专利名称：连续低温干燥工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种干燥方法以及设备，特别涉及的是一种在低温状态下对物料进行连续干燥的方法以及设备。
背景技术：
现有的一些物料，在其干燥过程中，为了保持其原有物料的特性，只能在控制一定温度下进行干燥，以一种农产品加工半成品-面筋粉为例，小麦淀粉厂生产的新鲜湿面筋，经气流干燥后的面筋粉(学名谷朊粉)其性能必须达到以下标准为1、其营养成分不变。2、复水还原性能好。3、能保持原鲜湿面筋的物理性状；由于谷朊粉中蛋白质含量＞75％，其蛋白质中含麦谷蛋白和麦胶蛋白为80％，麦清蛋白和麦胶蛋白为20％，鲜湿面筋的粘度，韧性非常高，且具有可塑性和延伸性很强的物理特性。为不破坏其还原活性和养份损失，干燥时必须采用低温快速干燥工艺。
目前国内外采用的是环形循环干燥机，其设备的性能已达到产品的质量要求，其工艺特点为，将鲜面筋造粒后，掺入部分干物料以降低含水率，通过混合粉碎机成为互不粘连的小颗粒，往返循环干燥，因此其工作电能、热能的消耗很大，例如120kg/h产量所用的粉碎混合功率为30KW。
另一方面，环形机采用循环方式，干燥时间长，半干物料回流管路容易堵塞，汽化水气从袋式回收器一个地方排出，湿度大，容易粘连滤袋布面缝隙，排风不畅，会影响产量而且排出的干物料在收集和返回不匹配的话，会直接影响产品的质量和产量，由于环流管路复杂，不易操作，干热风消耗很大，引风机的功率为45KW(120kg/h产量)综上可知现有环形干燥机的缺陷为电耗、热耗过大、物料需要返回循环干燥、干热风耗量高，体积庞大，工作复杂。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种连续低温干燥工艺及其设备，使物料能够在温度较低的情况下干燥，且耗电量少，不用循环干燥。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供了一种连续低温干燥工艺，其干燥的工艺步骤包括a.通过挤压，将物料表面的水分挤出；b.将物料挤压成丝状，缓慢垂直下落；c.干热风从顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的丝状物产生顺流和逆流相对运动；d.将丝状物料粉碎后进行涡流干燥；e.将回收到的物料进行气固分离，使产品和气体分别排出。
同时也提供了一种实现上面连续低温干燥工艺的连续低温干燥设备，其包括，热源单元、气/固流动运输单元、顺逆流干燥单元、涡流干燥单元，其中，热源单元产生干燥所需要的热能；所述的气/固流动运输单元为用以连接各结构单元的热风管、排潮管、引风机以及用以运输物料的运输机，引风机干燥空气转化为干热风；所述的顺逆流干燥单元为一顺逆流干燥器，干热风从干燥器顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的物料产生顺流和逆流相对运动，湿气从位于顺逆流干燥器中段的排汽口通过排潮管排出，物料从位于顺逆流干燥器下端出料口排出；通过传输机将物料出送至所述的涡流干燥单元；所述的涡流干燥单元为粉碎机和蜗轮干燥器，将物料粉碎后进行涡流干燥；所述的热源单元为蒸汽锅炉与热交换器的组合或者热风炉；所述的顺逆流干燥单元，还包括，螺杆泵、挤水器以及挤丝器，所述的螺杆泵为挤水器以及挤丝器提供动力，所述的挤水器挤出表面的水分挤出，所述的挤丝器将物料挤成丝状，从所述顺逆流干燥器顶端落下；还包括旋风分离器设置于，通过传输机将从蜗轮干燥器置入所述的旋风分离器进行固气分离；所述的传输机为闭式传输机，使闭式运输机入口上端的热风与下闭式运输机出口后段热风互不串联；还包括干粉筛以及袋式回收器，所述的干粉筛设置于旋风分离器固体出料口使产品中的大颗粒和杂质分离出来，所述的袋式回收器置于旋风分离器汽体出料口将尾气中的微小粉粒收集起来；
为达到规定的干燥效果，将顺逆流干燥单元或蜗轮于燥单元串联起来使用。
图1为本发明连续干燥的工艺流程图；图2为本发明连续干燥设备的俯视结构简图；图3为本发明顺逆流干燥器总成的侧视结构简图；图4为本发明挤水器的结构简图；图5为本发明挤丝器的结构简图；图6为本发明涡流干燥机的结构简图。
