專利名稱：連續低溫干燥工藝及其設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種干燥方法以及設備，特別涉及的是一種在低溫狀態下對物料進行連續干燥的方法以及設備。
背景技術：
現有的一些物料，在其干燥過程中，為了保持其原有物料的特性，只能在控制一定溫度下進行干燥，以一種農產品加工半成品-面筋粉為例，小麥淀粉廠生產的新鮮濕面筋，經氣流干燥后的面筋粉(學名谷朊粉)其性能必須達到以下標準為1、其營養成分不變。2、復水還原性能好。3、能保持原鮮濕面筋的物理性狀；由于谷朊粉中蛋白質含量＞75％，其蛋白質中含麥谷蛋白和麥膠蛋白為80％，麥清蛋白和麥膠蛋白為20％，鮮濕面筋的粘度，韌性非常高，且具有可塑性和延伸性很強的物理特性。為不破壞其還原活性和養份損失，干燥時必須采用低溫快速干燥工藝。
目前國內外采用的是環形循環干燥機，其設備的性能已達到產品的質量要求，其工藝特點為，將鮮面筋造粒后，摻入部分干物料以降低含水率，通過混合粉碎機成為互不粘連的小顆粒，往返循環干燥，因此其工作電能、熱能的消耗很大，例如120kg/h產量所用的粉碎混合功率為30KW。
另一方面，環形機采用循環方式，干燥時間長，半干物料回流管路容易堵塞，汽化水氣從袋式回收器一個地方排出，濕度大，容易粘連濾袋布面縫隙，排風不暢，會影響產量而且排出的干物料在收集和返回不匹配的話，會直接影響產品的質量和產量，由于環流管路復雜，不易操作，干熱風消耗很大，引風機的功率為45KW(120kg/h產量)綜上可知現有環形干燥機的缺陷為電耗、熱耗過大、物料需要返回循環干燥、干熱風耗量高，體積龐大，工作復雜。

發明內容
本發明的目的在于，提供一種連續低溫干燥工藝及其設備，使物料能夠在溫度較低的情況下干燥，且耗電量少，不用循環干燥。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案在于，提供了一種連續低溫干燥工藝，其干燥的工藝步驟包括a.通過擠壓，將物料表面的水分擠出；b.將物料擠壓成絲狀，緩慢垂直下落；c.干熱風從頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的絲狀物產生順流和逆流相對運動；d.將絲狀物料粉碎后進行渦流干燥；e.將回收到的物料進行氣固分離，使產品和氣體分別排出。
同時也提供了一種實現上面連續低溫干燥工藝的連續低溫干燥設備，其包括，熱源單元、氣/固流動運輸單元、順逆流干燥單元、渦流干燥單元，其中，熱源單元產生干燥所需要的熱能；所述的氣/固流動運輸單元為用以連接各結構單元的熱風管、排潮管、引風機以及用以運輸物料的運輸機，引風機干燥空氣轉化為干熱風；所述的順逆流干燥單元為一順逆流干燥器，干熱風從干燥器頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的物料產生順流和逆流相對運動，濕氣從位于順逆流干燥器中段的排汽口通過排潮管排出，物料從位于順逆流干燥器下端出料口排出；通過傳輸機將物料出送至所述的渦流干燥單元；所述的渦流干燥單元為粉碎機和蝸輪干燥器，將物料粉碎后進行渦流干燥；所述的熱源單元為蒸汽鍋爐與熱交換器的組合或者熱風爐；所述的順逆流干燥單元，還包括，螺桿泵、擠水器以及擠絲器，所述的螺桿泵為擠水器以及擠絲器提供動力，所述的擠水器擠出表面的水分擠出，所述的擠絲器將物料擠成絲狀，從所述順逆流干燥器頂端落下；還包括旋風分離器設置于，通過傳輸機將從蝸輪干燥器置入所述的旋風分離器進行固氣分離；所述的傳輸機為閉式傳輸機，使閉式運輸機入口上端的熱風與下閉式運輸機出口后段熱風互不串聯；還包括干粉篩以及袋式回收器，所述的干粉篩設置于旋風分離器固體出料口使產品中的大顆粒和雜質分離出來，所述的袋式回收器置于旋風分離器汽體出料口將尾氣中的微小粉粒收集起來；
為達到規定的干燥效果，將順逆流干燥單元或蝸輪于燥單元串聯起來使用。


圖1為本發明連續干燥的工藝流程圖；圖2為本發明連續干燥設備的俯視結構簡圖；圖3為本發明順逆流干燥器總成的側視結構簡圖；圖4為本發明擠水器的結構簡圖；圖5為本發明擠絲器的結構簡圖；圖6為本發明渦流干燥機的結構簡圖。
