一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法，涉及中药材干燥和存放【技术领域】，以解决现有中药材干燥效果差和干燥效率低的问题。一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述送风系统包括送风机、加热器、温控模块和送风控制模块；所述变温交变气流的厚层中药材干燥方法，包括：中温正向干燥；中温逆向干燥；高温正向干燥；高温逆向干燥，并重复上述高温正向干燥和高温逆向干燥过程，直到中药材物料的含湿量达到预设的含湿量。
【专利说明】一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中药材干燥和存放【技术领域】，特别是指一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法。
【背景技术】
[0002]中国是中药的发源地和最大生产国。在我国，中药材一直保持着农户种植、分散仓储、农贸市场经营的传统模式。中药材干燥的本质是中药材在干燥介质作用下的复杂热质耦合的传递过程，并在干燥过程中使中药材的含湿量降低到14%左右，以利于安全储存。中药材采收后的前处理环节由于干燥机械技术落后，造成中药材品质和其后的用药安全无法得到保障。具体表现在:
[0003]I)采收的中药材未能按时、按质进行有效前处理，引起中药材腐烂或变质等现象；
[0004]2)中药前处理技术和方法落后，例如农户大多采用露天晾晒的方式，造成中药材有效成分流失；
[0005]3)为防止霉变和腐烂，中药在前处理过程中经常采用熏硫处理，对中药材造成严重的污染，因为一般硫磺熏蒸药材达到了 500毫克/公斤的浓度，而世界卫生组织规定人体每天摄入二氧化硫量应该低于0.7个毫克/公斤；
[0006]4)由于中药材种类多、产地和气候不同，各类中药材的干燥特性不同，造成中药材干燥后的品质标准具有非常大的离散性。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法，以解决现有中药材干燥效果差和干燥效率低等问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘，所述左送风孔与所述左侧风箱相连，所述右送风孔与所述右侧风箱相连，所述物料盘与所述通风盘叠放相连；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述温湿度检测系统包括设置于风箱内的温湿度计；所述送风系统包括送风机、加热器、换向器、温控模块和送风控制模块，所述送风机与加热器相连，所述加热器再与换向器相连，所述换向器分别与所述左送风孔和所述右送风孔导通，所述温控模块连接所述温湿度检测系统，并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述左送风孔或右送风孔送风。
[0009]其中，所述送风系统还可以采用双风机双加热器或双风机单加热器模式，从而简化切换过程。
[0010]其中，所述干燥室还包括排气管路，且所述排气管路上设有用于检测废气湿度以根据湿度调节废气循环量的湿度检测系统。
[0011]其中，所述通风盘与所述物料盘的层数范围均为I层?100层，且交替放置。
[0012]其中，所述加热器设有温控模块以调整所述加热器的加热温度。
[0013]其中，所述干燥室还连接用于回收废气余热的热交换器。
[0014]同时，本发明实施例还提出了一种变温交变气流的厚层中药材干燥方法，包括:
[0015]步骤1、从物料盘的下部向中药材料层通入干燥所需要的中温气流，进行中温正向干燥；
[0016]步骤2、当到达预设的中温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入中温气流，进行中温逆向干燥；
[0017]步骤3、当到达预设的中温逆向干燥时间后，再次改变气流方向，同时改变气流温度，从物料盘的下部向中药材料层通入高温气流，进行高温正向干燥；
[0018]步骤4、当到达预设的高温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入高温气流，进行高温逆向干燥；
[0019]步骤5、当到达预设的高温逆向干燥时间后，判断所述物料盘内的中药材物料的含湿量是否达到预设的含湿量，如果是则步骤结束，如果否则返回步骤3进行高温正向干燥。
[0020]其中，所述中温干燥气流的温度为25°C?80°C ;所述高温干燥气流的温度为60°C?200°C ;且可根据需要设定中温干燥气流与高温干燥气流的优先顺序。
[0021]其中，预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向干燥时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin?1200min ;且四种干燥时间的长短可以相同，也可以不同。