附图标记说明1-热风炉；2-入料口；3-排潮管；41、42-引风机；5-顺逆流干燥器；6-闭封式输送机；7-袋式回收机；71-干粉筛；721-袋式回收机湿气出口；9-气固分离器；8-涡流式干燥器；82-涡流式干燥器干热风入口；83-涡流式干燥器出口；88-粉碎轴；50-螺杆泵；501-螺杆泵入料口；51-挤丝器；511-挤丝器谷朊粉入口；512-挤丝器谷朊粉出口；53-挤水器；531-挤水器谷朊粉入口；532-表面水排出；533-挤水器谷朊粉出口；521、524-顺逆流干燥器干热风入口；522、523-顺逆流干燥器湿气出口；81-粉碎机；84-干燥区；85-分级区；86-提升区；87-出口；a---h-本发明连续干燥的工艺流程步骤。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
这里的物料我们以谷朊粉(面筋粉)为例，请参阅图1所示，其为本发明连续干燥的工艺流程图，其包括的步骤为a.通过挤压将谷朊粉表面的水分挤出，这样机械的做法减少了谷朊粉表面水分的含量，从另一方面也降低了干燥热能消耗；b.将谷朊粉挤压成丝状，从容器空间顶部缓慢垂直下落，这样扩大谷朊粉的表面积；c.干热风从顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的丝状物产生顺流和逆流相对运动；d.将产生的大量的湿气排出；
e.将丝状物料粉碎进行涡流干燥，其方法工艺申请人在其发明专利《气流对撞式闪蒸干燥方法及设备》中进行了公开和说明；f.将回收到的谷朊粉进行气固分离，使产品和气体分别排出；h.进一步提纯，去除固体残渣；g.获得成品。
根据上面的工艺过程我们可以得出实现上述工艺过程的设备，请参阅图2所示，其为本发明连续干燥设备的俯视结构简图，其包括，热源单元、气/固流动运输单元、顺逆流干燥单元、涡流干燥单元、气固分离单元以及产品收集单元，其中，所述的热源可以为热风炉或者蒸汽锅炉与热交换器的组合，用以产生用于干燥的热能，这里以热风炉1为例；所述的气/固流动运输单元包括，热风管、排潮管3、引风机41、42以及用以运输固体物体的闭式运输机6；所述的顺逆流干燥单元，其包括，螺杆泵50、挤水器53、挤丝器51以及顺逆流干燥器5；所述的涡流干燥单元，其包括，粉碎机81以及涡流式干燥器8；所述的气固分离单元，其包括，旋风分离器9和干粉筛71；所述的产品收集单元，其包括，袋式回收器7。
请参照图3所示，其为本发明顺逆流干燥器总成的侧视结构简图，所述的热风炉1与热风管相连，所述的高速的干燥热风就在热风管中高速运行，热风管上设有入料口2，所述的潮湿的谷朊粉从入料口2进入与高速的干热风混合，由于存在速度差，因此谷朊粉表面的水蒸气会蒸发形成大量的湿气；所述的热风管与螺杆泵的物料入口501相连，所述的螺杆泵50与挤水器53和挤丝器51相连接，并为两者提供了动能，气固混合的物料通过螺杆泵的物料入口501进入到挤丝器中，将谷朊粉表面的水分挤出，由于被干燥物料水分的减少，这样从一定程度上，会使需要干燥的热能减少，经过挤压后的谷朊粉进入到所述的挤丝器51中，将湿谷朊粉挤压成丝状，并缓慢垂直下落，其速度由螺杆泵50的转速来控制的，这样很明显湿谷朊粉的表面积增大了很多，水分更容易蒸发；请参阅图4所示，其为本发明挤水器的结构简图，所述的挤水器包括，挤水器谷朊粉入口531所述的谷朊粉从这里进入，经过挤压表面的水分从表面水排出口532排出，由于其具有粘性，所以谷朊粉不会从表面水排出口532排出，而是从挤水器谷朊粉出口533流出。
请参阅图5所示，其为本发明挤丝器的结构简图，所述的挤丝器包括，挤丝器谷朊粉入口511，挤丝器谷朊粉出口512。
