一种复合干燥设备 |
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| 申请号 | CN201710492690.0 | 申请日 | 2017-06-23 | 公开(公告)号 | CN107401889A | 公开(公告)日 | 2017-11-28 |
| 申请人 | 东南大学; | 发明人 | 陈振乾; 李盼盼; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种复合干燥设备，由热 风 发生装置、 微波 发生装置、 超 声波 发生装置以及干燥室组成；其中，干燥室呈中空的腔体，包括进风口和出风口；热风发生装置与干燥室的进风口连通，热风发生装置包括风机、空气加热器和以及用于控制风机转速和空气加热器加热 温度 的控制柜，空气加热器输入端连接风机，空气加热器输出端连接干燥室的进风口；微波发生装置由微波发生器和温度检测装置组成； 超声波 发生装置由超声波发生器和换能器组成，换能器位于干燥室内部，物料托盘置于换能器上，换能器通过 导线 与位于干燥室外部的超声波发生器连接。本发明复合干燥设备能够在不提高物料温度的情况下提高干燥速度，缩短干燥时间的同时较好的保存物料品质，干燥时间的显著减少，又能明显节省能耗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种复合干燥设备，其特征在于：由热风发生装置、微波发生装置、超声波发生装置以及干燥室组成；其中，干燥室呈中空的腔体，包括进风口和出风口；热风发生装置与干燥室的进风口连通，热风发生装置包括风机、空气加热器和以及用于控制风机转速和空气加热器加热温度的控制柜，空气加热器输入端连接风机，空气加热器输出端连接干燥室的进风口；微波发生装置由微波发生器和温度检测装置组成，微波发生器通过导线与干燥腔体连接，温度检测装置悬挂固定在干燥腔体内，温度检测装置将检测到的温度显示在温度显示器上；超声波发生装置由超声波发生器和换能器组成，换能器位于干燥室内部，物料托盘置于换能器上，换能器通过导线与位于干燥室外部的超声波发生器连接。 |
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| 说明书全文 | 一种复合干燥设备技术领域[0001] 本发明涉及一种复合干燥设备，属于物料干燥技术领域。 背景技术[0002] 食品干燥是食品加工过程的主要工艺，污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要环节，对于以上脱水干燥过程目前主要的处理方法是自然脱水、机械脱水和热处理，但是传统的脱水方法普遍存在脱水速率慢，操作温度高以及能耗大的问题。目前将微波、超声波等新的处理技术应用于干燥过程，使得干燥技术得到了发展，但是这些干燥技术单独使用时存在一些问题需要改善。 [0003] 热风干燥技术可以通过加快干燥介质流动速度提高温度实现加速干燥，但是存在操作温度高的缺点，物料长时间在较高工作温度下干燥会破坏物料原有的组织结构和品质，尤其是在食品干燥加工过程中不利于食品内营养物质的保存，同时该种干燥方法能耗高。微波干燥技术可以通过将电磁能转化为热能而加速干燥，但在微波干燥过程中物料内部温度显著高于干燥介质温度，不利于物料原有品质的保存。超声波干燥技术节能效果不明显。 [0004] 因此一种通过合理的结构设计得到的超声波微波热风复合干燥设备，该复合干燥设备充分结合了超声波、微波和热风干燥技术的优点，在食品、污泥、木材以及纺织物等的干燥方面具有广阔的应用前景。 发明内容[0005] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种复合干燥设备，该复合干燥设备干燥耗时短，可在较低温度下进行干燥并且耗能少。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为： [0007] 一种复合干燥设备，由热风发生装置、微波发生装置、超声波发生装置以及干燥室组成；其中，干燥室呈中空的腔体，包括进风口和出风口；热风发生装置与干燥室的进风口连通，热风发生装置包括风机、空气加热器和以及用于控制风机转速和空气加热器加热温度的控制柜，空气加热器输入端连接风机，空气加热器输出端连接干燥室的进风口；微波发生装置由微波发生器和温度检测装置组成，微波发生器通过导线与干燥腔体连接，温度检测装置悬挂固定在干燥腔体内，温度检测装置将检测到的温度显示在温度显示器上；超声波发生装置由超声波发生器和换能器组成，换能器位于干燥室内部，物料托盘置于换能器上，换能器通过导线与位于干燥室外部的超声波发生器连接；还包括用于控制微波发生器和超声波发生器启闭的设备控制装置；设备控制装置还能根据需要调节微波发生器和超声波发生器的启动功率和振动频率。 [0008] 其中，所述风机的功率为370W，风机中电机的转速为2800r/min，最大风量为690m3/h。 [0010] 其中，在空气加热器的输出端(热风出口处)装有铂电阻，控制柜分别与铂电阻、空气加热器和风机相连接，通过控制柜可以有效调节及设定风机的风量及空气加热器输出端(热风出口)的温度。 [0011] 其中，所述微波发生器的开启时长为10～30min；通过温度检测装置监测物料温度和干燥介质(空气)的实时温度，当物料温度开始高于干燥介质的温度时关闭微波发生器。 [0012] 其中，所述超声波发生器的超声波频率为20KHz，功率为0～1000W。 [0013] 其中，换能器和物料托盘材质相同且直接接触，这样能够减小超声波传递过程中的阻抗和衰减。 [0015] 与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果为： [0016] 本发明复合干燥设备结构简单，布线简单，无需复杂的控制设备，能够在不明显提高物料温度的情况下提高干燥速度，缩短干燥时间的同时较好的保存物料品质，干燥时间的显著减少，又能明显节省能耗。附图说明 [0017] 图1为本发明复合干燥设备的结构示意图。 具体实施方式[0018] 以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。 [0019] 如图1所示，本发明复合干燥设备，由热风发生装置、微波发生装置、超声波发生装置以及干燥室9组成；其中，干燥室9呈中空的腔体，包括进风口和出风口；热风发生装置与干燥室9的进风口连通，热风发生装置包括风机1、空气加热器2和以及用于控制风机1转速和空气加热器2加热温度的控制柜3，空气加热器2输入端连接风机1，空气加热器2输出端(热风出口)连接干燥室9的进风口；微波发生装置由微波发生器4和温度检测装置5组成，微波发生器4位于干燥腔体9的外部，微波发生器4通过导线与干燥腔体9连接，温度检测装置5为热电偶，有两根，均悬挂固定在干燥腔体9内，两根热电偶分别实时检测干燥腔体9内物料正上方腔体的空间温度(干燥介质空气)和物料内部温度，两根热电偶分别通过导线与温度显示器10连接，温度检测装置5将检测到的温度显示在温度显示器10上，当观察到温度显示器10上显示的物料温度开始高于空气温度时，立即关闭微波发生器4；超声波发生装置由超声波发生器6和换能器7组成，换能器7位于干燥室9内部，物料托盘置于换能器7上，换能器7通过导线与位于干燥室9外部的超声波发生器6连接；干燥室9外包裹有保温棉层，保温棉层的厚度为30mm，保温棉层能够减少能量向环境中扩散，从而减少能耗。 [0020] 风机1用来控制送风风速，风机的功率为370W，风机中电机的转速为2800r/min，最3 大风量为690m /h；空气加热器2可以控制送风温度，空气加热器2为陶瓷电加热器，空气加热器2外包裹有不锈钢外壳，空气加热器2的加热功率为0～10kW，最高加热温度为350℃；在空气加热器2的输出端(热风出口处)装有铂电阻(作用等同滑动变阻器)，控制柜3分别与铂电阻、空气加热器2和风机1相连接，本发明装置通过控制柜3可以有效调节和设定风机1的风量以及空气加热器2的输出端(热风出口)温度。 [0021] 通过温度检测装置5监测物料温度和干燥介质(空气)的实时温度，当物料温度开始高于干燥介质的温度时关闭微波发生器4，微波发生器通常开启时长为10～30min，由于微波对节能的影响显著所以要尽可能长时间开启微波。 [0022] 本发明装置中超声波发生器6的超声波频率为20KHz，功率为0～1000W；为减小超声波传递过程中的阻抗和衰减，换能器7和物料托盘材质相同且直接接触。 [0023] 本发明干燥设备在设备运行时热风发生装置、微波发生装置和超声波发生装置同时开启，微波发生器4的开启时间一般为10～30min，当温度检测装置5测量到的物料温度开始高于空气温度时应立即关闭微波发生器4，以避免过高温度破坏物料组织结构和原有品质。 [0025] 采用本发明干燥设备以及分别单独采用热风干燥技术、微波干燥技术和超声波干燥技术对10g含水量为300％的多孔纤维进行干燥，将多孔纤维的含水量从300％干燥至50％。结果如表1所示。(本发明提出的干燥设备主要针对多孔纤维的干燥，因为多孔纤维对于干燥温度的要求是不能在过高的温度下干燥，否则会破坏结构，断裂强度下降)[0026] 表1 [0027] [0028] [0029] 从表1可知，本发明干燥设备能够在缩短干燥过程的同时还降低了干燥温度，从而保留物料品质，达到节约能耗的目的。 |
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