低耗能零污染辣椒干燥设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种辣椒加工设备，即一种低耗能零污染辣椒干燥设备。


背景技术：

2.辣椒既是一种蔬菜，也是一种工业原料，市场需求旺盛。为了满足市场需求，近年来辣椒的种植面积不断扩大，产量大幅提高。并且形成了多处辣椒规模化种植产区，其中，内蒙古通辽市开鲁县种植的红干椒，以产量高，品质好，规模大而闻名国内外。随着辣椒产量的增加，辣椒脱水干燥的量也大幅上升，原有的辣椒干燥处理技术已经不能满足需求。辣椒脱水干燥是辣椒储存、运输、深加工的重要环节。过去，由于缺乏先进的技术和设备，只能采用人工晾晒的方式进行辣椒的脱水。由于辣椒的含水量大，达到总重的四分之三，而且水分子与辣椒细胞结合紧密，脱水难度大，手工晾晒占地面积大，效率低，对天气要求高，无法满足大规模种植的需要。近年来，市场推出一些蔬菜的脱水设备。可是，这些设备多以煤炭或电力为热源，能耗较高，污染严重，成本居高不下，严重制约了辣椒产业的发展。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种适用于辣椒脱水干燥作业，且效率高，能耗低，无污染，能够满足大规模辣椒生产需求的辣椒加工设备。
4.上述目的是由以下技术方案实现的：提供一种低耗能零污染辣椒干燥设备，其特点是：所述设备包括一种干燥仓，干燥仓内设有辣椒传送带，外面设有太阳能集热模块为热源的热风供应装置，通过热风对辣椒进行干燥脱水。
5.所述干燥仓由南墙、北墙、东墙、西墙、底面及仓顶围成，其中的南墙高度低于北墙，南墙及仓顶采用超白低铁高透光光学钢化布纹中空玻璃幕墙，北墙为双层pu彩钢复合板，北墙内侧涂覆热反射涂层。
6.所述干燥仓的南墙高3000mm,北墙高4200mm，南北内宽3500mm,东西长300m，底面铺设100mm厚的xps绝热层，所匹配的太阳能集热模块受光面积1800—3000
㎡
。
7.所述干燥仓内的辣椒传送带为双层不锈钢网带，材质为sus304，宽度3000mmm，有效长度280m，传动速度1～8m／min。
8.所述太阳能集热模块采用多支双层真空玻璃集热管，管端插入水箱，水箱接出的输水管进入热风箱，经反复盘绕，另一端为回水管返回水箱。
9.所述热风供应装置的热源包括空气源热泵。
10.所述空气源热泵包括空气压缩机，空气压缩机的输出端接出管路与冷凝器的入口端相通，冷凝器的输出端通过管路与蒸发器的输入端相通，蒸发器的输出端通过管路与空气压缩机的输入端相通，所述冷凝器安装在热风箱当中。
11.所述热风箱设有热风机，并通过热风管与所述干燥仓相连通。
12.所述干燥仓出口设置排气管，排气管往复盘绕，管上插装多支热管，热管设在余热回收箱内，余热回收箱设有热风机，并通过余热风管与干燥仓相通。
13.所述干燥仓里有多条与竖直方向呈一夹角的斜向传送带，前一条斜向传送带的上端与相邻的后一条斜向传送带的下端相对。
14.本实用新型的有益效果是：干燥仓采用透光材料及保温材料制成，以太阳能集热模块为热源，日光不足时以空气热泵补充热源，耗电极少，辣椒的脱水效率高，且能耗低，无污染，辣椒干燥过程无损伤，产品质量好，能够满足大规模辣椒产区的辣椒干燥作业，为辣椒的储存运输以及深加工提供了良好的条件，可望成为辣椒干燥脱水的首选设备。
附图说明
15.图1是第一种实施例的干燥设备结构框图；
16.图2是第一种实施例的干燥仓的主视图；
17.图3是第一种实施例的干燥仓的左视图；
18.图4是第一种实施例的干燥仓的俯视图；
19.图5是第一种实施例的太阳能集热管主视图；
20.图6是第一种实施例的太阳能集热模块的结构示意图；
21.图7是第一种实施例的干燥设备结构原理示意图；
22.图8是第二种实施例的空气热源泵结构原理示意图；
23.图9是第二种实施例的干燥设备结构原理示意图；
24.图10是第三种实施例的局部结构原理示意图；
25.图11是第四种实施例的工作原理示意图。