所述的挤丝器51设置于顺逆流干燥器5顶端，所述的顺逆流干燥器5，具有上下两个干热风入口521、524，在其中部设两个湿气出口522、523，所述的从上端干热风入口521处吹入的干热风，与下落的丝状谷朊粉之间形成顺流干燥，所述的从下端干热风入口524吹入的干热风，与下落的丝状谷朊粉之间形成逆流流干燥，上下干热风在顺逆流干燥器5中段产生对撞，并产生瞬时高速的扩散气流，更有利于谷朊粉的干燥，产生的湿汽从中段的湿气出口522、523排出，所述的湿气出口522、523通过引风机41与排潮管3相连，将湿气排出；所述的顺逆流干燥器的底端为落料口525与闭封式输送机6的入料口相连，将经过顺逆流干燥后的谷朊粉丝送入粉碎机81，经过粉碎机81的处理后，所述的闭封式输送机6将切碎的谷朊粉物料送入与闭封式输送机6出料口相连的热风管内，这样上端的热风与下一阶段热风就互不串联了；所述的热风管与引风机42相连，所述引风机42的另一出口与涡流式干燥器8相连，所述的涡流式干燥器8，本发明人在中国专利申请号为200610086403.8名称为《气流对撞式闪蒸干燥方法及设备》中揭示的，请参阅图6所示，其为本发明涡流干燥机的结构简图，所述的涡流式干燥器8为一体成形技术加工而成，其包括蜗壳出口83、提升区86、分级区85、粉碎轴88以及干燥区84但是这里与前述涡流式干燥器的区别是在干燥区处的设有粉碎轴88，其中，所述蜗壳出口83采用渐开型，有回收能量、降低阻力的作用；其下端为提升区86为一圆柱桶体，含水量适当的物料由此加速提升；所述提升区86的下端为分级区85，其为一锥形体结构，含水分不同的颗粒由于存在沉降速度的差别，使粒度适宜湿度适当的物料上升，反之则停留，直到含水量适当后，上升；所述分级区下端为圆柱桶状的干燥区84，悬浮物料在此高速旋转，在所述干燥区84的侧缘切向设有一蜗流干燥器入口82，所述的从直型热风管流过的高速混合气，由所述蜗流干燥器入口82进入所述的涡流式干燥器8，混合气从所述蜗壳出口通过热风管与旋风分离器9的入口相连；所述的旋风分离器9的为通用设备，其具有气体出口，和固体出口，所述的干燥后的谷朊粉物料与气体分别从排出所述的固体出口以及气体出口，所述的气体出口与袋式回收器7相连，所述的固体出口与闭封式输送机6的入口相连，所述闭封式输送机6的出口与干粉筛71入料口相连；通过袋式回收器，将旋风分离器尾气中的微小粉粒收集起来，通过干粉筛，使产品中的大颗粒和杂质分离出来，从而完成了整个对谷朊粉的干燥过程。
进一步的总结，所述的螺杆泵50后增加挤水器53、挤丝器51，可使螺杆泵50一机两用，挤成细丝使物料的表面积扩大，便于水分汽化，顺逆流干燥器5实现的“顺逆流”干燥方法特别适合干燥高水分物料，具有高温、快速、低能耗、风温高而物料不过热等优点，湿气从中部排出占总气化水分的70％以上。
丝状物料粉碎后，进入“涡流式干燥器8”，其工作性质为，物料和干热风同时切向高速进入，在离心力的作用下，颗粒稍大的湿物料沿外壁高速旋转，增加热气流与物料的相对速度，强化了传热效果，干燥质轻的物料由中心向上进入旋风分离器，气固物质分离。物料从下出口进过细筛，细微粉与尾气进入袋式回收器7，回收细微粉。
采用两次连续干燥，二次干燥时只需汽化30％左右的水分，采用涡流式干燥器8，其性能前面已介绍，另外补充的是物料高速旋转区，装有搅拌器，使大颗粒物料加快细化的速度，经测算，蜗流干燥比同流干燥的传热传质系数要大3倍以上，适用于热敏物料的干燥工艺。干燥成品采用高效旋风分离器9，使95％以上的产品由下部卸料口排入过细筛，少量微粉由袋式回收器收集，由于大部分湿气已由第一级干燥器排出减轻了袋式回收器的负荷，不但减小了袋式回收器7的体积，而且使滤带的更换周期延长了10倍以上；当然为实现干燥到某一含水量，我们可以将顺逆流干燥单元进行串连使用，即至少两组螺杆泵50、挤水器53、挤丝器51以及顺逆流干燥器5，也可以将蜗流干燥器8串连使用。
需要注意的是本发明连续干燥设备的操作过程中，有些步骤是需要注意的，热风炉1点火后，必须启动引风机，使冷空气冷却炉壁，否则，会使炉壁过热，损坏设备。当热空气温度达到50～55℃时，启动进料口处的电动机，使物料缓慢进入热风管，随着热空气温度的逐渐升高，进料口处电动机的转速要同步提高，一直到稳定生产。
顺逆流干燥器5以及蜗流干燥器8内的混合温度应稳定在50～55℃之间。温度升高，可提高进料的速度以及螺杆泵50的转速，使进料量增加，反之应降低进料速度以及螺杆泵50的转速。
生产结束后，要先将热风炉1内的余火退出，引风机41、42继续运转，当热空气温度降至80℃以下时，方可停引风机41、42，否则，会损坏炉壁。
