，其特征在于：包括：
采用如权利要求1至5任意一项所述的一种农产品免换筛智能热风干燥设备；
将新鲜农产品平铺在筛盘(21)上；
关闭干燥箱门(8)，启动控制中心(361)、风机(2)和加热器(19)；同时，设置干燥参数；风机(2)将冷空气送入换热器(15)，经过换热器(15)换热后进入加热器(19)加热，加热后的空气进入干燥箱(9)，干燥箱(9)排出的热湿废气进入换热器(15)换热后由废气出风口(4)排出；
当免换筛装置(35)顶部的筛盘(21)和底部的筛盘(21)中农产品的含水量或温度相差大于预设值时，控制中心(361)控制电机(14)启动，将顶部的筛盘(21)和底部的筛盘(21)位置对换后关闭电机(14)；
当农产品的含水量达到设定含水量要求时，控制中心(361)控制加热系统(34)、风机(2)关闭，将干燥后的农产品从干燥箱(9)内部取出。
7.根据权利要求6所述的一种农产品免换筛智能热风干燥方法，其特征在于：其还包括当农产品的感官品质低于预设值时，控制中心(361)控制阀门(3)关闭停止排湿，进行缓苏干燥。
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