高压电场联合热风干燥装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压电场联合热风干燥装置，它包括箱体，安装在箱体上的高压电场干燥系统、热风循环干燥系统和监测控制系统。本发明提供的高压电场联合热风干燥装置，结构设计合理，可操作性强，使用方便，与传统热风干燥相比，具有干燥效率高，干燥温度低，所需干燥时间比同温度下单纯热风干燥，可缩短50%，干燥能耗可降低51.9%，特别适用于含热不稳定性活性组分物料的干燥，如中药材及饮片、药品、农产品、食品及生物制品等物料的干燥，干燥后外观质量好、活性成分保留度高，应用范围非常广泛。
【专利说明】高压电场联合热风干燥装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种干燥加工生产设备，特别是涉及一种适用于中药材、药品、农产品、食品及生物制品等领域的含热不稳定性活性组分物料干燥的高压电场联合热风干燥装置。
【背景技术】
[0002]含热不稳定性活性组分原料，如中药材，在较高干燥温度下容易产生变色、表面硬化开裂、过度收缩及复水性降低等外观性状变化，或所含活性成分容易分解失效或挥发损失的中药材。如枸杞在高温下容易变色、开裂；菊花、金银花在高温下不仅容易变色，其有效成分绿原酸也会分解失效；当归、白芷随着干燥温度的升高其所含挥发油损失迅速增加。因此这类中药材传统上只能采用日光晒干、阴干和低温干燥的方法。晒干和阴干完全依赖自然环境条件，尤其是在阴雨潮湿天气下不能进行正常干燥，因此生产的连续性差、产品质量不稳定，容易受到外界环境的污染，优级品率及成品率都较低；而低温热风干燥，不仅干燥时间长，在干燥过程中还容易滋生细菌和霉菌，造成干燥品质降低和较大的产品损失。所以传统的干燥加工技术远远不能满足国内外市场对中药材质量和产量的要求。
[0003]高压电场干燥技术是20世纪80年代兴起的一种新型干燥技术，其最大特点是被干燥物料在干燥过程中温度不升高，因此能够实现被干燥物料在较低温度下的干燥，干燥产品的色香味和生物活性成分的保留率得到很大程度的提高，几乎接近冷冻干燥，而干燥能耗和设备成本要比真空冷冻干燥低许多。另外，在干燥的同时还可杀灭存在于被干燥物料中的细菌、霉菌等微生物。但其缺点是干燥速度相对较慢。
[0004]目前，将高压电场与热风组合干燥技术应用于中药材、果蔬、菌茹等原生物料的干燥设备在国内外尚未见报导。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种干燥速度快，干燥效率高，尤其是能较好地满足含热不稳定性活性组分原料的干燥需求，可解决现有技术热风干燥对含热不稳定性活性组分损失大、变色、品质低及易滋生霉菌、耗能高等问题的高压电场联合热风干燥装备，该装置能获得低温和高速率的干燥效果，本发明的干燥装置在45°C干燥时，其干燥速率相当于80°C热风干燥的干燥速率。
[0006]本发明提供的高压电场联合热风干燥装置，特别适用于含热不稳定性活性组分物料的干燥，如中药材及饮片、药品、农产品、食品及生物制品等领域的含热不稳定性活性组分物料的干燥。
[0007]技术方案:为了实现以上技术目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种高压电场联合热风干燥装置，它包括箱体，安装在箱体上的高压电场干燥系统、热风循环干燥系统和监测控制系统； 所述的高压电场干燥系统为负高压电源和针-板式电极组成的干燥系统，它包括固定滑轨，套在固定滑轨上的调节滑卡，通过绝缘卡夹连接在调节滑卡上的针状电极，所述的针状电极通过输出电缆与负高压电源相连；
所述的固定滑轨上连接有料盘搁架，料盘搁架上设置有不锈钢物料盘，所述的不锈钢物料盘连接有接地装置；不锈钢物料盘具有双重功能，既是物料盘，又是针-板电极系统的板电极。
[0008]所述的箱体两侧对称的安装有热风循环干燥系统，所述的热风循环干燥系统包括循环风管，安装在循环风管内的匀风板，安装在循环风管内部，位于匀风板上方的翘片式电热管，在翘片式电热管上方安装有匀风器，所述的匀风器上方安装有双向轴流风机；
所述的监测控制系统包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器和可编程序控制器PLC，所述的温度传感器、湿度传感器、风速传感器安装在箱体送风口和回风口位置。用于监测系统中的温度、湿度及循环风速，方便对温度、湿度及循环风速的调控。
[0009]本发明通过调节滑卡在固定滑轨上的上、下位置来调节针状电极(负极)与物料和不锈钢物料盘(下极板)间的距离以适应不同物料的干燥。
[0010]本发明负高压电源输出电缆通过接线夹与针状电极连接，由绝缘卡夹与其它部件及干燥箱体隔开，并保持绝对绝缘，且负高压电源接地端与接地装置连接，可以保持可靠接地。
[0011]作为优选方案，以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的循环风管顶部分别安装有自动排湿阀、排湿风机和自动新风阀。
[0012]作为优选方案，以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的针状电极包括由不锈钢条焊接而成的长方形框架和焊接在长方形框架十字交叉中心点上的不锈钢针。
