本發(fā)明涉及濕物料干燥技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種含揮發(fā)成份濕物料兩段式熱泵烘干設(shè)備及烘干方法。
背景技術(shù)：
中藥材中有效成分的含量直接影響藥材品質(zhì)，而干燥工藝對中藥材有效成分的含量有著很大影響。對于含揮發(fā)性物質(zhì)的中藥材，例如八角、茴香、花椒等，在傳統(tǒng)開放式干燥過程中揮發(fā)性物質(zhì)會大量流失。
中藥材的傳統(tǒng)干燥方法主要有曬干、陰干和烘干。這些方法經(jīng)濟成本低，技術(shù)要求低，但是存在如干燥質(zhì)量參差不齊、易被污染等諸多缺陷。近年來，中藥材干燥工藝及設(shè)備開始向標準化、機械化和規(guī)?；较虬l(fā)展。常見的熱風干燥設(shè)備有烘箱和烘房等，熱源多來源于電加熱和燃煤燃氣鍋爐蒸汽，加熱后的濕空氣將物料水分帶出設(shè)備外——水分帶出設(shè)備的同時，余熱及揮發(fā)性物質(zhì)也在干燥過程中大量流失。
近些年提出的空氣源熱泵干燥雖然節(jié)能，但也存在開式循環(huán)揮發(fā)性物質(zhì)大量流失的缺點，而閉式熱泵干燥雖然能降低揮發(fā)性物質(zhì)的流失，但其能耗高于開式空氣源熱泵，能效低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中揮發(fā)性中藥材干燥過程中有效成分流失及干燥能耗的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種含揮發(fā)成份濕物料兩段式熱泵烘干設(shè)備，包括烘房及空氣源熱泵系統(tǒng)，所述烘房包括開式預(yù)烘段和閉式烘干段，所述空氣源熱泵系統(tǒng)包括第一熱泵、第二熱泵、第三熱泵、第一循環(huán)風機、第二循環(huán)風機、第三循環(huán)風機、第一蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)器、第三蒸發(fā)器、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器，第一蒸發(fā)器通過第一熱泵連接第一冷凝器，第二蒸發(fā)器通過第二熱泵連接第二冷凝器，第三蒸發(fā)器通過第三熱泵連接第三冷凝器，第一循環(huán)風機、第一冷凝器設(shè)置在開式預(yù)烘段，第二循環(huán)風機、第二冷凝器、第三冷凝器、第一蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)器、第三蒸發(fā)器設(shè)置在閉式烘干段。
進一步的，所述烘房為隧道式或立塔式。
進一步的，所述閉式烘干段為熱泵旁通式，蒸發(fā)器和冷凝器均為多級串聯(lián)布置。
進一步的，所述閉式烘干段進出口均為設(shè)置移動保溫密封門。
進一步的，所述空氣源熱泵系統(tǒng)可布置在烘房側(cè)面或烘房頂部。
本發(fā)明還提供了一種利用上述烘干設(shè)備的含揮發(fā)成份濕物料兩段式熱泵烘干方法，所述烘干方法具體為；
烘干方法包括預(yù)烘階段和烘干階段兩段流程，在烘干階段采用閉式熱泵除濕方法干燥物料內(nèi)部水分，在預(yù)烘階段采用開式循環(huán)，利用烘干階段熱泵冷凝器部分熱量加熱濕物料并干燥物料表層水分，干燥后濕空氣排至環(huán)境中。
進一步的，所述烘干方法具體為:
開式預(yù)烘階段熱量由第一熱泵提供，室外空氣由第一循環(huán)風機吹入并與第一冷凝器換熱后得到熱風，干燥進入預(yù)烘加熱階段的濕物料。閉式烘干階段采用旁通式熱泵除濕，在第二風機的作用下干燥熱空氣在閉式烘干階段循環(huán)，空氣濕度增加，旁通空氣通過第一蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)器、第三蒸發(fā)器降溫至露點以下析出冷凝水并排出系統(tǒng)，低溫飽和濕空氣通過第二冷凝器、第三冷凝器，被加熱成干燥熱空氣，與循環(huán)空氣混合后加熱濕物料。
