本發(fā)明涉及一種微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝，該裝置在干燥室內(nèi)引入微負壓環(huán)境，可在較低溫度下（30~50℃）對物料進行快速高效干燥，尤其適合中草藥、保健品、高檔農(nóng)產(chǎn)品等對干燥溫度極其敏感且不能破環(huán)其有效成分的物料，該技術(shù)方法屬于原料后處理和節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
干燥技術(shù)在化工、制藥、食品、生物、材料、農(nóng)副產(chǎn)品加工、煤和木材加工等行業(yè)得到廣泛應用。而最常用的干燥方法是熱空氣對流干燥，一般在常壓下應用加熱后較高溫度的熱空氣流過待干燥物料表面以此帶走水分的方法，而這種方法加熱空氣時候需要消耗大量能量，干燥能效低，且由于過高的溫度不適合一些具有高附加值的熱敏性物料，如：中草藥、保健品、種子、高檔農(nóng)產(chǎn)品、海鮮產(chǎn)品等。因此，有必要設計出一種專門針對這些高附加值的熱敏性物料進行高效干燥的裝置及干燥工藝，確保既能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗，又能在不損傷物料有效成分的同時提高干燥效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決常規(guī)熱空氣對高附加值的熱敏性物料進行干燥時的能耗高、干燥過程對物料有損傷、干燥效率低等問題，提供了一種微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種微負壓低溫干燥裝置，它包括干燥室，所述干燥室內(nèi)部設置有干燥盤，所述干燥室的底部連通有熱泵機組內(nèi)部冷凝器，所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器同時與熱泵機組內(nèi)部壓縮機、熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器和氣體板式換熱器相連；所述干燥室的頂部通過循環(huán)風機與氣體板式換熱器相連；所述熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器和氣體板式換熱器之間還安裝有除濕機；所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器和干燥室之間的管路上安裝有風管調(diào)節(jié)閥和壓力真空表；所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器和熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器之間的管路上安裝有熱泵機組內(nèi)部節(jié)流膨脹閥。
所述壓力真空表能夠檢測干燥室內(nèi)部負壓數(shù)值。
所述熱泵機組可采用普通電驅(qū)熱泵機組，也可采用太陽能驅(qū)動的溴化鋰吸收式熱泵機組。
所述除濕機可采用轉(zhuǎn)輪除濕機或溶液除濕機。
所述風管調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)干燥室內(nèi)的壓力使其在運行時處于微負壓。
所述除濕機的再生可應用多種清潔高效能源，如太陽能、地熱能、工業(yè)余熱。
該干燥裝置的運行干燥溫度為30~50℃。
所述氣體板式換熱器能夠預熱經(jīng)過二級除濕后的循環(huán)氣流，并同時對所述干燥室排出的熱濕循環(huán)氣流進行預冷。
任意一項微負壓低溫干燥裝置的干燥工藝包括以下步驟：
step1：低溫低濕循環(huán)氣流進入所述干燥室迅速吸濕、干燥均勻布置在各層干燥盤上的待干燥物料；
step2：循環(huán)氣流吸濕干燥物料后變?yōu)榈蜏馗邼裱h(huán)氣流，并在所述循環(huán)風機抽吸作用下離開干燥室，進入所述氣體板式換熱器內(nèi)與后段二級除濕后的循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)離開干燥室的低溫高濕循環(huán)氣流的預冷；
step3：預冷之后的循環(huán)氣流離開所述氣體板式換熱器進入熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)放熱大幅降溫并凝結(jié)析出氣流中水分，即為一級除濕后循環(huán)氣流，然后離開蒸發(fā)器進入所述除濕機；
step4：一級除濕后的循環(huán)氣流在除濕機中被進一步深度除濕，去除其中的水蒸氣形成濕度極低的冷干氣流即二級除濕后的循環(huán)氣流，然后進入step2中所述氣體板式換熱器與離開干燥室的低溫高濕循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)二級除濕后的循環(huán)氣流的預熱；
step5：二級除濕后的循環(huán)氣流經(jīng)過step4的預熱，然后進入所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器中進一步加熱形成所需的低溫低濕循環(huán)氣流，最后經(jīng)過風管調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)后返回所述干燥室，這里根據(jù)壓力真空表的數(shù)值使用風管調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進入干燥室的低溫低濕循環(huán)氣流量，所述風管調(diào)節(jié)閥使干燥室內(nèi)形成最適合待干燥物料的微負壓值，此后回到step1，如此往復循環(huán)實現(xiàn)對物料的微負壓低溫干燥。
采用微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝，用于對高附加值的而且對干燥溫度極其敏感且不能破環(huán)其有效成分的物料進行高效干燥。
采用微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝，用于對中草藥、保健品、種子、高檔農(nóng)產(chǎn)品和海鮮產(chǎn)品進行高效干燥。
本發(fā)明有如下有益效果：
