专利名称：一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验室用粮食烘箱，尤其涉及一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱。
背景技术：
在粮食行业，因研究、检测等工作的需要，需将一定数量的粮食样品烘干至预定水分。目前，粮食烘干工作使用一般市售烘箱进行，而这些烘箱产品不具备控制样品烘干终点水分含量的能力。在进行粮食水分快速检测仪开发时，需要各种水分含量的粮食样品用于仪器标定，而通常无法在自然环境下取得这些样品。目前，只能采用预存一批高水分粮食，通过自然或烘干降水的方式随机取得各种水分值粮食样品的办法，大大延长了开发时间并增加了不确定性。按现行标准要求，在检测玉米容重时，玉米水分含量不得高于23 %。而东北地区在进行玉米收储时，水分含量通常较高，经常达30%以上，为检测其容重只能使用微波炉或烘箱等进行烘干降水后再进行检测，而这些装置不能控制烘干终点，要取得预定水分含量样品只能依靠经验。同时，按目前粮食水分检测标准中规定的烘箱使用方法，各种不同初始水分值的粮食都采用统一的烘干时间和方法(详见《粮食、油料检验水分测定方法》GB-5497-85)，加之烘箱额定功率通常在Ikw左右，采取现行方法显然会造成较大的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，其在一般烘箱的基础上，通过在线称重、在线测湿、节能通风、热质传递等技术手段，可使粮食样品高效、环保地烘干到预定水分含量。为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，它包括烘箱、铝质烘干盒、在线称重天平、热交换除湿装置和电脑控制检测装置；所述烘箱包括机壳和发热元件，所述机壳由外层机壳和内层机壳两层构成，内层机壳内的空间构成烘干腔体，该两层机壳间夹设有机壳隔热材料，以减少热量散失到环境中，在所述烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳上设有烘箱发热元件，该发热元件通断及温度受电脑控制检测装置控制；所述在线称重天平包括天平称重底座、与天平称重底座固定连接的连杆和与连杆连接的称重托盘；所述热交换除湿装置包括换热器和通过通风道与换热器连通的风扇。所述烘箱内层机壳的内壁上设有温度传感器和湿度传感器，用于检测烘干腔内的温度和湿度，从而了解发热元件的工作情况，并间接了解粮食水分散失情况，与在线称重天平所进行的粮食失重量检测一起共同为控制烘干过程服务；所述在线称重天平的连接有称重托盘的连杆分别穿过烘箱底部的外层机壳、机壳隔热材料和内层机壳设于烘箱的烘干腔体内，与连杆连接的天平称重底座设于烘箱底部外面，天平称重底座与烘干腔之间间隔了机壳隔热材料，绝热设计保证称重天平不受烘箱高温的影响而降低精度；至少一个铝质烘干盒放置于烘箱的烘干腔体内，铝质烘干盒用于盛放待烘干粮食样品；所述烘箱顶部设有通孔，热交换除湿装置的带有风扇的通风道匹配的设置于该通孔处，换风速度受电脑控制检测装置控制，所述通过通风道与风扇连通的换热器设于烘箱外层机壳上，该换热器包括冷空气进气口、干热空气排气口、湿气排气口和凝结水排水口，所述干热空气排气口与烘箱的干热空气进气管一端连接，该烘箱的干热空气进气管另一端穿过烘箱侧壁处的外层机壳、机壳隔热材料和内层机壳设于烘箱的烘干腔体内，热交换除湿装置一方面起到热交换器作用，通过用烘箱内排出的湿热空气预热进入烘箱的冷风达到节能的目的，另一方面起到除湿作用，热交换后的湿空气通过换热器的是湿气排气口排出，移走了粮食表面水气，提高了水分传质动力，同时，强制换风可加强烘箱内空气流动，使粮食样品受热更均勻；所述电脑控制检测装置通过导线分别与发热元件、在线称重天平、温度传感器、湿度传感器和热交换除湿装置的风扇连接，通过对重量、温度和湿度这些指标的检测，共同判定烘干进程情况，并结合所烘干粮食样品本身传热、传质特性，通过调整烘干温度和通风速度调整烘干进程。所述烘箱发热元件设于烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳和机壳隔热材料间。所述烘箱发热元件设于烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳内表面上。所述在线称重天平的连杆为绝热连杆，该绝热设计保证在线称重天平不受烘箱高温的影响而降低精度。工作原理首先要测量需烘干粮食样品的总水分含量(X1)也称为初始水分；步骤如下一、精确称量样品Ms，一般可取5g左右，称量精度0. OOlg。二、将烘干终点水分设为零，使用本发明烘箱进行烘干。三、在样品恒重后，检测烘干减重为My初始水分X1即为M^/Ms%。测量一批样品的初始水分后，可开始控制终点的样品烘干工作；具体步骤如下一、首先称量样品，均分成多份，并单独分出一份作为控制样品；当样品量较少时， 可考虑全部作为控制样品。二、粮食样品装入铝制烘干盒放入烘箱内，其中控制样品置于在线称重天平的称