[0013]作为优选方案，以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的不锈钢物料盘包括不锈钢框架和连接在不锈钢框架底部的不锈钢丝网。
[0014]作为优选方案，以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的箱体两侧的进风口和出风口处安装有屏蔽板，所述的屏蔽板上开设有屏蔽通风孔，从而可以防止高压电场外泄。
[0015]作为优选方案，以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的箱体上设有箱门，箱门上安装有安全保障锁。安全保障锁与负高压电源开关形成连锁关系，当箱门关闭时负高压电源才能启动，当箱门被意外打开时，系统报警并自动切断负高压电源。
[0016]本发明所述的高压电场联合热风干燥装备，所述的热风循环系统具有双向送风、自由切换的功能。
[0017]本发明所述的高压电场联合热风干燥装备，其高压电场干燥系统及干燥箱体在左右、前后和上下方向上均可以根据需要进行延伸和扩展。
[0018]本发明所述的高压电场联合热风干燥装备，可广泛用于中药材及饮片、药品、农产品、食品及生物制品等领域的含热不稳定性活性组分物料的干燥。
[0019]本发明所述的高压电场联合热风干燥装备，针状电极在上作为放电电极与负高压电源相连，不锈钢物料盘(下电极)在下与大地连通。针状电极为在不锈钢网格上以一定间距焊接一定长度和直径的不锈钢针制成，与负高压电源的输出线相连接，由绝缘卡夹与调节滑卡连接并绝缘，不锈钢物料盘下电极为特制的不锈钢物料盘，底部为丝网状结构，通过料盘搁架与设备壳体相连接，并与大地保持可靠接地，同时承载物料。
[0020]被干燥物料盛放在作为下电极的物料盘中，在高压电场的作用下脱水干燥，产生的水气被布置在箱体两侧的热风循环系统带走或排放到大气中。
[0021]本发明在干燥箱体的两侧，对称布置有一定宽度的风道，在风道中设置按一定角度向上倾斜的匀风板，可以保障热风能被均匀的送入干燥室，消除因送风不匀造成的湍流、上下差异及死角等。在风道的上方装有翘片式电热管用于加热循环风。在箱体风道的上方装有匀风器，可以有效的将来自循环风管中的热风均匀的送入箱体风道。并且在匀风器的上方装有双向轴流风机驱动热风循环，可以有效的将干热风送入干燥室，将湿热风排出干燥室。箱体两侧的送、排风系统对称布置，在PLC的控制下按一定程序实现双向送风的自由切换，使物料得到更均匀的干燥。
[0022]在循环风管的上面装有自动排湿阀和排湿风机，自动新风阀，负责将达到排湿要求的湿热气体排出干燥系统，同时引入新风。
[0023]本发明提供的高压电场联合热风干燥装备，既可实现单纯的高压电场干燥和单纯的热风干燥，又可实现在不同温度、不同湿度、不同风速、不同电压下的高压电场与热风组
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[0024]高压电场干燥的基本原理就是利用电场力，将被干燥物料孔隙中的水分拉至物料的表面，并使水分在表面被电场产生的离子风吹扫到空气中而蒸发，达到干燥的目的。在自然干燥和热风干燥中，被干燥物料中的水分首先要经历“传热一传质”的过程，需较长的时间扩散到表面，然后在大气中蒸发掉。特别是在热风干燥的后期，传热效率大大下降，水分的传出就更加缓慢和困难。干燥早期的干燥速率主要取决于传热效率，干燥后期的干燥效率主要取决于传质效率。而热风干燥要加快干燥速度只能靠提高干燥温度来实现，而高温又会给产品带来较大的伤害。高压电场干燥由于静电力对被干燥物料体内水分的作用，力口速水分从物料内部运动到表面的过程，即提高物料中水分的传质效应，从而加速干燥速度。本发明通过大量实验把高压电场干燥与热风干燥联合，可优势互补，高压电场可加速水分的传质效率，循环热风可加速水分的蒸发和排出，从而可实现在较低温度下较快速度的干燥，最终缩短干燥时间，提高干燥质量，有效节约能源，由于干燥温度低，因此特别适合含热不稳定性活性组分中药材等物料的的干燥加工。
[0025]有益效果:本发明和现有技术相比具有以下优点:
本发明提供的高压电场联合热风干燥装备和传统热风干燥技术相比，具有干燥效率高、干燥质量好、节能环保等优点。本发明实验表明。利用35 KV的高压电场和加45°C热风的组合干燥方式进行的中药材干燥，所需干燥时间比同温度下单纯热风干燥缩短50%，干燥能耗降低51.9%，其干燥速度与80°C下的单纯热风干燥速度相近。干燥的药材具有良好的外观品质，GC色谱表明，具有挥发性的芳香成分保留度高95%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明所述的高压电场联合热风干燥装置的结构示意图。
[0027]图2是本发明所述的高压电场联合热风干燥装置侧立面的结构示意图。
[0028]图3是本发明所述的高压电场联合热风干燥装置侧立面的结构示意图。
[0029]图4是本发明高压电场联合热风干燥装置中针状电极和物料盘的结构示意图； 图5是本发明高压电场联合热风干燥装置中针状电极的结构示意图。