本發(fā)明的技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明的烘干設(shè)備和方法，在烘干段采用閉式熱泵除濕方法干燥物料內(nèi)部水分，在預(yù)烘段采用開式循環(huán)，利用烘干段熱泵冷凝器部分熱量加熱濕物料并干燥物料表層水分，烘干工藝的閉式烘干段空氣密閉，減少干燥過程中物料揮發(fā)性物質(zhì)流失，同時除濕烘干段多出熱量供預(yù)烘加熱段使用，提高工藝流程能效。本發(fā)明的設(shè)備和方法，適合于濕物料的烘干，尤其適合于含芳香類藥材、香料等揮發(fā)性成份物料烘干。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種含揮發(fā)成份濕物料兩段式熱泵烘干設(shè)備的工作原理示意圖。
附圖標記如下：
1、第二循環(huán)風機；
2、第二冷凝器；
3、第三冷凝器；
4、第三熱泵；
5、第二熱泵；
6、第三蒸發(fā)器；
7、第二蒸發(fā)器；
8、第一蒸發(fā)器；
9、第一熱泵；
10、保溫密封門；
11、第一冷凝器；
12、第一循環(huán)風機；
101、閉式烘干段；
102、開式預(yù)烘段；
103、烘架。
具體實施方式
為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種利用三級熱泵的兩段式隧道烘干設(shè)備，包括閉式烘干段101和開式預(yù)烘段102，可用于連續(xù)物料干燥。所述開式預(yù)烘段102采用開式循環(huán)，使用第一循環(huán)風機12將環(huán)境空氣吸入并經(jīng)過第一冷凝器11加熱，產(chǎn)生的高溫空氣進入烘房預(yù)熱濕物料并將物料表層自由水帶出，隨后將濕空氣排出到環(huán)境中；其中所述烘房為隧道式，烘架103可由電機通過傳動鏈條驅(qū)動，形成連續(xù)濕物料進出；第一蒸發(fā)器8安裝在閉式烘干段內(nèi)。
閉式烘干段采用旁通式熱泵閉環(huán)除濕干燥，第一蒸發(fā)器8、第二蒸發(fā)器6、第三蒸發(fā)器7和第二冷凝器2、第三冷凝器3串聯(lián)布置。閉式烘干段101的空氣在第二循環(huán)風機1驅(qū)動下，利用熱泵的第二冷凝器2、第三冷凝器3進行2級加熱，可以得到更高溫度的空氣；高溫空氣進入烘房后吹掃烘架上的濕物料對其干燥，形成高濕空氣后，一部分空氣回流到第一蒸發(fā)器8、第二蒸發(fā)器6、第三蒸發(fā)器7進行凝結(jié)除濕，隨后低溫飽和濕空氣經(jīng)過第二冷凝器2、第三冷凝器3進行加熱，與旁通通道內(nèi)空氣混合后通過第二循環(huán)風機1吹入烘房，形成循環(huán)。
所述旁通通道風量，通過蒸發(fā)器第一蒸發(fā)器8、第二蒸發(fā)器6、第三蒸發(fā)器7、第二冷凝器2、第三冷凝器3自帶風扇變頻控制調(diào)節(jié)，同時通過變頻調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)經(jīng)過第一蒸發(fā)器8、第二蒸發(fā)器6、第三蒸發(fā)器7、第二冷凝器2、第三冷凝器3后的空氣溫度，以提高空氣源熱泵的效率。
所述開式預(yù)烘段102與閉式烘干段101之間使用保溫密封門10分隔，物料在兩烘房傳送時保溫密封門10開啟，傳送完成后關(guān)閉，閉式烘干段101出口同樣有保溫密封門，在烘架103出料時開啟和關(guān)閉，保證閉式烘干段101工作時為封閉空間。
第一蒸發(fā)器8、第二蒸發(fā)器6、第三蒸發(fā)器7下部可設(shè)有接水盤，并安裝排水管將凝結(jié)水排出系統(tǒng)。
本發(fā)明的烘干設(shè)備和方法，在烘干段采用閉式熱泵除濕方法干燥物料內(nèi)部水分，在預(yù)烘段采用開式循環(huán)，利用烘干段熱泵冷凝器部分熱量加熱濕物料并干燥物料表層水分，烘干工藝的閉式烘干段空氣密閉，減少干燥過程中物料揮發(fā)性物質(zhì)流失，同時除濕烘干段多出熱量供預(yù)烘加熱段使用，提高工藝流程能效。本發(fā)明的設(shè)備和方法，適合于濕物料的烘干，尤其適合于含芳香類藥材、香料等揮發(fā)性成份物料烘干。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。