CN206534026U - 一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备 - Google Patents

Abstract

一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，箱体内的物料盘支架上设有物料盘，支架通过联轴器与旋转电机相连；箱体内的布风头与热风加热器相连通，热风加热器通过引风机与预热器相连；预热器通过排风管与真空排湿管相连；排风管与真空排湿管之间设有排风控制阀、三通阀门、真空排湿阀，三通阀门还与箱体相连；真空排湿管与真空泵相连；箱体内的热水盘管与水泵相连；水泵通过与太阳能热水器与热水盘管下端相连；箱体通过MI、TI、PI与上位机相连；物料盘随支架的转动使得样品相对于热风的速度增大，加速了水分的挥发，上位机绘制监控画面，可在线显示和存档，提高了干燥成品的匀度，自动化程度高，干燥过程快捷高效。

Description

一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备

技术领域

本实用新型属于果蔬干燥技术领域，特别涉及一种太阳能热风真空组合自动干燥装置。

背景技术

脱水蔬菜以及水果片克服了新鲜果蔬在贸易过程中的损失及季节性制约问题，具有新鲜果蔬的色、香、味、质等特性，同时还便于运输，储存时间长，已经成为当今果蔬贸易的新宠。由于我国蔬菜加工起步比较晚，无论是技术还是设备，均处于初级发展阶段，因而我们对新技术的需求也越来越迫切，研究蔬菜干燥技术，改进现有工艺和加工手段，对生产出高品质的干燥脱水蔬菜，降低生产成本，推进现代蔬菜加工技术具有积极的现实意义和指导价值。

热风真空组合干燥作为果蔬干燥的新技术将传统热风干燥和真空干燥联合起来，实现优势互补，先用热风干燥去除果蔬内部大量的自由水，降低了后续真空干燥的负荷，然后再采取真空干燥脱除不易蒸发的结合水，国内已经设计出了实验设备，但是该设备还存在着一些问题，干燥匀度，自动化程度，都还需要提高，一套精密的试验设备对这项技术的理论研究和工业推广显得尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的就是提供一种旋转式太阳能热风真空组合自动果蔬干燥试验设备，提高干燥匀度，使干燥和测量过程自动进行，降低试验人员劳动强度，同时也提高试验精度。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，包括有箱体，箱体内设有物料盘支架，支架上设有物料盘，支架通过联轴器与旋转电机相连；旋转电机通过密封轴承固定在箱体顶部；箱体内设有布风头，布风头通过风量控制阀与热风加热器相连通，热风加热器与引风机相连；引风机通过管道与预热器1相连；预热器1上方通过排风管与真空排湿管相连通；在排风管与真空排湿管之间的管道上设有排风控制阀、三通阀门、真空排湿阀，三通阀门还与箱体相连；真空排湿管与真空泵相连；箱体内壁上设有热水盘管，热水盘管上端与出水管30相连；管子通过水泵与太阳能热水器相连通；太阳能热水器与热水盘管3下端相连；箱体上部设有MI36、TI37、PI38；红外水分检测仪MI36、温度传感器TI37、压力传感器PI38通过西门子200-PLC27与上位机相连。

所述的物料盘的上下表面粗糙，且表面密布有透气孔。

所述的箱体外设有绝热层，绝热层内侧设有密封圈。

所述的箱体底部设有固定支腿，固定支腿的内侧设有活动支腿，便于箱体移动。

所述的物料盘支架上设有透气口。

所述的西门子200-PLC通过Profibus电缆与上位机相连。

所述的三通阀门一端与箱体相连通。

所述的太阳能热水器的水箱内设有热水加热器，太阳能热水器底部设有真空集热管18与太阳能支架相连。

所述的太阳能热水器与热水盘管下端通过热水控制阀、进水管相连。

本实用新型的有益效果是：

旋转物料盘设计

实际干燥过程中由于热风在干燥箱内并不是均匀分布，物料盘如果静止不动，会造成物料受热的不均匀，最终会导致一部分物料干燥过焦，另一部分含水率过高，对此设计圆盘状物料盘13（上下表面进行粗糙处理，并开有密布透气孔）如图2所示，物料盘支架14（轴环上表面进行粗糙处理，并开有密布透气口）如图3所示，物料盘从开口位置插入到支架上面如图4所示。物料盘支架14通过联轴器40和旋转电机34相连，电机通过密封轴承35固定于箱体6，使得物料盘13在摩擦力的作用下随着支架14可以在干燥箱内慢速转动，使得物料受热均匀，同时物料盘随支架的转动使样品相对于热风的速度增大，加速了水分的挥发；同时和旋转物料盘结构相配套的改进是必须将原来方形的热水盘管改成环形的热水盘管3，热水管盘在箱体四周，箱体6设计有绝热层5、密封圈4、固定支腿7及活动支腿8；布风头12也改成了莲蓬状的结构如图5所示。