附圖標記說明1-熱風爐；2-入料口；3-排潮管；41、42-引風機；5-順逆流干燥器；6-閉封式輸送機；7-袋式回收機；71-干粉篩；721-袋式回收機濕氣出口；9-氣固分離器；8-渦流式干燥器；82-渦流式干燥器干熱風入口；83-渦流式干燥器出口；88-粉碎軸；50-螺桿泵；501-螺桿泵入料口；51-擠絲器；511-擠絲器谷朊粉入口；512-擠絲器谷朊粉出口；53-擠水器；531-擠水器谷朊粉入口；532-表面水排出；533-擠水器谷朊粉出口；521、524-順逆流干燥器干熱風入口；522、523-順逆流干燥器濕氣出口；81-粉碎機；84-干燥區；85-分級區；86-提升區；87-出口；a---h-本發明連續干燥的工藝流程步驟。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
這里的物料我們以谷朊粉(面筋粉)為例，請參閱圖1所示，其為本發明連續干燥的工藝流程圖，其包括的步驟為a.通過擠壓將谷朊粉表面的水分擠出，這樣機械的做法減少了谷朊粉表面水分的含量，從另一方面也降低了干燥熱能消耗；b.將谷朊粉擠壓成絲狀，從容器空間頂部緩慢垂直下落，這樣擴大谷朊粉的表面積；c.干熱風從頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的絲狀物產生順流和逆流相對運動；d.將產生的大量的濕氣排出；
e.將絲狀物料粉碎進行渦流干燥，其方法工藝申請人在其發明專利《氣流對撞式閃蒸干燥方法及設備》中進行了公開和說明；f.將回收到的谷朊粉進行氣固分離，使產品和氣體分別排出；h.進一步提純，去除固體殘渣；g.獲得成品。
根據上面的工藝過程我們可以得出實現上述工藝過程的設備，請參閱圖2所示，其為本發明連續干燥設備的俯視結構簡圖，其包括，熱源單元、氣/固流動運輸單元、順逆流干燥單元、渦流干燥單元、氣固分離單元以及產品收集單元，其中，所述的熱源可以為熱風爐或者蒸汽鍋爐與熱交換器的組合，用以產生用于干燥的熱能，這里以熱風爐1為例；所述的氣/固流動運輸單元包括，熱風管、排潮管3、引風機41、42以及用以運輸固體物體的閉式運輸機6；所述的順逆流干燥單元，其包括，螺桿泵50、擠水器53、擠絲器51以及順逆流干燥器5；所述的渦流干燥單元，其包括，粉碎機81以及渦流式干燥器8；所述的氣固分離單元，其包括，旋風分離器9和干粉篩71；所述的產品收集單元，其包括，袋式回收器7。
請參照圖3所示，其為本發明順逆流干燥器總成的側視結構簡圖，所述的熱風爐1與熱風管相連，所述的高速的干燥熱風就在熱風管中高速運行，熱風管上設有入料口2，所述的潮濕的谷朊粉從入料口2進入與高速的干熱風混合，由于存在速度差，因此谷朊粉表面的水蒸氣會蒸發形成大量的濕氣；所述的熱風管與螺桿泵的物料入口501相連，所述的螺桿泵50與擠水器53和擠絲器51相連接，并為兩者提供了動能，氣固混合的物料通過螺桿泵的物料入口501進入到擠絲器中，將谷朊粉表面的水分擠出，由于被干燥物料水分的減少，這樣從一定程度上，會使需要干燥的熱能減少，經過擠壓后的谷朊粉進入到所述的擠絲器51中，將濕谷朊粉擠壓成絲狀，并緩慢垂直下落，其速度由螺桿泵50的轉速來控制的，這樣很明顯濕谷朊粉的表面積增大了很多，水分更容易蒸發；請參閱圖4所示，其為本發明擠水器的結構簡圖，所述的擠水器包括，擠水器谷朊粉入口531所述的谷朊粉從這里進入，經過擠壓表面的水分從表面水排出口532排出，由于其具有粘性，所以谷朊粉不會從表面水排出口532排出，而是從擠水器谷朊粉出口533流出。
請參閱圖5所示，其為本發明擠絲器的結構簡圖，所述的擠絲器包括，擠絲器谷朊粉入口511，擠絲器谷朊粉出口512。
所述的擠絲器51設置于順逆流干燥器5頂端，所述的順逆流干燥器5，具有上下兩個干熱風入口521、524，在其中部設兩個濕氣出口522、523，所述的從上端干熱風入口521處吹入的干熱風，與下落的絲狀谷朊粉之間形成順流干燥，所述的從下端干熱風入口524吹入的干熱風，與下落的絲狀谷朊粉之間形成逆流流干燥，上下干熱風在順逆流干燥器5中段產生對撞，并產生瞬時高速的擴散氣流，更有利于谷朊粉的干燥，產生的濕汽從中段的濕氣出口522、523排出，所述的濕氣出口522、523通過引風機41與排潮管3相連，將濕氣排出；所述的順逆流干燥器的底端為落料口525與閉封式輸送機6的入料口相連，將經過順逆流干燥后的谷朊粉絲送入粉碎機81，經過粉碎機81的處理后，所述的閉封式輸送機6將切碎的谷