一种超声波强化气流干燥系统的制作方法

本发明涉及一种气流干燥系统，具体涉及一种超声波强化气流干燥系统。

背景技术：

气流干燥以其结构简单、操作方便、成本低廉等优点，在食品和药品工业等诸多领域有着非常广泛的应用，然而在使用过程中也存在着各种问题，如能源效率相对较低、干燥时间长、干燥不均匀、物料中的活性成分容易遭到破坏等缺点。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超声波强化气流干燥系统。

本发明提供了一种超声波强化气流干燥系统，具有这样的特征，包括：送风模块，包括依次连接的送风口、用于引入空气的风机段、用于加热空气的加热段、用于过滤和加湿空气的过滤段以及用于输出加热并过滤后的空气的送风管道；干燥腔室，包括腔室壳体、竖直设置在腔室壳体中央并与送风管道连接的空心圆柱、围绕空心圆柱呈螺旋线形状设置的传输带以及设置在腔室壳体底部并与空心圆柱连接的分风装置；多个超声波换能器，固定设置在传输带下方并与传输带紧密贴合，用于通过超声波来加速干燥；超声波发生器，通过线缆与超声波换能器连接，用于发出超声波；支撑底座，设置在腔室壳体的下方，与空心圆柱连接，用于支撑固定空心圆柱与传输带；真空上料器，与腔室壳体的顶部连接，用于输入需要干燥的物料；导料槽，与腔室壳体的底部连接，用于输出干燥后的物料；收料仓，与导料槽连接，用于对干燥后的物料进行储存；以及排风模块，包括连接在腔室壳体顶部的排风通道、与排风通道连接的旋风分离器以及与旋风分离器连接的引风机，其中，送风模块将空气进行加热过滤后经过送风管道与空心圆柱，并由分风装置垂直向上喷出，干燥腔室内还设有用于检测温湿度信号的温湿度探头，温湿度探头通过电缆线与温湿度仪连接，温湿度仪接收温湿度信号并对温湿度数据进行显示，干燥腔室内还设有用于检测风速信号的风速探头，风速探头通过电缆线与风速测定仪连接，风速测定仪接收风速信号并对风速数据进行显示，风机段、加热段以及过滤段还均与控制器连接，该控制器与温湿度仪和风速测定仪通过电缆线连接，控制器接收温湿度数据与风度数据，并根据温湿度数据与风度数据来实时调节风速、进风温度和湿度。

在本发明提供的超声波强化气流干燥系统中，还可以具有这样的特征：其中，超声波发生器的超声波频率为20khz，功率为300～900w。

在本发明提供的超声波强化气流干燥系统中，还可以具有这样的特征：其中，传输带的材质为网孔不锈钢板。

在本发明提供的超声波强化气流干燥系统中，还可以具有这样的特征：其中，送风模块送入的空气的温度范围是35～90℃、相对湿度45％～65％、气流速度为1～5m/s。

在本发明提供的超声波强化气流干燥系统中，还可以具有这样的特征：其中，多个超声波换能器均采用间歇式工作模式。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的超声波强化气流干燥系统，因为将多个超声波换能器设置在传输带下方，与输送带紧密接触，所以，能够更好地将能量超声波作用于物料上，让超声波的效能充分利用并和热流协同作用，实现了在较低温度下对物料的快速干燥，降低了能量消耗；因为气流经过风机段、加热段以及过滤段后再通过分风装置垂直向上喷出来并与物流逆向接触进行气流干燥，所以，能够对热气流的温湿度和洁净度进行有效控制，满足农产品、食品和医药原料中间体的干燥要求。因此，本发明的一种超声波强化气流干燥系统将超声波与气流干燥合理结合，充分发挥超声波的空化效应、热效应以及气流的对流作用，实现了优势互补，提升干燥过程中的能量利用效率，实现在较低温度下快速干燥，并能避免由于高温引起的活性成分流失、色泽变差等品质问题。

附图说明

图1是本发明的实施例中的超声波强化气流干燥系统的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例中的咖啡果的结构示意图；

图3是本发明的实施例中的咖啡果干燥过程中水分含量与时间的关系曲线图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

图1是本发明的实施例中的超声波强化气流干燥系统的整体结构示意图。

如图1所示，本实施例的一种超声波强化气流干燥系统100，包括送风模块10、干燥腔室20、超声波换能器30、超声波发生器40、支撑底座50、真空上料器60、导料槽70、收料仓80以及排风模块90。

送风模块10包括依次连接的送风口11、用于引入空气的风机段12、用于加热空气的加热段13、用于过滤和加湿空气的过滤段14以及用于输出加热并过滤后的空气的送风管道15。

