超声辅助干燥设备的制作方法

本发明涉及食品加工装备技术领域，特别是涉及一种超声辅助干燥设备。

背景技术：

干燥是肉食品(含动物源性水产品)加工中常用的技术手段。干燥后的肉食品因为水分含量下降，水分活度降低，可抑制微生物的生长繁殖，因此常作为延长食品货架期的一种手段，如市面上常见的牛肉干、猪肉脯、鱼肉干等，虽未经高温灭菌，仍可常温流通。

目前，肉食品加工业中普遍应用的干燥方法是热风干燥，此外还有微波辅助干燥、红外辐射干燥、热泵干燥等。

各种干燥方法的原理不尽相同，也各自存在优缺点。热风干燥、红外辐射干燥、热泵干燥是表面加热，热量由外向内转移，不利于水分迁移，且干燥过程表面极易形成“硬夹”，阻碍水分散失。微波辅助干燥可以内外同时加热，提升水分扩散速率，但其边际效应极易造成食品过热。而在低温条件下干燥肉食品，尚无有效促进手段，一般需要长时间干燥。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种超声辅助干燥设备，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的干燥速率过低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种超声辅助干燥设备，包括：箱体、送风机、温度控制器、湿度控制器以及超声波振动筛；

用于放置待干燥物的所述超声波振动筛设置在所述箱体的内部；所述温度控制器和所述湿度控制器均设置在进风通道上，所述进风通道与所述送风机的进风端相连通，所述送风机的出风端位于所述箱体的内部。

其中，所述超声波振动筛包括超声波发生器、共振环、筛网以及外网架；所述外网架安装于所述箱体的底部，所述共振环固定于所述外网架上，所述筛网与所述外网架和所述共振环固定连接，所述超声波发生器用于产生高频正弦形式的纵向震荡波。

其中，所述超声波发生器包括超声波控制仪、超声波振荡器和转换器；所述超声波控制仪用于调控所述超声振荡器产生的高频电震荡，并通过所述转换器转换成高频正弦形式的纵向震荡波；所述转换器固定于所述共振环上，用以将高频正弦波传递给所述筛网。

其中，所述外网架包括圆环以及支架，所述圆环安装在所述支架上，所述筛网和所述共振环安装在所述圆环上。

其中，还包括弹性装置，所述弹性装置安装在所述支架的底端。

其中，所述箱体的内壁上设置有与其贴合的降噪夹层，所述降噪夹层包括层叠布置并相互固定在一起的耐磨工程塑料层和橡胶层。

其中，所述超声辅助干燥设备还包括换热器、空气分配器以及控制器，所述换热器和所述空气分配器均设置在所述进风通道上，且所述换热器和所述空气分配器均与排风通道连接，所述控制器发送指令以控制所述换热器和所述空气分配器的动作。

其中，还包括温度传感器、湿度传感器以及风速传感器；所述温度传感器和所述湿度传感器均设置在所述送风机的出风端，所述风速传感器设置在所述排风通道；所述控制器接收所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述风速传感器发送的电信号，并依据预设参数向所述空气分配器、所述送风机、所述换热器、所述温度控制器、所述湿度控制器以及所述超声波振动筛发布操作指令，用以控制所述超声辅助干燥设备的风速、温度、湿度以及超声功率。

其中，所述温度控制器包括加热单元和制冷单元，所述加热单元和所述制冷单元均与所述控制器连接。

其中，所述湿度控制器包括加湿单元和除湿单元，所述加湿单元和所述除湿单元均与所述控制器连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种超声辅助干燥设备，换热器利用较热(或较冷)的排风预热(或预冷)进气，空气分配器根据指令部分利用排风空气，温度控制器和湿度控制器分别进一步用于调整新进空气的温度和湿度以使得该温度和湿度符合待干燥物的实际需求，超声波振动筛能够调整超声功率；该超声辅助干燥设备利用功率超声的空穴作用，加速食品内部水分迁移，提高食品干燥速度。

附图说明

图1为本发明实施例一种超声辅助干燥设备的结构示意图；

图中：1-控制器；2-换热器；3-空气分配器；4-温度控制器；5-湿度控制器；6-送风机；7-温度传感器；8-排风通道；9-风速传感器；10-湿度传感器；11-箱门；12-吹风排管；13-共振环；14-圆环；15-筛网；16-支架；17-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

干燥过程的本质是食品内部的水分迁移至食品表面，进而气化蒸发，其关键在于内部水分向食品表面的迁移。功率超声具有空穴作用，可以对肉食品的组织结构及其蛋白质空间结构产生影响，进而可以促进水分的迁移。

图1为本发明实施例一种超声辅助干燥设备的结构示意图，如图1所示，该超声辅助干燥设备包括：箱体、送风机6、温度控制器4、湿度控制器5以及超声波振动筛；

用于放置待干燥物的超声波振动筛设置在箱体的内部；温度控制器4和湿度控制器5均设置在进风通道上，进风通道与送风机6的进风端相连通，送风机6的出风端位于箱体的内部，送风机6的出风端连接有多个吹风排管12，通过吹风排管12将空气均匀输送至箱体的内部。

箱体上设置有箱门11，用户通过该箱门11将待干燥物放置在超声波振动筛上，且待干燥物干燥完成后，用户通过该箱门11取出。

其中，温度控制器4和湿度控制器5分别用于调整新进空气的温度和湿度以使得该温度和湿度符合待干燥物的实际需求，超声波振动筛能够调整超声功率；该超声辅助干燥设备利用功率超声的空穴作用，加速食品内部水分迁移，提高食品干燥速度。

