一种基于空气热能循环的烘干装置的制作方法

本发明涉及食品加工机械领域，尤其是一种基于空气热能循环的烘干装置。

背景技术：

银耳是常见的食用菌，但对银耳在烘干作业时，不同湿度的银耳对烘干环境的要求是不同的，例如湿度大的银耳如果以高温进行烘干，则容易使银耳被熟化失去价值；但如果专门针对不同湿度的银耳物料单独烘干，则又会加大成本，此外，旧的银耳烘干工艺多采用木柴、烘炉为热源，容易影响环境。

技术实现要素：

本发明提出一种基于空气热能循环的烘干装置，能以空气热能同时对不同湿度的银耳进行高质量的烘干，经济环保。

本发明采用以下技术方案。

一种基于空气热能循环的烘干装置，能以空气热能对食用菌进行烘干，所述烘干装置包括干料烘腔、湿料烘腔、热源、热回收气路和鼓风设备；所述干料烘腔与湿料烘腔相通；湿料烘腔与热回收气路相通；所述干料烘腔为对含水量小的半干物料进行烘干的腔室；所述湿料烘腔为对含水量大的湿物料进行烘干的腔室；外部空气经热源加热后，在鼓风设备风压作用下先经新风通道进入干料烘腔对半干物料进行烘干；再进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；湿料烘腔内的热空气在风压作用下进入热回收气路；所述热回收气路包括与外部相通的排湿通道和与湿料烘腔相通的回风通道；进入热回收气路的热空气一部分从排湿通道排出，另一部分经回风通道返回至湿料烘腔内。

所述热源包括第一热交换器和第二热交换器；所述第一热交换器设于新风通道处，对进入烘干装置的外部空气进行加热；所述第二热交换器设于回风通道处，对进入回风通道的热空气进行重加热；所述回风通道处设有风扇对热空气加压。

所述第一热交换器和第二交换器内均设有以热交换管密集盘成的放热管网；所述第一热交换器和第二交换器的热交换管内设有冷媒，第一热交换器和第二交换器均以冷媒管道与压缩机、吸热器相连；所述吸热器位于烘干装置的机壳外，吸热器内设有以热交换管密集盘成的吸热管网；所述压缩机驱动冷媒在冷媒管内流动，当冷媒流至吸热器时，冷媒在吸热管网内膨胀以吸收外部空气中的热，当冷媒流至第一热交换器和第二交换器时，冷媒在放热管网内被压缩以释放热能来加热进入烘干装置的外部空气。

使用所述烘干装置对物料进行烘干的方法依次包括以下步骤；

a1、在干料烘腔内放入含水量小的半干物料；在湿料烘腔内放入含水量大的湿物料；

a2、鼓风设备启动把外部空气吸入烘干装置，外部空气经第一热交换器加热后，在鼓风设备风压作用下先经新风通道进入干料烘腔对半干物料进行烘干；

a3、干料烘腔内的热空气经风孔进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；

a4、湿料烘腔内的热空气进入热回收气路；进入热回收气路的热空气一部分从排湿通道排出，另一部分进入回风通道；在风扇驱动下经回风通道返回至湿料烘腔内继续烘干湿物料；

a5、当干料烘腔内的物料的干燥度达到预定要求后，从干料烘腔内取出物料；然后再把湿料烘腔内的物料转移至干料烘腔内。

在步骤a2中，干料烘腔的温度范围为摄氏70度至80度之间；在步骤a3中，湿料烘腔的温度为摄氏50度。

所述压缩机为电动压缩机；排湿通道处设有辅助进气口；干料烘腔与湿料烘腔之间以隔板分隔；隔板处设有风孔。

两组烘干装置以共用热交换器方式组合成一烘干房，每烘干房包括两块热交换器、两组鼓风设备、两组新风口、两组排湿口、多个烘仓；烘仓包括干料烘腔、湿料烘腔、热回收装置和两台空气能热泵外机；所述干料烘腔位于下层而湿料烘腔位于上层；热交换器内置热回收气路；空气能热泵外机内置有压缩机；空气能热泵与热交换器相连。

外部空气经热回收器加热后，在鼓风设备风压作用下，先经新风通道进入下层干料烘腔处的第一热交换器重新加热；再通过风机进入风道对半干物料进行层层烘干；然后一部分热空气经隔板的风孔进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；另一部分热空气经下层烘腔的排气道输出至新风通道与新风混合，再次进入第一热交换器重新加热；从湿料烘腔输出的热空气一部分进烘仓上层回风通道和烘仓上层的辅助进气口的空气混合后经第二热交换器加热，以此循环；另一部分从湿料烘腔输出的热空气携带大量水气的热空气往排湿风道排出。

