一种新鲜花粉的即时干燥装置及其操作方法与流程

本发明涉及蜂产品加工技术领域，尤其涉及一种新鲜花粉的即时干燥装置及其操作方法。

背景技术：

蜂花粉来源于大自然，是蜜蜂采集的花粉粒、花蜜，并加入了特殊的腺体分泌物混合而成的一种不规则扁圆团状物。花粉含有植物发育的全部营养成分和活性物质，是植物生命之源，被称为微型营养库。

鲜蜂花粉采收后，湿基含水率高达20-30％，微生物和酶的活性很高，易受微生物侵染，需要及时进行干燥脱水，以延长其贮藏时间。

目前蜂花粉采集过程中极易受到蚂蚁、苍蝇等昆虫的二次污染，在日光照射条件下，也会导致新鲜花粉的营养成分损失，降低了新鲜花粉的营养价值和产品附加值。

现有的蜂花粉干燥技术采用日光晒干、冷冻干燥、热风干燥等技术进行蜂花粉干燥，一般将采收后的新鲜花粉进行冷冻储运，然后采用进行干燥脱水，或者在露天下进行自然晾晒。

日光晒干易受天气影响，干燥时间长，极易发生脂质氧化和色泽劣变，在干燥过程中还容易遭受苍蝇、蚂蚁等昆虫的二次污染，同时花粉中的草棍、灰尘等杂质大大增加，蜂花粉的食品安全性差。

冷冻干燥、热风干燥无法在蜂场进行，新鲜蜂花粉在常温下容易发生脂质氧化劣变，需要将采集的花粉立即冷冻处理，目前大部分蜂场缺乏制冷设施、设备，难以实现新鲜花粉的冷冻储运，而且在花粉的采集过程中同样存在二次污染的可能。

公开号为cn108534513a的中国发明专利公开了一种蜂花粉生产用干燥箱，包括箱体、控制器、温度传感器、湿度传感器、振动电机，所述箱体上方设置有所述控制器，所述箱体内部设置有蜂花粉放置架，所述蜂花粉放置架上方设置有所述湿度传感器，所述湿度传感器侧面设置有所述温度传感器，所述蜂花粉放置架侧面设置有透气窗，所述蜂花粉放置架下方设置有基板，所述基板下方设置有所述振动电机，所述振动电机两侧设置有弹簧。这一蜂花粉生产用干燥箱需使用外接电源。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新鲜花粉的即时干燥装置及其操作方法，采用绿色太阳能干燥技术，应用自适应温湿度智能控制技术，进行新鲜蜂花粉的即时干燥，新鲜蜂花粉采集过程可即时干燥，实现花粉的薄层干燥，减少了花粉的翻动，保持了花粉的天然形态，大大减少了花粉的破碎率，提高了花粉的附加值和商品价值。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新鲜花粉的即时干燥装置，其包括：

若干支撑组件，其均匀排布；

干燥箱，其包括物料槽，该物料槽采用顶部为开口的箱式结构，底部采用防滑结构；所述物料槽放置在所述若干支撑组件上且物料槽的底面与所述若干支撑组件接触；所述物料槽的一侧安装有进气组件，进气组件上安装有电磁阀；所述物料槽的另一侧安装有第一风机；滑板覆盖在物料槽的开口上并能在该开口上滑动；第一挡板安装在所述物料槽的开口上并位于所述滑板滑动方向的一端；所述物料槽内装有第二挡板和自热板，该第二挡板斜放在物料槽内并靠近所述第一挡板设置；

太阳能组件，其与所述自热板电性连接；

控制系统，其包括可编程控制器以及置于所述物料槽内的用于监测花粉表面温度的温度传感器和用于监测物料槽内温湿度情况的温湿度传感器；所述可编程控制器与所述电磁阀、第一风机、太阳能组件、温度传感器和温湿度传感器电性连接。

进一步的，所述支撑组件包括支撑底座、调节杆、立柱、重量传感器；所述调节杆垂直固定在所述支撑底座的顶面中心处，该调节杆与立柱之间螺纹连接，所述调节杆可以在立柱内沿垂直方向上下调节，所述立柱上方安装有与所述可编程控制器电性连接的重量传感器，该重量传感器与所述物料槽的底面接触。