[0022]其中，所述方法还包括:根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。
[0023]其中，所述方法还包括:干燥后的废气在排入大气之前，利用新风通过热交换器来回收废气的余热，实现最大限度的余热回收。
[0024]其中，所述方法还包括:可根据需要设定正向干燥与逆向干燥的优先顺序；变温交变气流运行周期可根据实际需要进行设定，其周期范围为I次?1000次。
[0025]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0026]上述方案中，通过可变方向的气流对中药材进行干燥，可以获得更好的干燥质量、更高的干燥效率、更低的干燥能耗；干燥系统具有单位体积干燥设备产量高、能耗低、干燥速度快、干燥产品质量高、防止二次污染、免熏硫的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例的变温交变气流的厚层中药材干燥系统的结构示意图；
[0028]图2为图1中的系统换向送风后的结构示意图；
[0029]图3为本发明实施例采用双风机双加热器模式的变温交变气流的厚层中药材干燥系统的结构示意图；
[0030]图4为图3中的系统换向送风后的结构示意图；
[0031]图5为本发明实施例采用双风机单加热器模式的变温交变气流的厚层中药材干燥系统的结构示意图；
[0032]图6为图5中的系统换向送风后的结构示意图；
[0033]图7为本发明实施例的干燥室内通风盘和物料盘结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0035]本发明实施例针对现有的中药材干燥效果差和干燥效率低的问题，提供一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统和方法。
[0036]如图1、图2和图7所示，本发明提供的一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘，所述左送风孔与所述左侧风箱相连，所述右送风孔与所述右侧风箱相连，所述物料盘与所述通风盘叠放相连；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述温湿度检测系统包括设置于风箱内的温湿度计；所述送风系统包括送风机、加热器、换向器、温控模块和送风控制模块，所述送风机与加热器相连，所述加热器再与换向器相连，所述换向器分别与所述左送风孔和所述右送风孔导通，所述温控模块连接所述温湿度检测系统，并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述左送风孔或右送风孔送风。
[0037]其中，所述送风机通过换向器连接所述左送风孔、右送风孔，以使所述送风机的出风口与所述左送风孔或右送风孔导通；所述送风系统还可以采用双风机双加热器或双风机单加热器模式，从而简化切换过程。
[0038]如图3、图4所示，本发明提供的一种采用双风机双加热器模式的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘，所述左送风孔与所述左侧风箱相连，所述右送风孔与所述右侧风箱相连，所述物料盘与所述通风盘叠放相连；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述温湿度检测系统包括设置于风箱内的温湿度计；所述送风系统包括左送风机、左加热器、右送风机、右加热器、温控模块和送风控制模块，所述左送风机与左加热器相连，右送风机与右加热器相连，所述温控模块连接所述温湿度检测系统，并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述左送风孔或右送风孔送风。其中，正向送风时，左送风机和左加热器通电工作，右送风机和右加热器未通电；逆向送风时，右送风机和右加热器通电工作，左送风机和左加热器未通电。
[0039]如图5、图6所示，本发明提供的一种采用双风机单加热器模式的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘，所述左送风孔与所述左侧风箱相连，所述右送风孔与所述右侧风箱相连，所述物料盘与所述通风盘叠放相连；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述温湿度检测系统包括设置于风箱内的温湿度计；所述送风系统包括左送风机、右送风机、加热器、温控模块和送风控制模块，所述温控模块连接所述温湿度检测系统，并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述左送风孔或右送风孔送风。其中，正向送风时，左送风机通电工作，右送风机未通电；逆向送风时，右送风机通电工作，左送风机未通电。
[0040]进一步的，所述干燥室还包括排气管路，且所述排气管路上设有用于检测废气湿度以根据湿度调节废气循环量的湿度检测系统，可根据该湿度来调节废气的循环量。
