一种带式红外辐射干燥系统及其安装和干燥方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种远红外干燥系统，特别地，涉及一种带式红外辐射干燥系统及其 干燥方法。
【背景技术】
[0002] 红外辐射干燥技术是一种依靠电磁辐射传播能量的干燥方式，其电磁波长范围通 常介于0. 76~1000 μπι之间。红外辐射能够穿透物料表层，从内部加热物料，红外辐射能量 直接与水分耦合，因而可有效提高物料干燥效率。红外干燥、红外联合热风干燥技术是近几 年发展起来的技术，具有加热能力强、升温速度快的优势。能够将灭酶、脱水过程合二为一， 现已被应用在农作物、农特产、果蔬、食品、中草药等物料的干燥中。
[0003] 红外干燥技术的核心部件是红外辐射加热器，能把电能或其他形式的能转化成辐 射能。主要由热源、辐射基体两部分组成。热源通常由加热丝通电、电热管或煤气燃烧产生， 元件工作温度一般也在400Γ以上，因此红外加热系统通常由"红外辐射加热器+定向辐射 装置+耐火保温装置"组成，其一般属于短波范围，能耗高，结构复杂，物料在干燥的过程中 营养成分大为流失甚至变质。受其限制，红外干燥在许多领域难以推广。辐射基体一般由 合金电阻、半导体陶瓷材料组成。通常需在基体表面涂覆辐射发射率较高的碳化硅系涂层、 三氧化二铁系材料等，提高加热器的能量转换效率，以改善红外发射效率。但涂层易脱落、 寿命有限。
[0004] 中国专利申请号CN291410020432. 9公布了一种真空带式干燥机联合干燥结构及 其干燥方法，该方法在真空状态下的环境中采用红外辐射加热板对物料上方进行辐射加 热，同时采用传统的加热板对物料下进行加热，解决了后期干燥的速率，使得干燥时间缩短 50%左右。但是，该方案存在以下不足：1)真空干燥机制造成本极高，一般一套真空干燥系 统仅抽真空部分的设备就高达20万元以上，造价高决定了其难以被市场接受；2)热外灯管 功耗高，寿命低，一般使用寿命在3000-5000小时；3)红外灯管属于可见光，是短波福射，短 波辐射波长峰值温度较高，在干燥的过程中温度不容易控制，容易使得物料接受辐射后温 度迅速升高导致物料的营养成分损失和部分营养成分变质；4)红外灯管辐射的热量易受物 料距离红外灯管远近的不同而造成物料受热不均匀，虽然是在真空环境下辐射能量理论上 可以达到光速，但是距离红外灯管近的物料接受红外辐射能量多，从而升温迅速，距离红外 灯管远的物料接受红外辐射能量少，从而升温缓慢，出现物料受热不均导致的结果是干燥 过程中难以实现自动化控制，干燥过程中有些物料完全烘干，有些物料含水率远远高于干 燥的要求。
【发明内容】
[0005] 针对上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种带式红外辐射干燥系统及其干燥 方法，主要解决红外灯管和电热板能耗大、使用寿命低、干燥过程中物料温度过高导致物料 的营养成分损失和物料的营养成分变质、干燥时物料受热不均导致部分物料不能干燥和物 料温度难以控制等问题，以及上述的真空带式干燥机设备制造费用高、运行功耗大、红外加 热器在真空环境寿命短、红外辐射不均匀等问题； 本发明提供了如下的技术方案： 一种带式红外辐射干燥系统，包括：红外辐射干燥单元、控制系统、主体组成，其中，红 外辐射干燥单元为多层结构，由红外辐射光波板、传送带、L型支撑架、固定装置、支撑架、发 热模块卡槽、主动辊、被动辊、动力链条和电机组成；红外辐射光波板安装在红外辐射干燥 单元内，并对应分布在传送带的上方和下方，红外辐射光波板工作时以红外辐射的方式均 匀的将能量辐射到传送带上的物料，控制系统根据干燥物料的红外光谱进行红外辐射能量 的红外波长峰值的匹配。
[0006] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的红外辐射光波板为单面辐射红外的 光波板，所述的安装于传送带下方的红外辐射光波板向上辐射能量，且辐射的能量穿过传 送带辐射到传送带上的物料，并被传送带上的物料所接受；所述的安装于传送带上方的 红外辐射光波板与传送带的垂直距离为40-300mm，且直接向下辐射能量，并被传送带上 的物料所接受；所述的红外辐射光波板为模块化结构，所述的红外辐射光波板的长度为 20-2000mm，宽度为10-1500mm，所述的红外辐射光波板功率为200-2000W/平米，辐射能量 的波长峰值为5-15 μ m。
[0007] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的红外辐射干燥单元内包括多块并列 排布的红外辐射光波板，每块所述的红外辐射光波板由一组对应的L型支撑架和一组固定 装置固定在发热模块卡槽上。