自控系统的设计

系统总体示意图如图1所示，将新增水分检测仪表36，及温度检测仪表37、真空度检测仪表38及引风机9、热风加热器10、风量控制阀11、热水控制阀16、热水加热器20、补水管22补水阀23、水泵24、真空泵28、真空排湿阀31、三通阀门32、排风阀33、支架电机34通过线缆连接到西门子200-PLC27，PLC通过Profibus电缆26连到上位机25，如此便搭建完成了热风真空组合干燥装置的自动化实体结构，使得干燥过程样品水分、热风温度、真空度可以在线显示，泵和阀门也可以在上位机电脑上面自动完成，操作便捷，实验员的劳动强度也大大改善。

上位机画面的设计

对传统控制面板的单调死板做出改进，将西门子200-PLC27，通过Profibus电缆连到上位机电脑25，在上位机电脑上面通过WINCC软件绘制组态监控画面，使得试验过程的画面和数据可以在线显示和存档，便于试验员进一步对数据的分析研究。

本发明的有益效果是提高干燥成品的匀度，同时提高干燥装置自动化程度，使得干燥过程更加快捷高效。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明涉及的太阳能热风真空组合果蔬干燥设备总体结构示意图。

图2是本发明涉及物料盘三维示意图。

图3是本发明涉及物料盘支架三维示意图。

图4是本发明涉及物料盘及其支架装配示意图。

图5是本发明的布风头示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、2、3、4、5，一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，包括有箱体6，箱体6内设有物料盘支架14，支架14上设有物料盘13，支架14通过联轴器40与旋转电机34相连；旋转电机34通过密封轴承35固定在箱体顶部；箱体内设有布风头12，布风头12通过风量控制阀11与热风加热器10相连通，热风加热器10与引风机9相连；引风机9通过管道与预热器1相连；预热器1上方通过排风管39与真空排湿管29相连通；在排风管39与真空排湿管29之间的管道上设有排风控制阀33、三通阀门32、真空排湿阀31，三通阀门32还与箱体6相连；真空排湿管29与真空泵28相连；箱体内壁上设有热水盘管3，热水盘管3上端与出水管30相连；出水管30通过水泵24与太阳能热水器21相连通；太阳能热水器21通过热水控制阀16与进水管15相连；进水管15与热水盘管3下端相连；箱体上部设有红外水分检测仪MI36、温度传感器TI37、压力传感器PI38；红外水分检测仪MI36、温度传感器TI37、压力传感器PI38通过西门子200-PLC27与上位机25相连。

参见图2，所述的物料盘13的上下表面粗糙，且表面密布有透气孔。

所述的箱体6外设有绝热层5，绝热层5内侧设有密封圈4。

所述的箱体6底部设有固定支腿7，固定支腿7的内侧设有活动支腿8，需要移动箱体的时候撑起活动支腿8，在滚轮作用下可方便的移动干燥箱位置。

参见3、4，所述的物料盘支架14上设有透气口。

所述的西门子200-PLC27通过Profibus电缆26与上位机25相连。

所述的三通阀门32一端与箱体6相连通。

所述的红外水分检测仪36可在线监测干燥物料含水率。

所述的太阳能热水器21的水箱19内设有热水加热器20，太阳能热水器21底部设有真空集热管18与太阳能支架17相连。

所述的物料盘13的上下表面进行过粗糙处理，并开有密布透气孔的，轴环上表面进行过粗糙处理，并开有密布透气口的物料盘支架14，物料盘插入到支架上面。干燥箱内装有环形热水盘管3以及布分头12。

可以在控制系统内部将已经优化出的果蔬的热风干燥、真空干燥及热风真空组合干燥的最佳干燥工艺参数设置进去，试验开始的时候试验人员先选择干燥方式再在相应界面选择要干燥的果蔬之后，系统会自动运行，如果是未优化过的果蔬，就需要试验人员在控制系统里面输入试验参数，之后系统会自动进行干燥，具体过程如下。