[0041]由于本发明中不仅仅要实现换向送风，还可能需要根据中药材特性不断改变送风的温度，因此所述加热器设有调温模块以调整所述加热器的加热温度。
[0042]其中，所述干燥室还连接用于回收废气余热的热交换器，以利用余热进行其他应用，从而防止废气余热浪费，防止能源浪费。
[0043]本发明可根据需要在干燥过程启动时首先从物料盘底部通入加热气流，也可以先从物料盘顶部通入加热气流。
[0044]其中，本发明中热量来源包括电、煤、油和天然气，并可以根据干燥需求调节供热量，实现干燥过程的变温控制。本发明中所述的中药材包括植物类药材、菌藻类药材、树脂类及其他加工类中药材、动物类中药材和矿物类中药材，其中植物类中药材包括根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实种子类和全草类。本发明中干燥室内风速可以通过变频器控制，穿过中药材料层的风速范围在0.0 lm/S?20m/s。本发明中物料盘内中药材料层厚为 Imm ?1500mm。
[0045]本发明中在干燥室前端有气流换向阀，实现干燥过程中的正向和逆向气流干燥。本发明中可根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。本发明在排气在排入大气之前，利用新风通过热交换器来回收废气的余热，实现最大限度的余热回收，提高能源利用率。本发明在排气在排入大气之前，也可以利用热泵技术同时回收排气的显热和潜热。本发明在干燥室和管道外壁具有隔热保温层，可以降低干燥室和管道与环境换热，降低热量损耗。
[0046]同时，本发明实施例还提出了一种应用如前任一项所述系统的交变气流的厚层中药材干燥方法，包括:
[0047]步骤1、从物料盘的下部向中药材料层通入干燥所需要的中温气流，进行中温正向干燥；
[0048]步骤2、当到达预设的中温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入中温气流，进行中温逆向干燥；
[0049]步骤3、当到达预设的中温逆向干燥时间后，再次改变气流方向，同时改变气流温度，从物料盘的下部向中药材料层通入高温气流，进行高温正向干燥；
[0050]步骤4、当到达预设的高温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入高温气流，进行高温逆向干燥；
[0051]步骤5、当到达预设的高温逆向干燥时间后，判断所述干燥室内的中药材物料的含湿量是否达到预设的含湿量，如果是则步骤结束，如果否则返回步骤3进行高温正向干燥。
[0052]其中，所述中温干燥气流的温度为25°C?80°C ;所述高温干燥气流的温度为60°C?200°C ;且可根据需要设定中温干燥气流与高温干燥气流的优先顺序。
[0053]其中，预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向干燥时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin?1200min ;且四种干燥时间的长短可以相同，也可以不同。
[0054]其中，所述方法还包括:根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。
[0055]其中，所述方法还包括:干燥后的废气在排入大气之前，利用新风通过热交换器来回收废气的余热，实现最大限度的余热回收。
[0056]其中，正向干燥与逆向干燥可对称运行，也可非对称运行。
[0057]其中，可根据需要设定正向干燥与逆向干燥的优先顺序。
[0058]其中，可根据不同中药材的特性设定干燥温度和干燥时间，并可设定变温干燥曲线。
[0059]其中，变温交变气流运行周期可根据实际需要进行设定，其周期范围为I次?1000 次。
[0060]上述方案中，通过可变方向的气流对中药材进行干燥，可以获得更好的干燥质量、更高的干燥效率、更低的干燥能耗；干燥系统具有单位体积干燥设备产量高、能耗低、干燥速度快、干燥产品质量高、防止二次污染、免熏硫的优点。
[0061]以先用正向气流送风为例，本发明的方法具体为:
[0062]首先从物料盘的下部向中药材料层通入干燥所需要的中温气流，进行中温正向干燥；当到达预设的中温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入中温气流，进行中温逆向干燥；当到达预设的中温逆向干燥时间后，再次改变气流方向，同时改变气流温度，从物料盘的下部向中药材料层通入高温气流，进行高温正向干燥；当到达预设的高温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入高温气流，进行高温逆向干燥；当到达预设的高温逆向干燥时间后，改变气流方向，并重复上述高温正向干燥和高温逆向干燥过程，直到物料盘内中药材物料的含湿量达到预设的含湿量。
[0063]以下为一个示例具体描述本发明提供的交变气流的厚层中药材干燥方法。
[0064]搭建一套交变气流的厚层中药材干燥实验台，包括干燥室、气流换向装置、送风装置、加热装置、余热回收装置等。干燥室中放入金银花，物料层厚度15cm。