26.图中可见：干燥仓1，传送带2，热风供应装置3，进料口4，南墙5，底面6，北墙7，仓顶8,太阳能集热模块9，双层真空玻璃集热管10，水箱11，输水管12，热风箱13，热风口14，回水管15，热风机16，导流板17，空气源热泵18，空气压缩机19，冷凝器20，蒸发器21，排气管22，热管23，余热回收箱24，余热风管25，斜向传送带26，挡板27。
具体实施方式
27.第一种实施例：如图1所示，这种低耗能零污染辣椒干燥设备，主要有太阳能集热阵列、空气源热泵机组、干燥仓、烘干传输装置以及控制系统五个部分组成。结合图2、图3、图4可见，其设备的主体是一个干燥仓1。干燥仓内设有烘干传输装置，主要是一套辣椒传送带2，干燥仓外面设有太阳能集热模块9为热源的热风供应装置3。辣椒从进料口4进入干燥仓，并且落在传送带2上，即可在平移当中接受热风的烘烤而脱水干燥。
28.显然，所述干燥仓的结构形式有多种，本例介绍一种日处理鲜椒120—250吨的干燥仓，其中干燥仓最好按250吨设计，其他辅助设备按照120吨计算，这样在处理量较小时工作成本较低。在处理量增加时，可以添置设备。如图所示，这种干燥仓也是有南墙5、北墙7、东墙、西墙、底面6及仓顶8围成，一般来说，这里的底面就是地面。但在离开的地面的建筑当中，这个底面就可能是上层的板面了。为了获得充足的日光，这种干燥仓的南墙高度低于北墙。实验当中采用以下一组数据效果较好：南墙高3000mm,北墙高4200mm。南北内宽3500mm,南北外宽4m，东西长300m，占地1200m2。南墙及仓顶应采用透光材料，推荐采用超白低铁高透光光学钢化布纹中空玻璃幕墙，玻璃规格5+12+5，墙厚150mm，透光率≥92％。东西两侧以及北墙为双层pu彩钢复合板，北墙更厚一些，采用100+80+80=260mm双层pu彩钢复合板，传
热系数≤0.14w／m2k。北墙内侧涂覆纳米热反射涂层，热反射率≥94%。底面铺设100mm厚的xps绝热层。整个干燥仓密不透风，阳光透过透明材料，把热量带入干燥仓内，而热量要扩散出去就很难了，因而这种干燥仓相当于一个大型集热器，因此也称作自集热干燥仓。
29.干燥仓内的烘干传输装置也可以是一种辣椒传送带2。传送带可以采用双层不锈钢网带，材质为sus304，宽度3000mmm，有效长度280m，传动速度1～8m／min。辣椒从一端到末端所用的最长时间近5个小时，最快35分钟。具体用时可按照当时物料水分以及仓内温度等指标进行调整，也可以通过控制系统，包括自动控制、程序控制以及智能控制等，对工作过程进行控制。
30.干燥仓最主要的能源是太阳能。可以采用多种太阳能-热量转换装置，本例推荐采用双层真空玻璃管集热器。如图5所示，这种太阳能集热器有多支双层真空玻璃集热管10，双层真空玻璃集热管10的一端插入水箱11内。玻璃集热管内有通水和不通水两种形式，不通水的采用一支超导热管，管头与水箱内的水接触。由于双层玻璃内是真空的，不能导热，太阳光的热量随光线穿过双层玻璃进入玻璃管内，不能向外传导，就只能向管的一端传导，从而把热量传导到水箱的水里。
31.显然，这种太阳能集热器可以连接很大的面积，形成一块一块的太阳能集热模块9，多个模块构成一个太阳能集热阵列。本例的阵列可以为二排，每排由多个模块串联连接，两排之间为并联联接，太阳能集热器阵列可以与干燥仓平行，安装辐射角偏西9度为宜。实验表明，要达到日处理120吨鲜椒的产能，太阳能集热阵列的受光面积应在1800
㎡
以上，而日处理鲜椒250吨的干燥仓匹配的太阳能集热阵列面积应达到3000
㎡
。
32.这种太阳能集热器的使用方法如图6所示，太阳能集热器水箱11一头接出的输水管12进入热风箱13，输水管上最好加设散热片，以增大散热面积，输水管在热风箱内反复盘绕，就可以把热量散发到热风箱内。再如图7所示，由热风机16把箱内的热风从热风口14推送到干燥仓里面。热风在干燥仓被仓内的多块导流板17反复阻挡，反复流动，即可对传送带上的辣椒进行干燥脱水。而热风箱内的输水管的另一端又通过回水管15回到太阳能水箱。这样循环下去，就可以把热风不断的送到干燥仓，持续进行辣椒的干燥作业了。