进一步的，所述支撑底座采用环形底座，底部密封且底部可以加入液体。

进一步的，所述电磁阀的入口端安装有第二过滤网。

进一步的，所述第一风机上安装有单向阀和第一过滤网。

进一步的，所述滑板为u型滑板，该u型滑板的两侧板能够将u型滑板整体卡在所述物料槽的开口上并且u型滑板的两侧板分别与物料槽的外侧导滑配合。

进一步的，所述第二挡板与花粉接触面采用软性材料。

进一步的，所述自热板采用太阳能吸热材料，表面采用连续圆弧形设计，内部安装有与所述太阳能组件电性连接的加热元件。

上述任一项所述的新鲜花粉的即时干燥装置，其操作方法如下：

测定新鲜花粉的休止角度数，调节支撑组件的高度，使得物料槽的倾角略大于休止角角度，使得采集的新鲜花粉能够在物料槽内流动；

将干燥箱中的第一挡板与安装在蜂箱上的脱粉器下沿接触，根据新鲜蜂花粉直径和落料速度，调整滑板的相对位置，使得蜂花粉自由落入物料槽中，在自热板的作用下，花粉在物料槽内被干燥；

物料槽中的温湿度传感器动态监测物料槽内的温湿度情况，当湿度达到设定阈值上限后，电磁阀开启，第一风机启动，降低物料槽中的湿度；当湿度达到设定湿度阈值下限后，电磁阀关闭，第一风机关闭，停止排湿作业；

当温湿度传感器所监测的物料槽内温度达到设定阈值，并且温度传感器所监测的花粉表面温度达到设定阈值上限后，进行降温；当温湿度传感器所监测的物料槽内温度达到设定阈值，并且当温度传感器所监测的花粉表面温度达到设定阈值下限后，停止降温。

进一步的，当天气条件不佳时，可以采用分段干燥的方式，先将新鲜花粉干燥到临界安全水分，然后将中间产品收集，集中送到加工厂，采用真空脉动或者冷冻干燥进行深度干燥。

本发明所提供的新鲜花粉的即时干燥装置及其操作方法，具有下述有益效果：

1、实现新鲜花粉产地即时干燥，采用了相对密闭式的采集生产，应用密闭式干燥脱水，加工过程清洁卫生，有效避免了爬行和飞行昆虫对新鲜花粉造成的二次污染。

2、充分利用了绿色能源，可直接利用装置自身配置的小型太阳能系统，也可以接入蜂场广泛应用太阳能发电装置，实现了新鲜花粉干燥的绿色节能生产，大大降低了生产能耗，节约了生产成本，不仅提高了蜂花粉的品质和附加值，而且可以有效增加蜂农收入，减轻蜂农的劳动强度。

3、利用蜂花粉的自流特性，采用自流式薄层干燥，实现先采集先干燥，边采集边干燥，干燥过程中始终保持新鲜蜂花粉薄层干燥，不需采用人工翻动，不仅降低劳动强度，干燥效率大幅提升，同时减少了蜂花粉的破碎率，增加产品的商品价值。

4、装置设计简单，成果极易转化实施。单群蜜蜂采集新鲜花粉时，通过两个即时干燥箱即可进行连续生产，同时遇到雷雨天气，仅需关闭滑板即可，不需要收粉，同时也大大减少雷雨天气对花粉的不利影响。替代了传统的开放式接粉盘，采用重量传感器实时监测干燥箱的重量，可以精确判断蜂花粉干燥终点，避免干燥不足和过度干燥。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的新鲜花粉的即时干燥装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的新鲜花粉的即时干燥装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的新鲜花粉的即时干燥装置的左视图；

图4为本发明实施例提供的新鲜花粉的即时干燥装置中支撑组件的主视图。

附图标记说明：

1、支撑组件；1-1、支撑底座；1-2、调节杆；1-3、立柱；1-4、重量传感器；

2、干燥箱；2-1、物料槽；2-2、电磁阀；2-3、进气组件；2-4、滑板；2-5、第一挡板；2-6、第二挡板；2-7、自热板；2-8、第一风机；2-9、单向阀；2-10、第一过滤网；2-11、第二过滤网；