[0065]首先同时打开风机和电加热器，将气流温度调节为50°C，穿过物料层的气流速度调节为0.3m/s，物料盘内气流方向从下向上穿过物料层，进行中温正向干燥；
[0066]当中温正向干燥过程持续4小时后气流方向变为从上向下穿过物料层，且温度和流速保持不变，进行中温逆向干燥；
[0067]当中温逆向干燥过程持续3小时后气流方向变为从下向上穿过物料层，且气流温度调节为90°C，气流速度不变，进行高温正向干燥。
[0068]当高温正向干燥过程持续70分钟后气流方向变为从上向下穿过物料层，且温度和流速不变，进行高温逆向干燥。
[0069]当高温逆向干燥过程持续110分钟后，干燥过程结束。
[0070]整个干燥过程持续时间为10小时，干燥后金银花产品的含湿量为6%，物料盘内表层与底层物料无褐变，全部产品品相好、干燥均匀。
[0071]通过此干燥方法干燥金银花，金银花的干燥质量高，干燥速率快，干燥能耗低。
[0072]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种变温交变气流的厚层中药材干燥系统，包括干燥室，其特征在于，所述干燥室左右两侧分别设有左送风孔和右送风孔，所述干燥室还包括左侧风箱、右侧风箱、通风盘和物料盘，所述左送风孔与所述左侧风箱相连，所述右送风孔与所述右侧风箱相连，所述物料盘与所述通风盘叠放相连；所述干燥系统还包括送风系统和温湿度检测系统，所述温湿度检测系统包括设置于风箱内的温湿度计；所述送风系统包括送风机、加热器、换向器、温控模块和送风控制模块，所述送风机与加热器相连，所述加热器再与换向器相连，所述换向器分别与所述左送风孔和所述右送风孔导通，所述温控模块连接所述温湿度检测系统，并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述左送风孔或右送风孔送风。
2.根据权利要求1所述的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，其特征在于，所述送风系统还可以采用双风机双加热器或双风机单加热器模式，从而简化切换过程。
3.根据权利要求1所述的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，其特征在于，所述干燥室还包括排气管路，且所述排气管路上设有用于检测废气湿度以根据湿度调节废气循环量的湿度检测系统。
4.根据权利要求1所述的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，其特征在于，所述通风盘与所述物料盘的层数范围均为I层?100层，且交替放置。
5.根据权利要求1所述的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，其特征在于，所述加热器设有温控模块以调整所述加热器的加热温度。
6.根据权利要求1所述的变温交变气流的厚层中药材干燥系统，其特征在于，所述干燥室还连接用于回收废气余热的热交换器。
7.—种变温交变气流的厚层中药材干燥方法，其特征在于，包括: 步骤1、从物料盘的下部向中药材料层通入干燥所需要的中温气流，进行中温正向干燥； 步骤2、当到达预设的中温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入中温气流，进行中温逆向干燥； 步骤3、当到达预设的中温逆向干燥时间后，再次改变气流方向，同时改变气流温度，从物料盘的下部向中药材料层通入高温气流，进行高温正向干燥； 步骤4、当到达预设的高温正向干燥时间后，改变气流方向，从物料盘的上部逆向向中药材料层通入高温气流，进行高温逆向干燥； 步骤5、当到达预设的高温逆向干燥时间后，判断所述物料盘内的中药材物料的含湿量是否达到预设的含湿量，如果是则步骤结束，如果否则返回步骤3进行高温正向干燥。
8.根据权利要求7所述的变温交变气流的厚层中药材干燥方法，其特征在于，所述中温干燥气流的温度为25°C?80°C ;所述高温干燥气流的温度为60°C?200°C ;且可根据需要设定中温干燥气流与高温干燥气流的优先顺序。
9.根据权利要求7所述的变温交变气流的厚层中药材干燥方法，其特征在于，预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向干燥时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin?1200min ;且四种干燥时间的长短可以相同，也可以不同。
10.根据权利要求7所述的变温交变气流的厚层中药材干燥方法，其特征在于，所述方法还包括:根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。
【文档编号】F26B25/22GK104180635SQ201410426286
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】王立, 尹少武, 童莉葛, 刘传平, 贾超 申请人:北京科技大学