[发明专利]一种气体冲击热风与真空脉动真空组合干燥设备

说明书

本发明属于农产品加工技术领域，具体公开了一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法与设备，主要由组合干燥机体、脉动真空发生系统、气流冲击干燥系统、真空加热系统和自动控制系统等部分组成。本发明的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术与湿度控制排湿技术，真空干燥阶段采用真空脉动干燥技术。本发明解决了现有热风真空组合干燥技术中存在的热风干燥阶段热风循环方式不科学、废气排放不合理、热风对流换热效果差、真空干燥阶段压力运行方式易影响干燥效率等问题，可显著提高热风真空组合干燥技术的加工效率，降低加工能耗。

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，特别涉及一种气体冲击与真空脉动组合干燥方法与设备。

背景技术

干燥是农产品加工的重要环节。热风真空组合干燥技术是指在一体化的组合干燥设备中在不同的干燥阶段分别采用热风干燥和真空干燥的一种新型干燥技术，具有产品品质好(接近真空干燥)、干燥能耗低、自动化程度高等优点。

目前热风真空组合干燥技术还存在诸多缺陷，制约了技术的推广应用。(1)组合干燥的热风干燥阶段存在：a.热风循环方式不合理，采用“底进顶出”的气流循环方式时干燥料层间的物料干燥均匀性较差，而若为每一料层均密布设置开有气孔的热风均匀风管时又将大幅增加设备的制造成本；b.热风干燥过程中，与物料进行了湿热交互后的干燥介质被不断排除，同时不断补充等量低温空气并将其加热至设定温度，虽在此过程中采用了空气预热器收集废气的余热并对补充的空气进行初步预热，但依然浪费了高温高湿气体中所蕴含的大量热量，如对相关设备的实测结果表明，当环境温度为23℃情况下，热风温度设定为75℃，经过空气预热器换热后排除的废气温度仍然达到50℃；c.气流速度低(典型值仅为0.072m/s)，对流换热效率差，干燥时间长。(2)组合干燥的真空干燥阶段普遍采用恒压真空或间歇式真空的压力运行方式，但采用两种方式的真空干燥过程中物料表面水蒸汽分压易与干燥环境水蒸汽分压达到平衡状态，会对物料的脱水产生抑制作用，导致干燥效率降低。

气体射流冲击干燥是将具有一定压力的加热气体经过一定形状的喷嘴喷出并用其直接冲击物料的一种干燥方法，具有气流速度高、换热系数高、传热速率可控等优点。真空脉动干燥技术是在真空干燥过程中，按照一定的规律周期性的改变干燥室压力的干燥技术。相比于真空干燥，真空脉动干燥技术不但保留了低温干燥、一定程度隔绝氧气、产品品质好等优点，更由于压力的脉动适时地打破了干燥过程中物料表面水蒸汽分压与干燥环境水蒸汽分压的平衡，增大了传质动力，并有助于扩充物料的微孔道，拓宽了干燥过程中物料水分传递的路径，从而有效的提高了干燥的效率，缩短了干燥时间，降低了干燥能耗，并提高了干燥产品的复水性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型气流冲击与真空脉动组合干燥方法与设备，以解决现有热风真空组合干燥技术中存在的热风干燥阶段热风循环方式不科学、废气排放不合理、热风对流换热效果差、真空干燥阶段压力运行方式易影响干燥效率等问题。

为了达到本发明的第一个目的，即提供一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法，本发明采用的技术方案是：组合干燥的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术，其特征在于，气流喷射口的气流速度为0～20m/s；组合干燥的热风干燥阶段采用湿度控制排湿技术，其特征在于，基于设定的湿度上下限与在线监测的干燥室湿度进行干燥过程中的间歇式自动排湿；组合干燥的真空干燥阶段采用真空脉动技术，其特征在于，真空干燥阶段干燥室相对真空度脉动变化范围为0～97kPa，且在干燥室压力达到该范围内某个设定真空度后，有一个真空保持时间，而后变化干燥室压力至常压后，有一个常压保持时间，如此形成一个脉动周期并不断循环。

为了达到本发明的第二个目的，即提供用于上述气流冲击与真空脉动组合干燥方法的设备，所采用的技术方案为，一种气流冲击与真空脉动组合干燥设备，包括：组合干燥机体、脉动真空发生系统、气流冲击干燥系统、真空加热系统和自动控制系统，其中：

所述组合干燥机体提供加工空间；

所述脉动真空发生系统与所述组合干燥机体连接为其提供真空脉动加工环境；