3、太阳能组件；3-1、太阳能电池板；3-2、蓄电池组；

4、控制系统；4-1、温度传感器；4-2、温湿度传感器；4-3、可编程控制器；4-4、延伸板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1至图3所示，一种新鲜花粉的即时干燥装置，其包括支撑组件1、干燥箱2、太阳能组件3、控制系统4。

支撑组件1为若干个，这些支撑组件1均匀排布，每个支撑组件1的结构均相同。如图4所示，所述支撑组件1包括支撑底座1-1、调节杆1-2、立柱1-3、重量传感器1-4。所述调节杆1-2垂直固定在所述支撑底座1-1的顶面中心处，该调节杆1-2与立柱1-3之间螺纹连接，所述调节杆1-2可以在立柱1-3内沿垂直方向上下调节，所述立柱1-3上方安装有重量传感器1-4。

所述支撑底座1-1优选采用环形底座，底部密封且底部可以加入液体。该环形底座可配合镜面电镀的立柱1-3，有效避免了目前新鲜花粉自然晾晒过程中蚂蚁、蜈蚣等对新鲜花粉的盗取和污染，同时提高了新鲜花粉生产的卫生条件。

干燥箱2，其包括物料槽2-1、电磁阀2-2、进气组件2-3、滑板2-4、第一挡板2-5、第二挡板2-6、自热板2-7、第一风机2-8、单向阀2-9、第一过滤网2-10、第二过滤网2-11。

物料槽2-1采用顶部为开口的长方体箱式结构并且采用了保温设计，底部采用防滑结构，避免花粉滑到一侧。所述物料槽2-1放置在各个支撑组件1的重量传感器1-4上且物料槽2-1的底面与重量传感器1-4接触。

如图1和图2所示，所述物料槽2-1的左侧安装有进气组件2-3，进气组件2-3上安装有电磁阀2-2。所述物料槽2-1的右侧安装有第一风机2-8。改进的，所述电磁阀2-2的入口端安装有第二过滤网2-11，该第二过滤网2-11能够对进风加以过滤，避免来风污染花粉。进一步改进的，所述第一风机2-8上安装有单向阀2-9和第一过滤网2-10，第一过滤网2-10可对第一风机2-8吹入到物料槽2-1内的风加以过滤，避免来风污染花粉。

滑板2-4覆盖在物料槽2-1的开口上并能在该开口上滑动，该滑板2-4的滑动方向与物料槽2-1短边的延伸方向相同。第一挡板2-5安装在所述物料槽2-1的开口上并位于所述滑板2-4滑动方向的一端，该第一挡板2-5位于所述物料槽2-1短边的一端，并且第一挡板2-5的延伸方向与物料槽2-1长边的延伸方向相同。第一挡板2-5采用可伸缩设计，与花粉接触面采用软性材料，倾斜角度和长度可根据花粉产量和含水率来调整。

所述滑板2-4优选为u型滑板，该u型滑板的两侧板能够将u型滑板整体卡在所述物料槽2-1的开口上并且u型滑板的两侧板分别与物料槽2-1的外侧导滑配合。u型滑板可与物料槽2-1的开口形成密封结构，当滑板2-4封闭物料槽2-1的开口后，湿气不容易进入到物料槽2-1内。

所述物料槽2-1内装有第二挡板2-6和自热板2-7，该第二挡板2-6斜放在物料槽2-1内并靠近所述第一挡板2-5设置。所述第二挡板2-6与花粉接触面优选采用软性材料。所述自热板2-7优选采用太阳能吸热材料，表面采用连续圆弧形设计，内部安装有与所述太阳能组件3电性连接的加热元件。

进一步改进的，所述物料槽2-1内设置有能够对流的第二风机和第三风机(图中未示)。

太阳能组件3与所述自热板2-7电性连接，该太阳能组件3可放置在与物料槽2-1外部前侧固定相连的延伸板4-4上。

控制系统4包括温度传感器4-1、温湿度传感器4-2、可编程控制器4-3。其中，温度传感器4-1、温湿度传感器4-2置于所述物料槽2-1内，温度传感器4-1用于监测花粉表面温度，温湿度传感器4-2用于监测物料槽2-1内的温湿度情况。可编程控制器4-3可放置在上述延伸板4-4上，该可编程控制器4-3与所述重量传感器1-4、电磁阀2-2、第一风机2-8、第二风机、第三风机、太阳能组件3、温度传感器4-1和温湿度传感器4-2电性连接。可编程控制器4-3能够接受温度传感器4-1和温湿度传感器4-2反馈的数据，并结合温度、湿度数据控制所述电磁阀2-2、第一风机2-8、第二风机、第三风机、太阳能组件3。