本实施例中，加热段13由换热器或电加热装置组成，过滤段14可采用初效、中效和高效空气过滤器，来达到不同洁净等级和湿度要求。

送风模块10送入的空气的温度范围是35～90℃、相对湿度45％～65％、气流速度为1～5m/s。

干燥腔室20包括腔室壳体21、竖直设置在腔室壳体21中央并与送风管道15连接的空心圆柱22、围绕空心圆柱22呈螺旋线形状设置的传输带23以及设置在腔室壳体21底部并与空心圆柱22连接的分风装置24。

传输带23的材质为网孔不锈钢板。

干燥腔室20内还设有用于检测温湿度信号的温湿度探头，温湿度探头通过电缆线与温湿度仪25连接，温湿度仪25接收温湿度信号并对温湿度数据进行显示，

干燥腔室20内还设有用于检测风速信号的风速探头，风速探头通过电缆线与风速测定仪26连接，风速测定仪26接收风速信号并对风速数据进行显示。

风机段12、加热段13以及过滤段14还均与控制器15连接，该控制器15与温湿度仪25和风速测定仪26通过电缆线连接，控制器15接收温湿度数据与风度数据，并根据温湿度数据与风度数据来实时调节风速、进风温度和湿度。

送风模块10将空气进行加热过滤后经过送风管道15与空心圆柱22，并由分风装置24垂直向上喷出。

多个超声波换能器30固定设置在传输带23下方并与传输带23紧密贴合，用于通过超声波来加速干燥。

多个超声波换能器30均采用间歇式工作模式，以避免长时间连续工作导致超声波换能器30过热损坏。

超声波发生器40通过线缆与超声波换能30器连接，用于发出超声波。

超声波发生器40的超声波频率为20khz，功率为300～900w。

支撑底座50设置在腔室壳体21的下方，与空心圆柱22连接，用于支撑固定空心圆柱22与传输带23。

真空上料器60与腔室壳体21的顶部连接，用于输入需要干燥的物料。

导料槽70与腔室壳体21的底部连接，用于输出干燥后的物料。

收料仓80与导料槽70连接，用于对干燥后的物料进行储存。

排风模块90包括连接在腔室壳体21顶部的排风通道91、与排风通道91连接的旋风分离器92以及与旋风分离器92连接的引风机93。

图2是本发明的实施例中的咖啡果的结构示意图。

如图2所示，新鲜成熟的咖啡果由果肉层、黏液层、外果皮、银皮层以及豆米(咖啡豆或咖啡种子)组成。

本实施例中，通过超声波强化气流干燥系统100对新鲜成熟的咖啡果进行干燥，干燥过程如下：首先开启送风模块10以及引风机93，待温湿度仪25和风速测定仪26检测到干燥腔室20內的温湿度和风速达到预先设置的数值后，开启真空上料器60，把待干燥的新鲜咖啡果送入干燥腔室20，并直接落在传输带23上，此时开启超声波发生器40与超声波换能器30，咖啡果干燥过程随即开始。

在干燥过程中，咖啡果在自身重力和超声波换能器30所产生的机械震动共同下，咖啡果沿着圆柱螺旋线形状的传输带23逐渐向干燥腔室20的底部运动，并与来自分风装置24的热气流逆向接触，在对流和超声波的协同作用下，物料中的水分会被逐渐蒸发，当物料运动到干燥腔室20的底部时，物料中的水分含量将达到所需要求，随即经由导料槽70进入收料仓80中暂存。

本实施例中，由于咖啡果肉中还有大量热敏性功能性物质，为了避免这部分物质被破坏，经过多次实验得到将干燥过程中热气流温度设定为45℃～80℃、风速设定为2～4m/s、超声波功率400w时干燥效果较佳。

图3是干燥过程中咖啡果的水分与干燥时间关系曲线图。

如图3所示，在不提高干燥温度和热气流速度的条件下，通过超声波的强化协同，干燥时间有了显著缩短，干燥效率得到显著提升。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的超声波强化气流干燥系统，因为将多个超声波换能器设置在传输带下方，与输送带紧密接触，所以，能够更好地将能量超声波作用于物料上，让超声波的效能充分利用并和热流协同作用，实现了在较低温度下对物料的快速干燥，降低了能量消耗；因为气流经过风机段、加热段以及过滤段后再通过分风装置垂直向上喷出来并与物流逆向接触进行气流干燥，所以，能够对热气流的温湿度和洁净度进行有效控制，满足农产品、食品和医药原料中间体的干燥要求。因此，本发明的一种超声波强化气流干燥系统将超声波与气流干燥合理结合，充分发挥超声波的空化效应、热效应以及气流的对流作用，实现了优势互补，提升干燥过程中的能量利用效率，实现在较低温度下快速干燥，并能避免由于高温引起的活性成分流失、色泽变差等品质问题。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。