[發明專利]熱泵式真空冷凍?熱風對流聯合食藥材干燥機

在審

• 申請號: 201710202851.8
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106871583A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 謝昕揚;尹少武;林曉;李佳奇;李佳玉;孫碩;張清杰;劉繼
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: F26B7/00
• 分類號: F26B7/00;F26B5/06;F26B3/06;F26B21/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及干燥設備技術領域，特別是指一種熱泵式真空冷凍-熱風對流聯合食藥材干燥機。

背景技術

現有干燥技術種類繁多，但大多無法調和產品品質與能耗之間的矛盾。例如，傳統晾曬干燥雖然工藝簡單，能耗低，但干燥時間長，效率低，受環境因素制約大，容易造成產品污染，難以控制產品質量；熱風干燥熱效率高，設備結構簡單，但由于加熱溫度和濕度難以控制，會造成產品表皮硬化，營養活性成分損失，色香味品質劣化；真空冷凍干燥（凍干）在低溫真空環境下進行，食品潔凈，能夠最大程度的保持食品及中藥材的色香味，但是能耗較大，耗時較長。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種熱泵式真空冷凍-熱風對流聯合食藥材干燥機。

該干燥機包括真空泵、蒸發器、凍干箱、壓縮機、風機、冷凝器、毛細管和熱風箱；凍干箱與真空泵相連，凍干箱與真空泵之間設置閥門，蒸發器安置在凍干箱內，蒸發器順序連接毛細管、冷凝器和壓縮機，壓縮機連接蒸發器，構成制冷-熱泵循環，冷凝器內一側與風機相連，且該側用硅膠填充，冷凝器另一側與熱風箱相連。

其中，熱風箱內設置網狀隔板，網狀隔板上放置物料二。

蒸發器為環狀銅管圍起的空間，蒸發器中間留有空間放置物料一，使物料一緊貼蒸發器。在凍干箱內蒸發器替代冷阱，因為蒸發器溫度遠低于環境溫度，可以使環境中水蒸氣凝結于管壁，起到冷阱的功能，降低干燥箱內壓力，并保護真空泵。蒸發器中間留有空間供物料擺放，使物料緊貼于蒸發器，可以達到高效換熱的效果。

本裝置充分利用熱泵蒸發器和冷凝器的能量：利用蒸發器產生的冷量將物料冷凍結晶后，用真空泵對干燥箱抽真空降壓使物料中結晶水升華，干燥物料中的部分水分；同時，利用冷凝器的放熱量加熱干空氣產生熱風，對另一批物料進行二次干燥，充分利用了熱泵的能量。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

1)干燥效率高，干燥能耗少，物料品相好。

2)利用蒸發器從物料中吸收熱量，干燥物料中的部分水分的同時，利用冷凝器的放熱量加熱干空氣產生熱風，對另一批物料進行二次干燥，充分利用了熱泵式蒸發器和冷凝器的能量；

3)蒸發器溫度遠低于環境溫度，可以使環境中水蒸氣凝結于管壁，降低干燥箱內壓力，保護真空泵。

附圖說明

圖1為本發明的熱泵式真空冷凍-熱風對流聯合食藥材干燥機結構示意圖。

其中：1-真空泵；2-蒸發器；3-凍干箱；4-壓縮機；5-風機；6-冷凝器；7-閥門；8-物料一；9-毛細管；10-硅膠；11-物料二；12-網狀隔板；13-熱風箱。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本發明提供一種熱泵式真空冷凍-熱風對流聯合食藥材干燥機。

如圖1所述，該干燥機中凍干箱3與真空泵1相連，凍干箱3與真空泵1之間設置閥門7，蒸發器2安置在凍干箱3內，蒸發器2順序連接毛細管9、冷凝器6和壓縮機4，壓縮機4連接蒸發器2，構成制冷-熱泵循環，冷凝器6內一側與風機5相連，且該側用硅膠10填充，冷凝器6另一側與熱風箱13相連。熱風箱13內設置網狀隔板12，網狀隔板12上放置物料二11。

其中，蒸發器2為環狀銅管圍起的空間，蒸發器2中間留有空間放置物料一8，使物料一8緊貼蒸發器2。

該干燥機的工作原理是：

物料在該熱泵式干燥機中需經過兩次干燥過程方能干燥成合格產品。物料在凍干箱3內進行一次干燥(真空冷凍干燥)，蒸發器2直接從凍干箱3內吸熱，凍干箱3內溫度降低，待溫度降低到水分壓力所對應的飽和溫度下時，物料中的水分開始結晶，至水分全部結晶時降溫過程結束。此時箱內維持低溫狀態，同時冷凝水蒸氣，為箱內除濕；真空泵1降低凍干箱3內壓力，待箱內壓力降低到水分溫度所對應的飽和壓力下時，物料中的水分開始升華。當物料中的含水率降低到某一設定值時，停止降壓，取出物料，準備進行二次干燥。與此同時將第二批物料放入凍干箱內，重復上一步驟，至此第一批物料干燥完畢。

物料在熱風箱13內進行二次干燥（熱風干燥）過程。熱風箱13內空氣由風機5輸送，空氣在到達熱風箱13內之前需要經過硅膠10的除濕成為干空氣，干空氣與冷凝器6進行對流傳熱，最終成為具有除濕能力的干空氣，對物料進行干燥。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。