进一步地，超声波振动筛包括超声波发生器、共振环13、筛网15以及外网架；外网架安装于箱体的底部，共振环12固定于外网架，筛网15与共振环13和外网架紧密固定，超声波发生器用于产生高频正弦形式的纵向震荡波。

在本实施例中，超声波发生器用于产生高频正弦形式的纵向震荡波，并经共振环13将振动传导至筛网15，从而完成对待干燥物的振动。

进一步地，超声波发生器包括超声波控制仪、超声波振荡器和转换器；超声波控制仪用于调控超声振荡器产生的高频电震荡，并通过转换器转换成高频正弦形式的纵向震荡波。

在本实施例中，超声波频率介于15khz-50khz。超声波发生器，可现实连续振动、间歇振动等多种模式。

进一步地，外网架包括圆环14以及支架16，圆环14安装在支架16上，筛网15与圆环14和共振环13紧密固定，共振环13固定于圆环14上。

在本实施例中，外网架包括四根支架，四根支架呈圆形布置，沿支架的长度方向安装有三个圆环14，三个圆环14之间等间距布置，每一个圆环14同时与四根支架16连接，每一个圆环14的圆内位置设置有一个共振环13，筛网15与圆环14和共振环13紧密固定。其中，圆环14与支架16之间可滑动连接，可以根据实际需要调整每一层圆环14之间的垂直距离。

进一步地，还包括弹性装置，弹性装置安装在支架16的底端。

在本实施例中，弹性装置为弹簧17，弹簧17的一端与支架16的底端固定，弹簧17的另一端与箱体的底部固定。弹簧17用于抵消筛网15的超声振动向外部传递。

进一步地，箱体的内壁上设置有与其贴合的降噪夹层，降噪夹层包括层叠布置并相互固定在一起的耐磨工程塑料层和橡胶层。

在本实施例中，箱体采用耐腐蚀的金属材料，通过设置的降噪夹层，消减噪音，使超声辅助干燥设备符合环保要求。该降噪夹层的厚度根据实际需要选取，在本实施例中不作具体限定。

进一步地，超声辅助干燥设备还包括换热器2、控制器1以及空气分配器3，换热器2和空气分配器3均设置在进风通道上，且换热器2和空气分配器3均与排风通道8连接，控制器1发送指令以控制换热器2和空气分配器3的动作。

其中，控制器1配有液晶显示屏，用户可直接输入预设参数，包括新/尾气比例、空气的温度、空气的湿度、空气的速度以及超声波振动筛的超声功率等。控制器1安装在箱体的外壁上。

在本实施例中，控制器1根据用户预设参数控制温度控制器、湿度控制器以及超声波振动筛的动作。

在本实施例中，空气分配器3设置在送风机的进风口，可根据控制器的指令调节送风机吸入空气中，干燥“尾气”与新进空气的比例。换热器2设置在空气分配器3的进风口，换热器2用于将用于干燥的尾气所携带的余热/冷交换给新进来的空气，进而节省能源消耗。

进一步地，还包括温度传感器7、湿度传感器10以及风速传感器9；温度传感器7和湿度传感器10均设置在送风机6的出风端，风速传感器9设置在排风通道8；

控制器1接收温度传感器7、湿度传感器10以及风速传感器9发送的电信号，并依据预设参数向空气分配器3、送风机6、换热器2、温度控制器4、湿度控制器5以及超声波发生器发布操作指令，用以控制超声辅助干燥设备的风速、温度、湿度以及超声功率。

进一步地，温度控制器4可以包括加热单元和制冷单元，加热单元和制冷单元均与控制器1连接。其中，加热单元和制冷单元分别为加热器以及制冷器。

在本实施例中，温度控制器4依据控制器1发送的指令调节空气温度。当箱体内空气温度低于设定温度时，加热器接收指令启动并通过换热器(非排风管道的换热器)将热量传递给新进空气；当箱体内空气温度高于设定温度时，制冷器启动，换热器吸收新进空气的热量。

进一步地，湿度控制器5可以包括加湿单元和除湿单元，加湿单元和除湿单元均与控制器1连接。其中，加湿单元和除湿单元为加湿器和除湿器。

在本实施例中，湿度控制器5接收控制器发送的指令，对湿度低于或高于设定值得空气进行加湿或除湿处理，使其满足湿度控制要求。控制湿度有益于避免待干燥物表面形成“硬夹”，有利于提高待干燥物的质量。

实施例1

将厚约5mm的牛肉片均匀平铺在筛网上，在控制器的人机交互界面设定风速为0.5m/s、空气温度为10℃、空气相对湿度为30％，超声波频率为18khz，功率密度为400w/m²。当干燥失重约为60％时，相较于相同条件下没有超声作用，牛肉干的干燥速度约提高了40％。

实施例2

将厚约5mm的鱼肉片均匀平铺在筛网上，在控制器的人机交互界面设定风速为1.0m/s、空气温度为5℃、空气相对湿度为10％，超声波频率为25khz，功率密度为600w/m²。当干燥失重约为50％时，相较于相同条件下没有超声作用，鱼肉片的干燥速度约提高了55％。

实施例3

将厚约3mm的鸡胸肉片均匀平铺在筛网上，在控制器的人机交互界面设定风速为1.0m/s、空气温度为15℃、空气相对湿度为25％，超声波频率为35khz，功率密度为500w/m²。当干燥失重约为45％时，相较于相同条件下没有超声作用，鸡胸肉片的干燥速度约提高了35％。

由此可知，该超声辅助干燥设备利用功率超声的空穴作用，加速食品内部水分迁移，提高食品干燥速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。