[发明专利]一种蒸汽再压缩烘干物料的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于物料干燥装置技术领域，主要涉及的是一种利用机械式蒸汽再压缩热能循环来提高余热回收和再利用的物料干燥装置。适用于木材、药材、谷物、食品、海鲜、烟叶、衣物等固体物料的蒸发和干燥。

背景技术

   目前，对于食品、木材等固体物料的干燥所采用的方法，大体包括自然通风干燥、日光干燥、热风干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥和微波干燥等，也有采用两种或多种干燥方法相结合的联合干燥方法。

热风干燥：是用对流方式将热空气的热量传递给物料，带走物料表面的水分。由于热风干燥是由外向内逐渐将待加热品加热，必须建立和保持一定的温度梯度才能保证水分由内向外的扩散。所以热风温度是影响待烘干产品热风干燥速度的主要因素。但如果采取高温热风急速干燥，会产生表面干燥效应，使物料内部水分更难以扩散出来。因此，热风干燥法所需的干燥时间一般较长。

冷冻干燥，是使待干燥品在冻结状态下脱水，最大限制地保留产品原有的营养、味道和芳香，保持食品原来的形状和颜色，并抑制酶和细菌的生长。利用真空冷冻干燥技术可获得良好品质的食品干品。然而，由于真空冷冻干燥设备一次性投资大，干燥时间长，能耗大，因而加工成本高使得真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用受到很大限制。冻干食品成本是热风干燥食品的4~6倍。

热泵干燥：除了节能的优点外，热泵的干燥温度易于控制在此温度范围内进行干燥，避免了待干燥产品中不饱和脂肪酸的氧化和表面发黄，减少了蛋白质受热变性，物料变形，变色和呈味类物质的损失。干燥物料在低温的封闭系统内干燥，有效避免了细菌的滋生。但由于压缩机始终处于高温高湿状态，对压缩机的性能及可靠性提出了很高的要求；由于采用了加压系统，若管路发生开裂，则制冷剂会泄漏到环境中，同时热泵循环系统的压力会明显下降，工况将受到影响，消耗臭氧的制冷剂会影响环境；热泵干燥机的压缩机、制冷剂过滤器、热交换器等装置均要求定期进行维护、检修，以保证干燥机处于优良的工作状态，制冷剂如发生泄漏时应及时补充或更换，否则热泵循环系统将受到较大影响，维护要求较高。

微波干燥：具有加热快且均匀，选择性好，含水率较高的区域加热较快，反应灵敏，便于控制和能源利用率高。然而单纯利用微波干燥容易出现边缘或尖角部分焦化现象。

    MVR(蒸发器) 低温蒸发技术是一种将蒸汽在分离器中产生的二次蒸汽经过压缩机压缩，使其压力、温度上升增加热焓，再重新回到分离器中作为蒸发热源使用的蒸发技术。由于该技术节能效果显著，现已广泛应用于工业废水处理及乳品、制糖、淀粉、海水淡化、盐化工等很多生产领域。目前，MVR(蒸发器)技术主要用于蒸发浓缩、蒸发结晶、低温蒸发等领域，在蒸汽再压缩烘干物料方面尚未利用。

发明内容

本发明的目的即由此产生，提出一种蒸汽再压缩烘干物料的方法及装置，通过应用MVR的低温蒸发技术，采用低温负压蒸发（50-80℃），防止被蒸发物料的高温变性，达到减少运行成本，节能环保、加速干燥速度，缩短干燥周期、运行稳定的目的。

本发明实现上述蒸汽再压缩烘干物料的方法是：对从干燥室出来的湿空气进行分离处理，分离为水蒸气、干燥空气和凝结水，对分离后的水蒸汽进行加热加压处理后作为热源加热干燥室中的循环空气，将被分离的干燥空气通过气-气换热器换热加热后通过送入干燥室，加入干燥室内的空气循环，将被分离出来的凝结水直接排出系统之外。

本发明所述湿空气分离处理为膜法分离技术，并由真空泵抽出渗透侧的水蒸气。

本发明所述分离后的水蒸汽进行加热加压处理为水蒸气再压缩处理技术，优选真空机械蒸汽再压缩技术。

本发明所述的从干燥室出来的湿空气进行分离后被分离出来的水蒸汽为低压水蒸汽，经过太阳能集热板吸收热量后，通过水-汽换热器换热加热,提高其热焓；被分离出来的干燥空气为低湿干燥空气，经过相变平板太阳能集热器吸收热量后，通过气-气换热器换热加热，提高其温度。

本发明通过控制干燥室内空气加热器热端水蒸气参数来监控干燥室内的温度及物料的含水率，通过调节阀调节蒸汽的补充流量，达到干燥室最佳干燥速度和干燥温度。