重托盘上。三、烘箱开机，输入粮食初始水分X1和预定烘后水分X2,在线称重装置检测控制样品的初始重量虬。电脑计算出控制样品烘后应有的总重量M2。即=M2 = M^a-X1V(I-X2)tj四、本发明烘箱升温，强制换热除湿装置开始工作，在线称量装置定时监测控制样品重量变化，在线测温度和湿度装置定时监测烘箱内温度和湿度的情况；烘箱根据所烘粮食品种特性、初始水分和最终水分要求设定程序，可选择以恒定温度烘干，也可选择结合实时监测情况，自动调整烘干温度、换风速度，以提高烘干速度，保证烘干精度。五、当控制样品重量稳定后，停机，取出样品。设备检测实验对比报告一、实验目的检测自制烘箱工作能力及精度，检测内容包括不同烘干温度对烘干时间、烘干精度、粮食体积收缩的影响、烘干能耗。二、实验材料2009年秋产黄玉米，用量40kg，单项试验用量2kg。三、实验器材自制烘箱，功率1. IKW市售型烘箱，型号GZX_9140MBE，功率1. IKff容重器HGT-1000B电度表四、实验方法与步骤(一 )分别以105°C、140°C、180°C三个烘干温度和程序控温法进行烘干，设定烘干终点水分为零时的时间和能耗与市售烘箱GZX-9140MBE用标准方法测量玉米水分对比。因初始水分大于18%，国标法采用两次烘干法。( 二)检测自制型烘箱工作能力及精度。1、分别以105°C、140°C、18(TC三个烘干温度进行烘干，烘干终点分别设定为 30 %、23 %、14 %，分别记录烘干时间、烘后容重、烘干能耗。2、对烘后样品用国标方法进行烘干测定水分含量。采用标准《粮食、油料检验水分测定法》(GB5497-85)。对烘干终点分别设定为30%、23%的样品采用两次烘干法测量。 对烘干终点分别设定为14%的样品采用105°C恒重法测量。五、实验果
( 一 ) GZX-9140MBE烘箱、国标两次烘干法测量玉米水分，取得玉米初始水分值。测得样品初始重量为2000. 0g，烘后重量为1296. 0g，经计算样品水分含量为Xl = 35. 2% 耗时3小时40分，耗电2. 2kwh，烘后样品容重780g/l。采用自制烘箱，四种温度设定条件烘干，取得水分初初始值及烘后容重值。主要结果如下
权利要求
1.一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，它包括烘箱、铝质烘干盒、 在线称重天平、热交换除湿装置和电脑控制检测装置；所述烘箱包括机壳和发热元件，所述机壳由外层机壳和内层机壳两层构成，内层机壳内的空间构成烘干腔体，该两层机壳间夹设有机壳隔热材料，在所述烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳上设有烘箱发热元件；所述在线称重天平包括天平称重底座、与天平称重底座固定连接的连杆和与连杆连接的称重托盘；所述热交换除湿装置包括换热器和通过通风道与换热器连通的风扇；其特征在于所述烘箱内层机壳的内壁上设有温度传感器和湿度传感器；所述在线称重天平的连接有称重托盘的连杆分别穿过烘箱底部的外层机壳、机壳隔热材料和内层机壳设于烘箱的烘干腔体内，与连杆连接的天平称重底座设于烘箱底部外面；至少一个铝质烘干盒放置于烘箱的烘干腔体内；所述烘箱顶部设有通孔，热交换除湿装置的带有风扇的通风道匹配的设置于该通孔处，所述通过通风道与风扇连通的换热器设于烘箱外层机壳上，该换热器包括冷空气进气口、干热空气排气口、湿气排气口和凝结水排水口，所述干热空气排气口与烘箱的干热空气进气管一端连接，该烘箱的干热空气进气管另一端穿过烘箱侧壁处的外层机壳、机壳隔热材料和内层机壳设于烘箱的烘干腔体内；所述电脑控制检测装置通过导线分别与发热元件、在线称重天平、温度传感器、湿度传感器和热交换除湿装置的风扇连接。
2.根据权利要求1所述的一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，其特征在于所述烘箱发热元件设于烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳和机壳隔热材料间。
3.根据权利要求1所述的一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，其特征在于所述烘箱发热元件设于烘箱的四周侧壁和顶壁的内层机壳内表面上。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，其特征在于所述在线称重天平的连杆为绝热连杆。
全文摘要
本发明涉及一种可控制烘干终点样品水分含量的快速节能粮食烘箱，它包括烘箱、铝质烘干盒、在线称重天平、热交换除湿装置和电脑控制检测装置；所述烘箱内壁上设有温度、湿度传感器；所述在线称重天平的称重托盘设于烘箱内；至少一个铝质烘干盒放置于称重托盘上；所述烘箱顶部设有通孔，热交换除湿装置带有风扇的通风道设置于该通孔处，该换热器的干热空气排气口通过干热空气进气管与烘箱内部连通；所述电脑控制检测装置通过导线分别与发热元件、在线称重天平、温度传感器、湿度传感器和热交换除湿装置的风扇连接；本发明在一般烘箱的基础上，通过在线称重、在线测湿、节能通风、热质传递等技术手段，可使粮食样品高效、环保地烘干到预定水分含量。
文档编号G01N1/44GK102252894SQ201010178658
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者张忠杰, 曹琳, 管超, 邢勇, 马戈 申请人:国贸工程设计院