均匀加热系统及其再生物料与干燥食品的方法与流程

本发明属于物料加热，具体涉及一种均匀加热系统及其再生物料与干燥食品的方法，主要运用于颗粒状、粉末状物料的快速、均匀加热。

背景技术：

1、在很多粒料与粉末料加热领域，往往既要求物料的温度上升快，又要求温度加热均匀，温度控制精准。同时在很多干燥、再生领域，又需要物料干燥或再生过程中产生的溢出气体能够快速扩散。例如在活性炭再生过程中，需要将活性炭快速加热到700～900摄氏度，温度过低无法达到活性炭再生的效果，活性炭所吸附的杂质无法清理干净，温度过高会使再生后的活性炭吸附能力下降。

2、传统加热模式，在热风的流动以及尾气的排放过程中，伴随着大量的热损失，且对于粒料间隙较小的物料，热风的流动也难以进入内部粒料间隙，只能靠粒料之间由内到外的传热升温，传热时间长，内外物料的温差大，严重时会使物料外部的高温区融化或烧损，中部的低温区达不到所需的温度，影响干燥或者污染脱除效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种均匀加热系统及其再生物料与干燥食品的方法，实现颗粒状、粉末状物料的快速、均匀加热。

2、本发明均匀加热系统，包括腔体、旋转驱动件、电极板、一号热电偶、布气板、刚玉板、一号料仓和二号料仓；所述的腔体固定在旋转架上；旋转架与固定架构成转动副，并由旋转驱动件驱动绕水平轴做旋转运动；腔体的内腔为再生流通道，再生流通道中间部位固定有正对的两块电极板；两块电极板上方均固定有布气板，且电极板与布气板连接处设有绝缘层；电极板下方固定有刚玉板；所述腔体的侧部插接有一号热电偶；腔体顶部固定有一号料仓，底部有固定二号料仓；所述一号料仓的顶部设有一号电动插板阀，底部设有二号电动插板阀；所述二号料仓的中部设有三号电动插板阀，底部设有四号电动插板阀；一号料仓侧部插接有二号热电偶和湿度仪，并开有抽气孔；二号料仓侧部插接有三号热电偶和湿度仪，并开有抽气孔；一号料仓和二号料仓的抽气孔处均设有堵头。

3、优选地，每块电极板与穿过腔体的一个接线座连接，接线座通过导线连接到恒压电源，且两块电极板与恒压电源的回路中串联电流表；恒压电源提供的电压不高于150v。

4、优选地，两块布气板与腔体内腔之间的再生流通道部分为气流腔，气流腔与穿过腔体的进气管内端连通，进气管外端连接供气装置。

5、更优选地，所述的供气装置包括空气源、co2源和蒸汽源；空气源、co2源和蒸汽源分别通过一根分管接入主管，主管接入进气管；每根分管上设置一个开关阀。

6、优选地，所述一号料仓的正上方设有一号储料器，一号储料器底部设有五号电动插板阀。

7、优选地，所述二号料仓的正下方设有二号储料器，二号储料器顶部设有六号电动插板阀。

8、本发明均匀加热系统再生物料的方法，具体步骤如下：

9、步骤一：若待再生的物料导电，直接从一号料仓投入腔体和二号料仓中；若待再生的物料不导电(当然并不是指绝对的不导电，而是指阻值很大，难以直接用电极板加热，用电极板加热传热时间长，内外物料的温差大，加热不均匀)，与导电颗粒混合从一号料仓投入腔体和二号料仓中；给两块电极板供电；

10、步骤二：旋转驱动件驱动腔体旋转，使二号料仓朝上，二号料仓中的物料或物料与导电颗粒混合物逐渐流向腔体并流入一号料仓中；若物料导电，两块电极板直接对物料加热，若物料不导电，两块电极板先对导电颗粒进行加热，各导电颗粒再将热量传递给周围物料；然后，旋转驱动件驱动腔体旋转，做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，一号热电偶实时检测腔体内物料或物料与导电颗粒混合物的温度，电流表实时检测电流，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，旋转驱动件驱动腔体旋转，使一号料仓朝上，一号料仓中的物料或物料与导电颗粒混合物逐渐流向腔体并流入二号料仓中；若物料导电，两块电极板直接对物料加热，若物料不导电，两块电极板先对导电颗粒进行加热，各导电颗粒再将热量传递给周围物料；接着，旋转驱动件驱动腔体旋转，做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，执行下一步；