所述物料为银耳，所述干料烘腔、湿料烘腔内均匀设置银耳烘架以使银耳均匀放置；湿料烘腔侧壁处设有湿腔热回收通道与热回收气路相通，湿腔热回收通道使湿腔热空气中的一部分直排至热回收气路，用以强化湿腔热空气的热量回收；干料烘腔侧壁处设有干腔热回收通道与新风通道相通，干腔热回收通道使干腔热空气中的一部分直排至新风通道，用以强化对新吸入外部空气的加热。

干料烘腔内的半干银耳物料湿度范围为10-40%rh之间，湿料烘腔内的湿银耳物料湿度范围为40-95%rh之间。

本发明中，外部空气经热源加热后，在鼓风设备风压作用下先经新风通道进入干料烘腔对半干物料进行烘干；再进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；该设计使得热空气在干料烘腔内先释放一部分热量，降温并携带水气后，再进入湿料烘腔，由于携带大量水气的热空气的比热容增大，其释放热量的速度也较为恒定，而且能更好地与皱褶度很大的银耳表面接触并加热，从而让湿料烘腔内的湿银耳能在稳定的湿热环境下释放水份，达到半干状态，不易熟化，而且银耳在湿热环境下烘干时其整体湿度更易于控制，不易在银耳物料上出现半干半湿的状态，对后续的进一步烘干更有利。

本发明中，湿料烘腔内的热空气在风压作用下进入热回收气路；所述热回收气路包括与外部相通的排湿通道和与湿料烘腔相通的回风通道；进入热回收气路的热空气一部分从排湿通道排出，另一部分经回风通道返回至湿料烘腔内；该设计使得湿料烘腔内的湿度易于控制，而且能回收大量热能，节能环保。

本发明中，所述第一热交换器和第二交换器内均设有以热交换管密集盘成的放热管网；所述第一热交换器和第二交换器的热交换管内设有冷媒，第一热交换器和第二交换器均以冷媒管道与压缩机、吸热器相连；所述吸热器位于烘干装置的机壳外，吸热器内设有以热交换管密集盘成的吸热管网；所述压缩机驱动冷媒在冷媒管内流动，当冷媒流至吸热器时，冷媒在吸热管网内膨胀以吸收外部空气中的热，当冷媒流至第一热交换器和第二交换器时，冷媒在放热管网内被压缩以释放热能来加热进入烘干装置的外部空气；该设计仿照空气能热水器的原理，直接从空气中吸能并释放在烘干装置内，无须使用木柴等燃料，绿色环保，而且该方式能达到空调设备的精确控温效果，对提升银耳的烘干质量十分有益。

本发明由于采用了干料烘腔、湿料烘腔的相互配合作业方式，从而形成了简易的流水线作业方式，以湿热空气对湿银耳烘干使之达到预定干燥度后，再转入干料烘腔内快速烘干；这样的银耳物料流转，提高了烘干效率，而且有利于保障烘干的连续性以提升烘干质量。

本发明中，出风孔就是下层干料烘腔的排湿口，也是上层湿料烘腔的新风口，因下层是烘半干物料湿度只有10-40%rh之间，上层是烘湿物料湿度在40-95%rh之间，所以在不影响上层烘腔的温湿度的情况下，起到了百分百回收下层的热能。

本发明由于采用两次烘干，且以湿热空气在湿料烘腔内对湿银耳进行烘干，从而使得湿银耳的中间烘干度容易控制，湿料烘腔内的热空气湿度即可做为湿料烘腔内银耳烘干所要达到的湿度阈值使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明的新风通道、干料烘腔、湿料烘腔处的局部放大示意图；

附图3是本发明的另一方向上的剖切示意图；

附图4是本发明的空气流动示意图；

图中：1-干料烘腔；2-新风通道；3-第一热交换器；4-湿料烘腔；5-风孔；6-热回收气路；7-第二热交换器；8-热源；9-隔板；10-排湿通道；11-回风通道；12-银耳烘架；13-辅助进气口；15-辅助新风口；16-湿腔热回收通道；17-干腔热回收通道；18-烘仓。