[0030]图6是本发明高压电场联合热风干燥装置中不锈钢物料盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0032]如图1至图6所示，一种高压电场联合热风干燥装置，它包括箱体，安装在箱体上的高压电场干燥系统、热风循环干燥系统和监测控制系统；
所述的高压电场干燥系统为负高压电源和针-板式电极组成的干燥系统，它包括固定滑轨(1)，套在固定滑轨(I)上的调节滑卡(2)，通过绝缘卡夹(3)连接在调节滑卡(2)上的针状电极(4)，所述的针状电极(4)通过输出电缆与负高压电源(5)相连；
所述的固定滑轨(I)上连接有料盘搁架(6)，料盘搁架(6)上设置有不锈钢物料盘(7)，所述的不锈钢物料盘(7)连接有接地装置(8)；
所述的箱体两侧对称的安装有热风循环干燥系统，所述的热风循环干燥系统包括循环风管(9)，安装在循环风管(9)内的匀风板(10)，安装在循环风管(9)内部，位于匀风板(10)上方的翘片式电热管(11)，在翘片式电热管(11)上方安装有匀风器(12)，所述的匀风器
(12)上方安装有双向轴流风机(13)；
所述的监测控制系统包括温度传感器(14)、湿度传感器(15)、风速传感器(16)和可编程序控制器PLC (17)，所述的温度传感器(14)、湿度传感器(15)、风速传感器(16)安装在箱体送风口和回风口位置。
[0033]以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的循环风管(9)顶部分别安装有自动排湿阀(18 )、排湿风机(19 )和自动新风阀(20 )。
[0034]以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的针状电极(4)包括由不锈钢条焊接而成的长方形框架(4-1)和焊接在长方形框架(4-1)十字交叉中心点上的不锈钢针(4-2)。
[0035]以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的不锈钢物料盘(7)包括不锈钢框架和连接在不锈钢框架底部的不锈钢丝网。
[0036]以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的箱体两侧的进风口和出风口处安装有屏蔽板(21)，所述的屏蔽板(21)上开设有屏蔽通风孔。
[0037]以上所述的高压电场联合热风干燥装置，所述的箱体上设有箱门(22)，箱门(22)上安装有安全保障锁(23 )。
[0038]以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本
【发明内容】
并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:它包括箱体，安装在箱体上的高压电场干燥系统、热风循环干燥系统和监测控制系统； 所述的高压电场干燥系统为负高压电源和针-板式电极组成的干燥系统，它包括固定滑轨(1)，套在固定滑轨(I)上的调节滑卡(2)，通过绝缘卡夹(3)连接在调节滑卡(2)上的针状电极(4)，所述的针状电极(4)通过输出电缆与负高压电源(5)相连； 所述的固定滑轨(I)上连接有料盘搁架(6)，料盘搁架(6)上设置有不锈钢物料盘(7)，所述的不锈钢物料盘(7)连接有接地装置(8)； 所述的箱体两侧对称的安装有热风循环干燥系统，所述的热风循环干燥系统包括循环风管(9)，安装在循环风管(9)内的匀风板(10)，安装在循环风管(9)内部，位于匀风板(10)上方的翘片式电热管(11)，在翘片式电热管(11)上方安装有匀风器(12)，所述的匀风器(12)上方安装有双向轴流风机(13)； 所述的监测控制系统包括温度传感器(14)、湿度传感器(15)、风速传感器(16)和可编程序控制器PLC (17)，所述的温度传感器(14)、湿度传感器(15)、风速传感器(16)安装在箱体送风口和回风口位置。
2.根据权利要求1所述的高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:所述的循环风管(9)顶部分别安装有自动排湿阀(18)、排湿风机(19)和自动新风阀(20)。
3.根据权利要求1所述的高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:所述的针状电极(4)包括由不锈钢条焊接而成的长方形框架(4-1)和焊接在长方形框架(4-1)十字交叉中心点上的不锈钢针(4-2)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:所述的不锈钢物料盘(7)包括不锈钢框架和连接在不锈钢框架底部的不锈钢丝网。
5.根据权利要求4所述的高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:所述的箱体两侧的进风口和出风口处安装有屏蔽板(21)，所述的屏蔽板(21)上开设有屏蔽通风孔。
6.根据权利要求5所述的高压电场联合热风干燥装置，其特征在于:所述的箱体上设有箱门(22)，箱门(22)上安装有安全保障锁(23)。
【文档编号】F26B9/06GK103983091SQ201410194097
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】段金廒, 鲁学军, 钱大玮, 郭盛 申请人:南京中医药大学