11、步骤三：重复步骤二，腔体内物料或物料与导电颗粒混合物达到设定温度并持续预设时间后，物料再生完成，停止给两块电极板供电，将再生物料取出。

12、本发明均匀加热系统再生活性炭的方法，具体步骤如下：

13、步骤一：初始时腔体竖直放置且一号料仓朝上；使一号料仓上的一号电动插板阀和二号电动插板阀处于打开状态，二号料仓上的三号电动插板阀处于打开状态，二号料仓上的四号电动插板阀处于关闭状态，从一号料仓投入活性炭，活性炭流入腔体和二号料仓中。填充活性炭完成后，关闭一号料仓上的一号电动插板阀；给两块电极板供电；供气装置给布气板输送空气，使空气进入腔体内。

14、步骤二：旋转驱动件驱动腔体旋转，使二号料仓朝上，二号料仓中的活性炭逐渐流向腔体并流入一号料仓中；两块电极板对活性炭加热；然后，旋转驱动件驱动腔体旋转，做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，一号热电偶实时检测腔体内活性炭的温度，电流表实时检测电流，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，二号料仓中的活性炭已全部流出，此时旋转驱动件驱动腔体旋转，使一号料仓朝上，一号料仓中的活性炭逐渐流向腔体并流入二号料仓中；两块电极板对活性炭加热；接着，旋转驱动件驱动腔体旋转，做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，执行下一步。

15、步骤三：重复步骤二，重复过程中，当一号热电偶检测到腔体内活性炭处于700～800℃时，供气装置通过布气板给腔体内输入水蒸气，当一号热电偶检测到腔体内活性炭处于800～900℃时，供气装置通过布气板给腔体内输入水蒸气和co2。

16、步骤四：腔体内活性炭处于800～900℃预设时间后，活性炭再生完成，旋转驱动件驱动腔体旋转，使腔体竖直放置且一号料仓朝上；然后停止给两块电极板供电，打开二号储料器上的六号电动插板阀，打开二号料仓上的四号电动插板阀，让腔体内的再生活性炭都流入到二号储料器；最后，关闭二号料仓上的四号电动插板阀和二号储料器上的六号电动插板阀。

17、本发明均匀加热系统再生硫酸镁的方法，具体步骤如下：

18、步骤一：初始时腔体竖直放置且一号料仓朝上；使一号料仓上的一号电动插板阀和二号电动插板阀处于打开状态，二号料仓上的三号电动插板阀处于打开状态，二号料仓上的四号电动插板阀处于关闭状态，从一号料仓投入硫酸镁与导电颗粒混合物，硫酸镁与导电颗粒混合物流入腔体和二号料仓中；填充硫酸镁与导电颗粒混合物完成后，关闭一号料仓上的一号电动插板阀；给两块电极板供电。

19、步骤二：旋转驱动件驱动腔体旋转，使二号料仓朝上，二号料仓中的硫酸镁与导电颗粒混合物逐渐流向腔体并流入一号料仓中；两块电极板先对导电颗粒进行加热，各导电颗粒再将热量传递给周围硫酸镁；然后，旋转驱动件驱动腔体做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，一号热电偶实时检测腔体内硫酸镁与导电颗粒混合物的温度，电流表实时检测电流，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，二号料仓中的硫酸镁与导电颗粒混合物已全部流出，此时旋转驱动件驱动腔体旋转，使一号料仓朝上，一号料仓中的硫酸镁与导电颗粒混合物逐渐流向腔体并流向二号料仓中；两块电极板先对导电颗粒进行加热，各导电颗粒再将热量传递给周围硫酸镁；接着，旋转驱动件驱动腔体做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0时，执行下一步。

20、步骤三：重复步骤二，腔体内硫酸镁与导电颗粒混合物处于300℃预设时间后，硫酸镁再生(干燥)完成，旋转驱动件驱动腔体旋转，使腔体竖直放置且一号料仓朝上；然后停止给两块电极板供电，打开二号储料器上的六号电动插板阀，打开二号料仓上的四号电动插板阀，让腔体内的再生硫酸镁都流入到二号储料器；最后，关闭二号料仓上的四号电动插板阀和二号储料器上的六号电动插板阀。

21、本发明均匀加热系统干燥食品的方法，具体步骤如下：

22、步骤一：在一号电动插板阀与二号电动插板阀之间以及三号电动插板阀与四号电动插板阀之间均安装一个滤网；使二号料仓朝上，并使四号电动插板阀处于打开状态，三号电动插板阀处于关闭状态，将食品放入二号料仓，再关闭四号电动插板阀；然后，使一号料仓朝上，并使一号电动插板阀和二号电动插板阀处于打开状态，从一号料仓投入导电颗粒，导电颗粒穿过一号电动插板阀与二号电动插板阀之间的滤网，流入腔体中；接着，关闭二号电动插板阀，在一号料仓内放入食品后，关闭一号电动插板阀。