具体实施方式

如图1-4所示，一种基于空气热能循环的烘干装置，能以空气热能对食用菌进行烘干，所述烘干装置包括干料烘腔1、湿料烘腔4、热源8、热回收气路6和鼓风设备；所述干料烘腔1与湿料烘腔4相通；湿料烘腔4与热回收气路6相通；所述干料烘腔1为对含水量小的半干物料进行烘干的腔室；所述湿料烘腔4为对含水量大的湿物料进行烘干的腔室；外部空气经热源8加热后，在鼓风设备风压作用下先经新风通道2进入干料烘腔对半干物料进行烘干；再进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；湿料烘腔内的热空气在风压作用下进入热回收气路6；所述热回收气路包括与外部相通的排湿通道10和与湿料烘腔相通的回风通道11；进入热回收气路的热空气一部分从排湿通道排出，另一部分经回风通道返回至湿料烘腔内。

所述热源包括第一热交换器3和第二热交换器7；所述第一热交换器设于新风通道处，对进入烘干装置的外部空气进行加热；所述第二热交换器设于回风通道处，对进入回风通道的热空气进行重加热；所述回风通道处设有风扇对热空气加压。

所述第一热交换器和第二交换器内均设有以热交换管密集盘成的放热管网；所述第一热交换器和第二交换器的热交换管内设有冷媒，第一热交换器和第二交换器均以冷媒管道与压缩机、吸热器相连；所述吸热器位于烘干装置的机壳外，吸热器内设有以热交换管密集盘成的吸热管网；所述压缩机驱动冷媒在冷媒管内流动，当冷媒流至吸热器时，冷媒在吸热管网内膨胀以吸收外部空气中的热，当冷媒流至第一热交换器和第二交换器时，冷媒在放热管网内被压缩以释放热能来加热进入烘干装置的外部空气。

使用所述烘干装置对物料进行烘干的方法依次包括以下步骤；

a1、在干料烘腔内放入含水量小的半干物料；在湿料烘腔内放入含水量大的湿物料；

a2、鼓风设备启动把外部空气吸入烘干装置，外部空气经第一热交换器加热后，在鼓风设备风压作用下先经新风通道进入干料烘腔对半干物料进行烘干；

a3、干料烘腔内的热空气经风孔进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；

a4、湿料烘腔内的热空气进入热回收气路；进入热回收气路的热空气一部分从排湿通道排出，另一部分进入回风通道；在风扇驱动下经回风通道返回至湿料烘腔内继续烘干湿物料；

a5、当干料烘腔内的物料的干燥度达到预定要求后，从干料烘腔内取出物料；然后再把湿料烘腔内的物料转移至干料烘腔内。

在步骤a2中，干料烘腔的温度范围为摄氏70度至80度之间；在步骤a3中，湿料烘腔的温度为摄氏50度。

所述压缩机为电动压缩机；排湿通道处设有辅助进气口；干料烘腔与湿料烘腔之间以隔板9分隔；隔板处设有风孔5。

两组烘干装置以共用热交换器方式组合成一烘干房，每烘干房包括两块热交换器、两组鼓风设备、两组新风口、两组排湿口、多个烘仓；烘仓包括干料烘腔、湿料烘腔、热回收装置和两台空气能热泵外机；所述干料烘腔位于下层而湿料烘腔位于上层；热交换器内置热回收气路；空气能热泵外机内置有压缩机；空气能热泵与热交换器相连。

外部空气经热回收器加热后，在鼓风设备风压作用下，先经新风通道进入下层干料烘腔处的第一热交换器重新加热；再通过风机进入风道对半干物料进行层层烘干；然后一部分热空气经隔板的风孔进入湿料烘腔对湿物料进行烘干；另一部分热空气经下层烘腔的排气道输出至新风通道与新风混合，再次进入第一热交换器重新加热；从湿料烘腔输出的热空气一部分进烘仓上层回风通道和烘仓上层的辅助进气口的空气混合后经第二热交换器加热，以此循环；另一部分从湿料烘腔输出的热空气携带大量水气的热空气往排湿风道排出。

所述物料为银耳，所述干料烘腔、湿料烘腔内均匀设置银耳烘架12以使银耳均匀放置；湿料烘腔侧壁处设有湿腔热回收通道与热回收气路相通，湿腔热回收通道使湿腔热空气中的一部分直排至热回收气路，用以强化湿腔热空气的热量回收；干料烘腔侧壁处设有干腔热回收通道与新风通道相通，干腔热回收通道使干腔热空气中的一部分直排至新风通道，用以强化对新吸入外部空气的加热。

干料烘腔内的半干银耳物料湿度范围为10-40%rh之间，湿料烘腔内的湿银耳物料湿度范围为40-95%rh之间。。

本例中，排湿通道处设有排湿风机，烘仓18的顶端设有辅助新风口15与热回收气路相通。