如果选择的是热风干燥工艺，控制系统会检查真空泵28以及真空排湿阀31是否关闭，如果没有关闭则关闭他们，然后将三通阀门32开向排风管39方向，打开排风控制阀33并启动物料盘支架旋转电机34使得物料盘支架14慢速旋转，物料盘13在摩擦力的作用下带着物料一起随支架转动，打开热水控制阀16，并且启动水泵24，太阳能加热过的热水流进盘管，对箱内的热风进行加热，然后启动引风机9，冷空气进入预热器1之后先被预热，然后通过进风管2从热风布分头12分散到干燥箱内部，风量控制阀11根据温度仪表37的示数控制箱内热风温度到目标设定值，如果太阳能加热过的热水温度不足以将热风加热到目标温度值，则启动热水加热器10对热风进行辅助加热，干燥过程中水分检测仪36将干燥物料的含水率数据采集传送到上位机电脑，试验人员可以看到，到达目标含水率之后系统关闭所有电机和阀门，试验过程结束。

如果选择的是真空干燥工艺，控制系统检查风量控制阀11、热风加热器10、引风机9排风阀33是否关闭，如果没有关闭则将其关闭。然后将三通阀门32开向真空排湿管29方向，打开真空排湿阀31，启动真空泵28，根据压力传感器38控制箱内真空度到目标值。打开热水控制阀16启动水泵24，用太阳能热水器21加热过的热水进入到箱内盘管之内加热箱内空气至目标温度设定值，太阳能水箱19里面的水先从固定于太阳能支架17之上的真空热水管获得能量，如果获得的能量不足以将空气加热到目标温度值，则启动热水加热器20，对太阳能热水器19内的热水进行辅助加热。热水经过一段时间循环肯定会有损失，若箱内水位过低可以打开补水阀23通过补水管22向太阳能水箱内部补水，干燥过程中水分检测仪36将干燥物料含水率数据采集传送到上位机电脑，试验人员可以看到，到达目标含水率之后系统关闭所有电机和阀门，试验过程结束。

如果选择的是组合干燥试验，系统则先运行热风干燥工艺程序，含水率到达目标转换值之后，系统自动切换至真空干燥工艺程序，一直干燥到最终含水率的目标值，干燥过程结束，系统关闭所有电机和阀门。

Claims (10)

1.一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，包括有箱体（6），箱体（6）内设有物料盘支架（14），支架（14）上设有物料盘（13），支架（14）通过联轴器（40）与旋转电机(34)相连；箱体内设有布风头（12），布风头通过风量控制阀(11)与热风加热器(10)相连通，热风加热器(10)与引风机（9）相连；引风机（9）通过管道与预热器（1）相连；预热器（1）上方通过排风管（39）与真空排湿管（29）相连通；在排风管（39）与真空排湿管（29）之间的管道上设有排风控制阀（33）、三通阀门（32）、真空排湿阀（31），三通阀门（32）还与箱体（6）相连；真空排湿管（29）与真空泵（28）相连；箱体内壁上设有热水盘管（3），热水盘管（3）上端与管子（30）相连；管子（30）通过水泵（24）与太阳能热水器（21）相连通；太阳能热水器（21）与热水盘管(3)下端相连；箱体上部设有红外水分检测仪MI(36)、温度传感器TI(37)、压力传感器PI(38)；红外水分检测仪MI(36)、温度传感器TI (37)、压力传感器PI(38)通过西门子200-PLC(27)与上位机(25)相连。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的箱体（6）外设有绝热层（5），绝热层（5）内侧设有密封圈（4）。

3.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的箱体（6）底部设有固定支腿（7），固定支腿的内侧设有活动支腿。

4.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的物料盘（13）的上下表面粗糙，且表面密布有透气孔。

5.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的物料盘支架（14）上设有透气口。

6.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的太阳能热水器（21）的水箱（19）内设有热水加热器（20），太阳能热水器（21）底部通过真空集热管（18）与太阳能支架（17）相连。

7.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的太阳能热水器（21）与热水盘管(3)下端通过热水控制阀(16)、进水管(15)相连。

8.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的西门子200-PLC（27）通过Profibus电缆（26）与上位机（25）相连。

9.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的三通阀门（32）一端与箱体（6）相连通。

10.根据权利要求1所述的一种旋转式太阳能热风真空组合果蔬自动干燥试验设备，其特征在于，所述的旋转电机（34）通过密封轴承固定在箱体顶部。