33.干燥仓的末端设有出料装置，出料装置的形式很多，例如在侧墙下部开门，或在底面向下设有漏口，采用人工或自动控制装置均可将干燥的辣椒取出。因出料装置属于常规设计，故不详述。
34.第二种实施例：在第一种实施例的基础上，增加一种空气源热泵18。由于空气源热泵属于成熟的现有技术，图8仅画出主要的部件。图中可见，空气源热泵包括空气压缩机19，空气压缩机的输出端通过管路与冷凝器20的入口端相通，冷凝器的出口端通过管路与蒸发器21的入口端相通，蒸发器的出口端通过管路与空气压缩机的输入端相通。整个循环路径当中的介质是一种沸点很低极易变态的物质，例如氟利昂等。由于蒸发器置于环境空气当中，在辣椒收获季节，气温较高，远高于介质的沸点，蒸发器内的介质呈气态。开动空气压缩机，把蒸发器内的气体介质抽到压缩机内压缩成为高温高压气体，并经过冷凝器散热而成为液体。这种液体介质再进入蒸发器，又变位气体。液体变为气体的过程会吸收周围的热量，气体转化成液体的时候会放出热量，这样，就可以把环境空气当中的热量不断的转移到冷凝器的周围。结合图9所示，所述蒸发器安装在干燥仓的外面，所述冷凝器安装在热风箱当中，就可以把外面的热量转移到热风箱。热风箱设有热风机，开动热风机即可把热量并通
过送风管送入干燥仓。这样，热量不断的输入干燥仓当中，就可以达到较高的温度。只要配备的设备大小合适，就可以达到辣椒脱水的温度。
35.实验证明，空气源热泵采用能效比cop≥4.5的谷轮空气压缩机，总功率200kw，实际加热功率800kw，输出热风可达70℃，完全能够满足大批量辣椒的脱水作业。
36.与太阳能集热器相比，空气热源泵的工作需要耗电。但所用的电能仅是压缩机的动力所需，与所获得的热能相比，数量很小，一般不超过所获得热能的25%，因而具有较好的使用价值。
37.由于空气热源泵需要耗费一点电能，所以，空气源热泵还不能替代太阳能热源。最好把空气源热泵作为太阳能热源的辅助设备，在阳光充足的情况下使用太阳能热源，在没有阳光的阴雨天或夜间启动空气源热泵，可以获得最佳的效果。
38.第三种实施例：在前述实施例的基础上改进。在辣椒的脱水干燥过程中，辣椒脱出的水汽要不断的排出干燥仓，同时也要带走一些热气。回收利用这部分热量，才能充分利用由太阳能热源和空气源热泵所获得的热能，提高设备的效率，降低作业成本。为此，本例提出了一种回收干燥仓排出热量的方案。
39.如图10所示，干燥仓出口设置排气管22，排气管往复盘绕，管上插装多支热管23，热管设在余热回收箱24内，余热回收箱设有热风机，并通过余热风管25与干燥仓相通。
40.这里所说的热管，是一类导热元件。其中比较简单的是一种重力式热管。重力式热管是把封闭的管子内抽成较高的真空度，同时加入适量的液体介质。该液体介质本身就是容易气化的物质，加之在真空的条件下，其气化的温度更低。把这种热管的下端插在干燥仓的排气管内，管内介质吸热后迅速气化，温度立即达到排气管内气体的温度，整个热管处于散热状态。此时，热风机向余热回收箱打入气体，气体与热管接触，立即吸收热量而变成热风，并通过余热风管送到干燥仓内，继续参与辣椒的脱水作业。排气管内的流体散热之后，接近常温，即可在终端排出，另作他用。
41.第四种实施例：在前述实施例的基础上对传送带进行改进。如图11所示，干燥仓里面的传送带2有多条，每一条都是倾斜放置的斜向传送带26。所述斜向传送带是与竖直方向呈一夹角，前一条传送带的上端与相邻的后一条传送带的下端相对。传送带上最好设有一些挡板27。这种斜向传送带的好处是：辣椒从进料口落下以后，落到第一条传送带的下部，被传送带向上运送，运送到顶端以后，再下落到第二条传送带的下部。以此类推，辣椒在干燥仓内上下翻飞，即增加了与热气接触的机会，又充分散开，防止互相遮挡，受热更加均匀，同时提高了投料的数量，干燥效果大幅提高，是一种很实用的传输方式。