23、步骤二：给两块电极板供电，对腔体内导电颗粒进行加热；一号热电偶实时检测腔体内导电颗粒的温度；当一号热电偶检测到腔体内导电颗粒的温度达到预设值时，停止对两块电极板供电，打开三号电动插板阀，腔体内的导电颗粒掉入二号料仓内与二号料仓内的食品混合；接着，关闭三号电动插板阀，导电颗粒对二号料仓内的食品进行干燥；完成干燥后取下二号料仓的抽气孔处堵头，抽去二号料仓内的气氛后再重新装上堵头。

24、步骤三：打开三号电动插板阀，给两块电极板供电，旋转驱动件驱动腔体旋转，使二号料仓朝上，二号料仓中的导电颗粒逐渐流入腔体内；两块电极板对导电颗粒进行加热；然后，旋转驱动件驱动腔体做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，一号热电偶实时检测腔体内导电颗粒的温度，电流表实时检测电流，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0且一号热电偶检测到腔体内导电颗粒的温度达到预设值时，停止对两块电极板供电，关闭三号电动插板阀，打开二号电动插板阀，腔体内的导电颗粒掉入一号料仓内与一号料仓内的食品混合；接着，关闭二号电动插板阀，导电颗粒对一号料仓内的食品进行干燥，二号热电偶实时检测一号料仓内的温度，一号料仓处的湿度仪实时检测一号料仓内的湿度；完成干燥后取下一号料仓的抽气孔处堵头，抽去一号料仓内的气氛后再重新装上堵头。

25、步骤四：打开二号电动插板阀，给两块电极板供电，旋转驱动件驱动腔体旋转，使一号料仓朝上，一号料仓中的导电颗粒逐渐流入腔体内；两块电极板对导电颗粒进行加热；然后，旋转驱动件驱动腔体做一次或两次腔体与竖直面夹角为-45°～+45°范围内的往复旋转运动，一号热电偶实时检测腔体内导电颗粒的温度，电流表实时检测电流，控制器记录电流最大时所对应的腔体与竖直面夹角，旋转驱动件驱动腔体到达该夹角位置时停止；当电流表检测的电流值为0且一号热电偶检测到腔体内导电颗粒的温度达到预设值时，停止对两块电极板供电，关闭二号电动插板阀，打开三号电动插板阀，腔体内的导电颗粒掉入二号料仓内与二号料仓内的食品混合；接着，关闭三号电动插板阀，导电颗粒对二号料仓内的食品进行干燥，三号热电偶实时检测二号料仓内的温度，二号料仓处的湿度仪实时检测二号料仓内的湿度；完成干燥后取下二号料仓的抽气孔处堵头，抽去二号料仓内的气氛后再重新装上堵头。

26、步骤五：重复步骤三和步骤四，直到一号料仓处的湿度仪和二号料仓处的湿度仪检测值均小于阈值一时，执行下一步。

27、步骤六：将预设值调高，重复步骤三和步骤四，直到一号料仓处的湿度仪和二号料仓处的湿度仪检测值均小于阈值二时，执行下一步。

28、步骤七：打开三号电动插板阀，旋转驱动件驱动腔体旋转，使二号料仓朝上，二号料仓中的导电颗粒流入腔体内；然后，关闭三号电动插板阀，将导电颗粒储存在腔体内；接着，打开一号电动插板阀，取出一号料仓内干燥好的食品，旋转驱动件驱动腔体旋转，使一号料仓朝上，打开四号电动插板阀，取出二号料仓内干燥好的食品；最后，打开六号电动插板阀，再打开三号电动插板阀，让导电颗粒流入二号储料器。

29、本发明具有的有益效果如下：

30、本发明旋转驱动件可以使腔体正反转，也可调节腔体的倾斜角度，从而可根据电流表检测的电流信号，将腔体的倾斜角度定在物料在腔体中流动时电流最大所对应的倾斜角位置，以此控制物料在腔体内流速达到最佳的电流值，由于电压恒定，电流达到最大能在单位时间内产生最多、最为稳定的热量，被加热物料为活性炭颗粒时使内、外部活性炭均能实现快速均匀加热，或被加热物料为不导电物质(比如硫酸镁)时使导电颗粒(比如钢球)先快速均匀加热后再对被加热物料进行快速均匀的换热，或被加热物料为食品时使导电颗粒先快速均匀加热后再对食品在密闭环境中进行烘干。其中，导电颗粒为固体颗粒高温热介质，并作为导热介质与被加热物质的非导电颗粒进行动态的快速混合加热，热交换电阻小，加热快且均匀，并借助热电偶的反馈信号，可达到精确加热的目的，最终实现被加热物料的快速、均匀、准确加热，大大提升了物料特别是不导电物料的再生效率以及再生效果。