热风炉点火的同时，必须启动引风机41、42，使冷空气冷却炉壁，以免炉壁过热。停机时必须先将余火退出，待热空气温度降至80℃以下时，方可停引风机，严禁热风炉无冷却风干烧，干烧的结果有两种一种是传热炉壁燃烧过热时，突然送风会产生瞬间高温热气流，当与设备内残留的微粉相遇时，会产生粉尘爆炸。造成严重事故。另一种是长时间干烧，会使传热炉壁快速氧化，烧穿炉壁而无法生产。
在生产过程中，如突然停电或发生故障必须停机时，应迅速将火退出，待炉温冷却后再继续生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种连续低温干燥工艺，其特征在于，其干燥的工艺步骤包括a.通过挤压，将物料表面的水分挤出；b.将物料挤压成丝状，缓慢垂直下落；c.干热风从顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的丝状物产生顺流和逆流相对运动；d.将丝状物料粉碎后进行涡流干燥；e.将回收到的物料进行气固分离，使产品和气体分别排出。
2.根据权利要求1所述的连续低温干燥工艺，其特征在于，还包括步骤f、将物料与热风相混合并高速前进，将产生的湿气排出；所述的步骤f位于步骤a前。
3.根据权利要求1所述的连续低温干燥工艺，其特征在于，还包括步骤g.进一步提纯，去除固体中残渣，获得产品；所述的步骤g位于步骤e后。
4.一种连续低温干燥设备，其特征在于，其包括，热源单元、气/固流动运输单元、顺逆流干燥单元、涡流干燥单元，其中，热源单元产生干燥所需要的热能；所述的气/固流动运输单元为用以连接各结构单元的热风管、排潮管、引风机以及用以运输物料的运输机，引风机干燥空气转化为干热风；所述的顺逆流干燥单元为一顺逆流干燥器，干热风从干燥器顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的物料产生顺流和逆流相对运动，湿气从位于顺逆流干燥器中段的排汽口通过排潮管排出，物料从位于顺逆流干燥器下端出料口排出；通过传输机将物料出送至所述的涡流干燥单元；所述的涡流干燥单元为粉碎机和蜗轮干燥器，将物料粉碎后进行涡流干燥。
5.根据权利要求4所述的连续低温干燥设备，其特征在于，所述的热源单元为蒸汽锅炉与热交换器的组合或者热风炉。
6.根据权利要求4所述的连续低温干燥设备，其特征在于，所述的顺逆流干燥单元，还包括，螺杆泵、挤水器以及挤丝器，所述的螺杆泵为挤水器以及挤丝器提供动力，所述的挤水器挤出表面的水分挤出，所述的挤丝器将物料挤成丝状，从所述顺逆流干燥器顶端落下。
7.根据权利要求4所述的连续低温干燥设备，其特征在于，还包括旋风分离器设置于，通过传输机将从蜗轮干燥器置入所述的旋风分离器进行气固分离。
8.根据权利要求4或7所述的连续低温干燥设备，其特征在于，所述的传输机为闭式传输机，使闭式运输机入口上端的热风与下闭式运输机出口后段热风互不串联。
9.根据权利要求7所述的连续低温干燥设备，其特征在于，还包括干粉筛以及袋式回收器，所述的干粉筛设置于旋风分离器固体出料口，使产品中的大颗粒和杂质分离出来，所述的袋式回收器设置于旋风分离器气体出料口，将尾气中的微小粉粒收集起来。
10.根据权利要求4所述的连续低温干燥设备，其特征在于，为达到规定的干燥效果，将顺逆流干燥单元或蜗轮干燥单元串联起来使用。
全文摘要
本发明为一种连续低温干燥工艺及其设备，其包括，热源单元、气/固流动运输单元、顺逆流干燥单元、涡流干燥单元，其中，热源单元产生干燥所需要的热能；气/固流动运输单元用以连接各结构单元的热风管、排潮管、引风机以及用以运输物料的传输机；所述的顺逆流干燥单元为一顺逆流干燥器，干热风从顺逆流干燥器顶部和底部分别向下和向上高速运动，与下落的物料产生顺流和逆流相对运动，湿气从顺逆流干燥器中段排出，物料从顺逆流干燥器下端出料口排出；通过传输机将物料送出至所述的涡流干燥单元；其包括粉碎机和涡轮干燥器，将物料粉碎后进行涡流干燥，从而达到使物料能够在温度较低的情况下干燥，且耗电量少，不用循环干燥的目的。
文档编号F26B19/00GK1904532SQ200610111328
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月22日 优先权日2006年8月22日
发明者张世领, 李辉军, 张力越 申请人:开封市四达农产品设备有限公司