[0008] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的红外辐射光波板由红外发热层、红外 折射层、保温层依次复合而成，红外发热层采用面状发热材料，该面状发热材料由碳素发热 材料和高分子树脂复合而成，所述的碳素发热材料为碳纤维、碳纳米管纤维、石墨、石墨烯 中的一种或几种的组合，所述的碳素材料可复合、喷涂或涂敷在面状发热材料的基体上，所 述的面状发热材料的基体采用合成纤维材料、纸类材料或树脂薄膜材料，所述的高分子树 脂材料为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的 一种或几种组合而成的半固化片，所述的红外折射层采用铝箱复合膜，所述的保温层采用 聚氨酯保温板、岩棉、玻璃纤维布中的一种。
[0009] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的传送带分别包裹在一端的主动辊和 另一端的被动辊上并被张紧，所述的传送带随主动辊转动，所述的传送带为耐高温特氟龙、 耐高温尼龙、耐高温帆布材料中的一种，所述的传送带为网格状，所述的传送带的网格根据 物料的不同组合成不同规格的长方形或正方形，所述的传送带的网格长度为l_40mm，宽为 l-40mm〇
[0010] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的主动辊起到动力输出的作用，并传输 动力链条的动力，在每层红外辐射干燥单元的一边设置有一组所述的主动辊，所述的被动 辊设置在每层红外辐射干燥单元的另一边，根据所述传送带的长度在红外辐射干燥单元设 置有一个或多个所述的被动辊，所述的被动辊保证每层的传送带在主动辊的动力带动下传 动平衡。
[0011] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的动力链条套接在电机上，所述的动力 链条传输电机的动力，并带动所述的主动辊进行运动，所述的主动辊运动时带动所述的传 送带运动，所述传动带形成的推力带动被动辑运动。
[0012] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的控制系统由温度传感器、动力调速 器、空气湿度传感器、除湿风机、新风风机、数据收集系统、数据处理系统和红外光谱仪组 成，该温度传感器为红外型温度传感器，且为针形结构，所述温度传感器直接插入物料实时 监测物料的温度，并将实时监测的数据发送到数据处理系统。
[0013] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的动力调速器调节电机的转速，所述的 空气湿度传感器位于每层红外辐射干燥单元的上方，所述的空气湿度传感器实时监测每层 红外辐射干燥单元的空气湿度，并将实时监测的数据发送到数据处理系统。
[0014] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的除湿风机位于每层红外辐射干燥单 元的外部的一边，所述的新风风机位于每层红外辐射干燥单元的外部的另一边。
[0015] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的数据收集系统对温度传感器和湿度 传感器待数据进行实时收集，并将收集到的数据传送到数据处理系统上，所述的数据系统 将数据进行处理，并向红外光谱模式系统下达命令。
[0016] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的红外光谱模式系统由红外峰值模式、 除湿模式、新风模式和节能模式所组成，所述的红外峰值模式为通过红外光谱仪测得物料 的红外光谱，并根据物料的波长峰值匹配对应波长峰值的红外辐射光波板的功率。所述的 红外峰值模式福射的红外线波长峰值在5-15 μ m。
[0017] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的除湿模式为启动抽湿风机，抽湿模式 可和红外峰值模式同时运行；所述的新风模式为启动新风风机，所述的新风模式和抽湿模 式可同时运行。
[0018] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的节能模式为物料温度达到设定值时， 采用低电压的方式继续使红外辐射光波板向物料辐射热能。
[0019] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的主体由平衡支撑架、主体支撑框架、 支撑底座、外壳、物料进口、物料出口和挡板组成，所述的平衡支撑架位于每层红外辐射干 燥单元对应的前端和后端，平衡支撑架用于保证每层红外辐射干燥单元在加上物料后不会 因重力而失去平衡。
[0020] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述的主体支撑框架为一个框架性结构，每 层红外辐射干燥单元平行安装在主体支撑框架上，所述的支撑底座对整个主体外壳起到平 衡固定的作用，所述的外壳直接罩在主体支撑框架上，所述的外壳采用玻璃钢材质的复合 材料，所述的物料进口位于外壳上方，物料由此进入干燥辐射单元，所述的物料出口位于外 壳下方，干燥后的物料直接由此落下。
[0021] 上述的带式红外辐射干燥系统，其中，所述挡板与红外辐射