朊粉物料送入與閉封式輸送機6出料口相連的熱風管內，這樣上端的熱風與下一階段熱風就互不串聯了；所述的熱風管與引風機42相連，所述引風機42的另一出口與渦流式干燥器8相連，所述的渦流式干燥器8，本發明人在中國專利申請號為200610086403.8名稱為《氣流對撞式閃蒸干燥方法及設備》中揭示的，請參閱圖6所示，其為本發明渦流干燥機的結構簡圖，所述的渦流式干燥器8為一體成形技術加工而成，其包括蝸殼出口83、提升區86、分級區85、粉碎軸88以及干燥區84但是這里與前述渦流式干燥器的區別是在干燥區處的設有粉碎軸88，其中，所述蝸殼出口83采用漸開型，有回收能量、降低阻力的作用；其下端為提升區86為一圓柱桶體，含水量適當的物料由此加速提升；所述提升區86的下端為分級區85，其為一錐形體結構，含水分不同的顆粒由于存在沉降速度的差別，使粒度適宜濕度適當的物料上升，反之則停留，直到含水量適當后，上升；所述分級區下端為圓柱桶狀的干燥區84，懸浮物料在此高速旋轉，在所述干燥區84的側緣切向設有一蝸流干燥器入口82，所述的從直型熱風管流過的高速混合氣，由所述蝸流干燥器入口82進入所述的渦流式干燥器8，混合氣從所述蝸殼出口通過熱風管與旋風分離器9的入口相連；所述的旋風分離器9的為通用設備，其具有氣體出口，和固體出口，所述的干燥后的谷朊粉物料與氣體分別從排出所述的固體出口以及氣體出口，所述的氣體出口與袋式回收器7相連，所述的固體出口與閉封式輸送機6的入口相連，所述閉封式輸送機6的出口與干粉篩71入料口相連；通過袋式回收器，將旋風分離器尾氣中的微小粉粒收集起來，通過干粉篩，使產品中的大顆粒和雜質分離出來，從而完成了整個對谷朊粉的干燥過程。
進一步的總結，所述的螺桿泵50后增加擠水器53、擠絲器51，可使螺桿泵50一機兩用，擠成細絲使物料的表面積擴大，便于水分汽化，順逆流干燥器5實現的“順逆流”干燥方法特別適合干燥高水分物料，具有高溫、快速、低能耗、風溫高而物料不過熱等優點，濕氣從中部排出占總氣化水分的70％以上。
絲狀物料粉碎后，進入“渦流式干燥器8”，其工作性質為，物料和干熱風同時切向高速進入，在離心力的作用下，顆粒稍大的濕物料沿外壁高速旋轉，增加熱氣流與物料的相對速度，強化了傳熱效果，干燥質輕的物料由中心向上進入旋風分離器，氣固物質分離。物料從下出口進過細篩，細微粉與尾氣進入袋式回收器7，回收細微粉。
采用兩次連續干燥，二次干燥時只需汽化30％左右的水分，采用渦流式干燥器8，其性能前面已介紹，另外補充的是物料高速旋轉區，裝有攪拌器，使大顆粒物料加快細化的速度，經測算，蝸流干燥比同流干燥的傳熱傳質系數要大3倍以上，適用于熱敏物料的干燥工藝。干燥成品采用高效旋風分離器9，使95％以上的產品由下部卸料口排入過細篩，少量微粉由袋式回收器收集，由于大部分濕氣已由第一級干燥器排出減輕了袋式回收器的負荷，不但減小了袋式回收器7的體積，而且使濾帶的更換周期延長了10倍以上；當然為實現干燥到某一含水量，我們可以將順逆流干燥單元進行串連使用，即至少兩組螺桿泵50、擠水器53、擠絲器51以及順逆流干燥器5，也可以將蝸流干燥器8串連使用。
需要注意的是本發明連續干燥設備的操作過程中，有些步驟是需要注意的，熱風爐1點火后，必須啟動引風機，使冷空氣冷卻爐壁，否則，會使爐壁過熱，損壞設備。當熱空氣溫度達到50～55℃時，啟動進料口處的電動機，使物料緩慢進入熱風管，隨著熱空氣溫度的逐漸升高，進料口處電動機的轉速要同步提高，一直到穩定生產。
順逆流干燥器5以及蝸流干燥器8內的混合溫度應穩定在50～55℃之間。溫度升高，可提高進料的速度以及螺桿泵50的轉速，使進料量增加，反之應降低進料速度以及螺桿泵50的轉速。
生產結束后，要先將熱風爐1內的余火退出，引風機41、42繼續運轉，當熱空氣溫度降至80℃以下時，方可停引風機41、42，否則，會損壞爐壁。
熱風爐點火的同時，必須啟動引風機41、42，使冷空氣冷卻爐壁，以免爐壁過熱。停機時必須先將余火退出，待熱空氣溫度降至80℃以下時，方可停引風機，嚴禁熱風爐無冷卻風干燒，干燒的結果有兩種一種是傳熱爐壁燃燒過熱時，突然送風會產生瞬間高溫熱氣流，當與設備內殘留的微粉相遇時，會產生粉塵爆炸。造成嚴重事故。另一種是長時間干燒，會使傳熱爐壁快速氧化，燒穿爐壁而無法生產。