上述新鲜花粉的即时干燥装置，其操作方法如下：

测定新鲜花粉的休止角度数，调节支撑组件1的高度，使得物料槽2-1的倾角略大于休止角角度，使得采集的新鲜花粉能够在物料槽2-1内流动；

将干燥箱2中的第一挡板2-5与安装在蜂箱上的脱粉器下沿接触，根据新鲜蜂花粉直径和落料速度，调整滑板2-4的相对位置，使得蜂花粉自由落入物料槽2-1中，在自热板2-7的作用下，花粉在物料槽2-1内被干燥；

物料槽2-1中的温湿度传感器4-2动态监测物料槽2-1内的温湿度情况，当湿度达到设定阈值上限后，电磁阀2-11开启，第一风机2-8启动，降低物料槽2-1中的湿度；当湿度达到设定湿度阈值下限后，电磁阀2-11关闭，第一风机2-8关闭，停止排湿作业；

当温湿度传感器4-2所监测的物料槽2-1内温度达到设定阈值，并且温度传感器4-1所监测的花粉表面温度达到设定阈值上限后，进行降温；当温湿度传感器4-2所监测的物料槽2-1内温度达到设定阈值，并且当温度传感器4-1所监测的花粉表面温度达到设定阈值下限后，停止降温。第二风机和第三风机流向不同，定期启动(也可连续启动)，保证物料槽2-1内的温湿度一致。当排湿和降温作业时，流向与第一风机2-8一致。

当天气条件不佳时(早春和晚秋)，可以采用分段干燥的方式，先将新鲜花粉干燥到临界安全水分(将新鲜花粉的自由水脱除)，然后将中间产品收集，集中送到加工厂，采用真空脉动或者冷冻干燥进行深度干燥。

具体的，作业人员在进行操作时，先测定新鲜花粉的休止角度数，调节支撑组件1的调节杆1-2的高度，使得物料槽2-1的倾角略大于休止角角度，使得采集的新鲜花粉能够顺利在物料槽2-1短边方向流动。支撑组件1中的支撑底座1-1中可以加入清水、天然植物提取去等驱虫液体，同时立柱1-3外侧采用镜面电镀技术处理，防止爬行动物(蚂蚁、蜈蚣等)进入干燥箱2内盗食新鲜蜂花粉，有效避免了爬行动物污染新鲜花粉的可能性。

将干燥箱2中的第一挡板2-5与安装在蜂箱上的脱粉器下沿接触，根据新鲜蜂花粉直径和落料速度，调整滑板2-4的相对位置，确保蜂花粉自由落入干燥箱2中的物料槽2-1中，落料间隙可以防止蜜蜂回采花粉，同时也能避免苍蝇等飞行昆虫进入物料槽2-1中，避免花粉在干燥过程中产生的二次污染，同时也能大幅减少空气中沙尘对新鲜蜂花粉在采收盒中的污染。第一挡板2-5采用可伸缩设计，与花粉接触面采用软性材料，倾斜角度和长度可根据花粉产量和含水率来调整。第二挡板2-6与花粉接触面采用软性材料，减少花粉破碎率。

花粉落入物料槽2-1后，在自热板2-7的作用下，即可形成薄层干燥，随着干燥的进行，采集的花粉会依次落如物料槽2-1中，采集过程可即时干燥，先采集的先干燥，边采集边干燥，新鲜采集的花粉一直在最上层，持续形成高含水率薄层干燥模式，提高了花粉的干燥效率，利用蜂花粉的自流特性，大大减少了后期翻动花粉造成新鲜花粉散团破碎的可能性。自热板2-7采用太阳能吸热材料，表面采用连续圆弧形设计，增大了吸热面积，自热板2-7的内部安装有与太阳能组件3(现有装置)电性连接的加热元件。当太阳辐射强度高时，自热板2-7利用自身吸收的热量就可以向物料槽2-1内部提供热量；当太阳辐射强度不足时，由太阳能组件3为自热板2-7提供电源，继续由自热板2-7向物料槽2-1内部提供热量，保证新鲜花粉达到设定终点含水率。太阳能组件3通常都具有储能的电池系统，当太阳辐射强度过高的时候，就储存电量，从而为自热板2-7提供电源。自热板2-7还能遮挡日光，减少了日光中紫外线等对蜂花粉营养成造成损失。

