[發明專利]一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備及方法

有效

• 申請號: 202010885090.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111981791B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 肖紅偉;于賢龍;王輝;高振江
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: F26B9/10
• 分類號: F26B9/10;F26B21/02;F26B21/08;F26B21/10;F26B25/18;F26B25/22;A23B7/02
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

本發明屬于果蔬熱風干燥技術領域，尤其涉及一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備及方法。一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備，包括箱體(8)、干燥室(9)和中央控制箱(15)、熱風循環加熱裝置和排濕裝置；熱風循環加熱裝置包括循環風機(1)、集氣室(4)、電加熱箱(12)、電加熱管(13)和回風道(14)；集氣室(4)內壁設有溫度傳感器(5)與濕度傳感器(6)；排濕裝置包括排濕風機(2)、排濕風道(3)和進氣風道(16)；中央控制箱(15)分別與循環風機(1)、排濕風機(2)、電加熱管(13)、溫度傳感器(5)以及濕度傳感器(6)電連接。本發明實現干燥過程介質參數的自適應調控，提高干燥熱效率，降低干燥成本。

技術領域

本發明屬于果蔬熱風干燥技術領域，尤其涉及一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備及方法。

背景技術

新鮮水果和蔬菜的含水量較高，大多為75～95％，受微生物生長活動以及酶催化反應引起的果蔬變質或腐敗，每年約有25％～30％的果蔬被浪費，屬于高度易腐商品。除了廣泛采用預冷、保鮮等方法外，通過干燥降低果蔬中的含水量是保存物料的一種最常用方法，而且干燥是人類已知的最古老的食品保存方法之一。憑借裝備結構簡單、操作方便、處理量大、物料適應性廣泛的優點，熱風干燥作為最傳統的果蔬干燥加工技術在食品干燥加工中的應用非常廣泛。

近年來，能源資源，尤其是天然氣和石油資源日益枯竭。盡管清潔能源技術不斷進步，但世界仍然依賴化石燃料，這導致大量溫室氣體排放。2018年，能源相關的全球二氧化碳排放量約為338億噸，相比于2017年增長2.0％，為近七年最高增速。對于熱風干燥，熱空氣作為干燥介質，既是熱載體向物料提供熱量，同時又是濕載體吸收物料蒸發出的水分，因此一部分熱空氣需要承載水蒸汽作為廢氣不可避免地排到環境中，造成大量的能量流失。據統計，干燥過程的熱效率相對較低，總體僅在25％到50％之間。通常來說，使用熱風作為干燥介質具有固有的低效性，廣泛使用的果蔬熱風干燥機普遍具有高能耗的問題。因此降低干燥環節的能量消耗對于降低工業整體能耗具有重要意義。

目前常見的熱風干燥的節能研究方法有：廢氣余熱回收提高能量利用效率、裝備結構優化改善干燥均勻性、干燥工藝優化縮短干燥時間。中國發明申請(CN 110806068 A)公開了一種節能環保的熱風干燥裝置，對烘干室的溫度與濕度進行控制，根據不同特性的物料進行干燥。中國發明申請(CN105835525A)公開了廢熱回收以及熱風式節能干燥控制系統，對進風風機、排風風機速度進行調控提高熱效率，節能能源。

現有的技術存在以下問題：

1、余熱回收裝置無法完全回收并利用廢氣中的熱量，無法匹配工業干燥的全部能量回收潛力。

2、缺少對熱風干燥過程中介質參數的有效控制，造成干燥機熱效率較低，節能效果差。

3、熱風干燥作為一個非線性過程，目前多階段控制工藝無法實現對干燥過程的自適應節能調控。

4、熱風干燥是一種復雜的過程，外部介質的溫度、風速、相對濕度等參數會共同作用于物料表面的水分擴散而顯著影響干燥特性與過程能耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備，具有介質溫度、相對濕度自動控制功能。

本發明的目的還在于提供一種使用上述設備進行熱風相對濕度自適應控制的節能干燥方法，實現干燥過程介質參數的自適應調控，提高干燥熱效率，降低干燥成本，解決熱風干燥低能效的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于介質濕度控制的果蔬熱風節能干燥設備，包括箱體8、干燥室9和中央控制箱15，干燥室9位于箱體8的內部空間中；

所述干燥設備還包括熱風循環加熱裝置和排濕裝置；