在生產過程中，如突然停電或發生故障必須停機時，應迅速將火退出，待爐溫冷卻后再繼續生產。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種連續低溫干燥工藝，其特征在于，其干燥的工藝步驟包括a.通過擠壓，將物料表面的水分擠出；b.將物料擠壓成絲狀，緩慢垂直下落；c.干熱風從頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的絲狀物產生順流和逆流相對運動；d.將絲狀物料粉碎后進行渦流干燥；e.將回收到的物料進行氣固分離，使產品和氣體分別排出。
2.根據權利要求1所述的連續低溫干燥工藝，其特征在于，還包括步驟f、將物料與熱風相混合并高速前進，將產生的濕氣排出；所述的步驟f位于步驟a前。
3.根據權利要求1所述的連續低溫干燥工藝，其特征在于，還包括步驟g.進一步提純，去除固體中殘渣，獲得產品；所述的步驟g位于步驟e后。
4.一種連續低溫干燥設備，其特征在于，其包括，熱源單元、氣/固流動運輸單元、順逆流干燥單元、渦流干燥單元，其中，熱源單元產生干燥所需要的熱能；所述的氣/固流動運輸單元為用以連接各結構單元的熱風管、排潮管、引風機以及用以運輸物料的運輸機，引風機干燥空氣轉化為干熱風；所述的順逆流干燥單元為一順逆流干燥器，干熱風從干燥器頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的物料產生順流和逆流相對運動，濕氣從位于順逆流干燥器中段的排汽口通過排潮管排出，物料從位于順逆流干燥器下端出料口排出；通過傳輸機將物料出送至所述的渦流干燥單元；所述的渦流干燥單元為粉碎機和蝸輪干燥器，將物料粉碎后進行渦流干燥。
5.根據權利要求4所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，所述的熱源單元為蒸汽鍋爐與熱交換器的組合或者熱風爐。
6.根據權利要求4所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，所述的順逆流干燥單元，還包括，螺桿泵、擠水器以及擠絲器，所述的螺桿泵為擠水器以及擠絲器提供動力，所述的擠水器擠出表面的水分擠出，所述的擠絲器將物料擠成絲狀，從所述順逆流干燥器頂端落下。
7.根據權利要求4所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，還包括旋風分離器設置于，通過傳輸機將從蝸輪干燥器置入所述的旋風分離器進行氣固分離。
8.根據權利要求4或7所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，所述的傳輸機為閉式傳輸機，使閉式運輸機入口上端的熱風與下閉式運輸機出口后段熱風互不串聯。
9.根據權利要求7所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，還包括干粉篩以及袋式回收器，所述的干粉篩設置于旋風分離器固體出料口，使產品中的大顆粒和雜質分離出來，所述的袋式回收器設置于旋風分離器氣體出料口，將尾氣中的微小粉粒收集起來。
10.根據權利要求4所述的連續低溫干燥設備，其特征在于，為達到規定的干燥效果，將順逆流干燥單元或蝸輪干燥單元串聯起來使用。
全文摘要
本發明為一種連續低溫干燥工藝及其設備，其包括，熱源單元、氣/固流動運輸單元、順逆流干燥單元、渦流干燥單元，其中，熱源單元產生干燥所需要的熱能；氣/固流動運輸單元用以連接各結構單元的熱風管、排潮管、引風機以及用以運輸物料的傳輸機；所述的順逆流干燥單元為一順逆流干燥器，干熱風從順逆流干燥器頂部和底部分別向下和向上高速運動，與下落的物料產生順流和逆流相對運動，濕氣從順逆流干燥器中段排出，物料從順逆流干燥器下端出料口排出；通過傳輸機將物料送出至所述的渦流干燥單元；其包括粉碎機和渦輪干燥器，將物料粉碎后進行渦流干燥，從而達到使物料能夠在溫度較低的情況下干燥，且耗電量少，不用循環干燥的目的。
文檔編號F26B19/00GK1904532SQ200610111328
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月22日 優先權日2006年8月22日
發明者張世領, 李輝軍, 張力越 申請人:開封市四達農產品設備有限公司