蜂花粉干燥过程中，第二风机和第三风机在可编程控制器4-3的控制下定期启动，气流方向相反，并采用间断式换向作业，确保物料槽2-1内部温湿度一致。物料槽2-1中的温湿度传感器4-2动态监测物料槽2-1内的温湿度情况，当湿度达到设定阈值上限后，电磁阀2-11开启，第一风机2-8启动，降低物料槽2-1中的湿度；当湿度达到设定湿度阈值下限后，电磁阀2-11关闭，第一风机2-8关闭，停止排湿作业。

当温湿度传感器4-2所监测的物料槽2-1内温度达到设定阈值，并且温度传感器4-1所监测的花粉表面温度达到设定阈值上限后，进行降温；当温湿度传感器4-2所监测的物料槽2-1内温度达到设定阈值，并且当温度传感器4-1所监测的花粉表面温度达到设定阈值下限后，停止降温。

花粉采收达到设定量后，关闭滑板2-4，换上新的干燥箱2，继续工作。采收完成的花粉可以继续干燥，并通过重量传感器1-4实时在线反馈蜂花粉脱水进程，并通过薄层干燥模型进行模拟，同时采用自适应智能计算不同时段的重量差值，与数值模拟进行验证，自动精准判断干燥重点，确保蜂花粉能够安全长期贮藏，保证蜂花粉产品品质。

当天气条件不佳时(早春和晚秋)，可以采用分段干燥的方式，先将新鲜花粉干燥到临界安全水分(将新鲜花粉的自由水脱除)，然后将中间产品收集，集中送到加工厂，采用真空脉动或者冷冻干燥进行深度干燥。

上述新鲜花粉的即时干燥装置及其操作方法，具有下述有益效果：

1、实现新鲜花粉产地即时干燥，采用了相对密闭式的采集生产，应用密闭式干燥脱水，加工过程清洁卫生，避免了爬行和飞行昆虫对新鲜花粉造成的二次污染。

2、充分利用了绿色能源，可直接利用装置自身配置的小型太阳能系统，也可以接入蜂场广泛应用太阳能发电装置，实现了新鲜花粉干燥的绿色节能生产，大大降低了生产能耗，节约了生产成本，不仅提高了蜂花粉的品质和附加值，而且可以有效增加蜂农收入，减轻蜂农的劳动强度。

3、利用蜂花粉的自流特性，采用自流式薄层干燥，实现先采集先干燥，边采集边干燥，干燥过程中始终保持新鲜蜂花粉薄层干燥，不需采用人工翻动，不仅降低劳动强度，干燥效率大幅提升，同时减少了蜂花粉的破碎率，增加产品的商品价值。

4、采用环形底座设计，并配合镜面电镀立柱，有效避免了目前新鲜花粉自然晾晒过程中蚂蚁、蜈蚣等对新鲜花粉的盗取和污染，同时提高了新鲜花粉生产的卫生条件。

5、装置设计简单，成果极易转化实施。单群蜜蜂采集新鲜花粉时，通过两个即时干燥箱即可进行连续生产，同时遇到雷雨天气，仅需关闭滑板即可，不需要收粉，同时也大大减少雷雨天气对花粉的不利影响。替代了传统的开放式接粉盘，采用重量传感器实时监测干燥箱的重量，可以精确判断蜂花粉干燥终点，避免干燥不足和过度干燥。

6、采用太阳能自热板并结合内置加热板设计，保障了新鲜蜂花粉干燥的连续性，采用即时干燥技术，大幅缩短了干燥时间，并应用温湿度控制技术，很好的保证了干燥花粉的色香味。并利用数值模拟和薄层干燥模型分析，采用连续实时动态称重，采用自适应控制技术来实现新鲜蜂花粉干燥过程的精确控制和自动控制，实时精准判断花粉的干燥终点，避免了花粉的干燥不足和过度干燥。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。