1、一種微負壓低溫干燥裝置，使物料在低溫以及微負壓條件下進行快速干燥脫水，干燥工藝應用了循環(huán)氣流干燥方法，應用熱泵機組的蒸發(fā)器對循環(huán)氣流先降溫一級除濕，接著采用獨立除濕機對低溫飽和氣流進一步二級除濕，然后使用熱泵機組的冷凝器對二級除濕氣流升溫可將氣流相對濕度降低至5%以下并引入微負壓干燥室。
2、該工藝中除濕機的再生可應用多種清潔高效能源，如太陽能、地熱能、工業(yè)余熱等，熱泵的冷凝與蒸發(fā)熱同時得到了合理利用，整體干燥能耗遠低于普通干燥裝置，其干燥速率及干燥效果優(yōu)良，尤其適合中草藥、保健品、種子、高檔農(nóng)產(chǎn)品、海鮮產(chǎn)品等對干燥溫度極其敏感且不能破環(huán)其有效成分的物料。
3、由于采用微負壓干燥環(huán)境，物料中水分的汽化溫度得到一定程度降低，可使在干燥速率變化不大的條件下降低干燥溫度，即實現(xiàn)滿足特定物料無損干燥條件的低溫干燥，這樣對于干燥氣流的加熱能耗可有效降低。
4、干燥過程中在沒有外加能源的同時實現(xiàn)了干燥室出口的高濕循環(huán)氣流的預冷與二級除濕后的循環(huán)氣流的預熱，這樣進一步降低了運行能耗，整體上大大提高了干燥系統(tǒng)的能效。
5、該干燥裝置的運行干燥溫度一般為30~50℃，且該裝置不局限于30~50℃的干燥溫度，也可改變運行參數(shù)采用其他干燥溫度。
6、氣體板式換熱器用來預熱經(jīng)過二級除濕后的循環(huán)氣流的同時可對所述干燥室排出的高濕循環(huán)氣流進行預冷，提高整體的運行能效。
7、所述風管調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)干燥室內(nèi)的壓力使其在運行時處于適當?shù)奈⒇搲?，提高待干燥物料中水分析出的速率，有效降低干燥所需溫度?/p>
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1—熱泵機組內(nèi)部壓縮機，2—熱泵機組內(nèi)部冷凝器，3—風管調(diào)節(jié)閥，4—干燥室，5—循環(huán)風機，6—氣體板式換熱器，7—除濕機，8—熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器，9—熱泵機組內(nèi)部節(jié)流膨脹閥，10—干燥盤，11—壓力真空表。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做進一步的說明。
實施例1：
如圖1所示，一種微負壓低溫干燥裝置，它包括干燥室4，所述干燥室4內(nèi)部設置有干燥盤10，所述干燥室4的底部連通有熱泵機組內(nèi)部冷凝器2，所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器2同時與熱泵機組內(nèi)部壓縮機1、熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8和氣體板式換熱器6相連；所述干燥室4的頂部通過循環(huán)風機5與氣體板式換熱器6相連；所述熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8和氣體板式換熱器6之間還安裝有除濕機7；所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器2和干燥室4之間的管路上安裝有風管調(diào)節(jié)閥3和壓力真空表11；所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器2和熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8之間的管路上安裝有熱泵機組內(nèi)部節(jié)流膨脹閥9。
進一步的，所述壓力真空表11能夠檢測干燥室4內(nèi)部負壓數(shù)值。微負壓的數(shù)值可靈活調(diào)節(jié)，并可通過壓力真空表讀取。
進一步的，所述熱泵機組可采用普通電驅(qū)熱泵機組，也可采用太陽能驅(qū)動的溴化鋰吸收式熱泵機組。
進一步的，所述除濕機7可采用轉(zhuǎn)輪除濕機或溶液除濕機。通過除濕機7能夠?qū)ρh(huán)空氣進行除濕，進而獲得干燥的空氣，便于后續(xù)的干燥。
進一步的，所述風管調(diào)節(jié)閥3可調(diào)節(jié)干燥室4內(nèi)的壓力使其在運行時處于微負壓。提高待干燥物料中水分析出的速率，有效降低干燥所需溫度。
進一步的，所述除濕機的再生可應用多種清潔高效能源，如太陽能、地熱能、工業(yè)余熱。進而有效的降低了能量消耗。
進一步的，該干燥裝置的運行干燥溫度為30~50℃。且該裝置不局限于30~50℃的干燥溫度，也可改變運行參數(shù)采用其他干燥溫度。
進一步的，所述氣體板式換熱器6能夠預熱經(jīng)過二級除濕后的循環(huán)氣流，并同時對所述干燥室4排出的高濕循環(huán)氣流進行預冷。提高整體的運行能效。
實施例2：
任意一項微負壓低溫干燥裝置的干燥工藝包括以下步驟：
step1：低溫低濕循環(huán)氣流進入所述干燥室4迅速吸濕、干燥均勻布置在各層干燥盤10上的待干燥物料；
step2：循環(huán)氣流吸濕干燥物料后變?yōu)闊釢裱h(huán)氣流，并在所述循環(huán)風機5抽吸作用下離開干燥室，進入所述氣體板式換熱器6內(nèi)與后段二級除濕后的循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)離開干燥室的熱濕循環(huán)氣流的預冷；
step3：預冷之后的循環(huán)氣流離開所述氣體板式換熱器6進入熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)器內(nèi)放熱大幅降溫并凝結(jié)析出氣流中水分，即為一級除濕后循環(huán)氣流，然后離開蒸發(fā)器進入所述除濕機7；
step4：在除濕機中的一級除濕后循環(huán)氣流被進一步深度除濕，去除其中的水蒸氣形成濕度極低的冷干氣流即二級除濕后的循環(huán)氣流，然后進入step2中所述氣體板式換熱器6與離開干燥室4的熱濕循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)二級除濕后的循環(huán)氣流的預熱；
step5：二級除濕后的循環(huán)氣流經(jīng)過step4的預熱，然后進入所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器8中進一步加熱形成所需的低溫（約30~50℃）低濕（相對濕度0~5%）循環(huán)氣流，最后經(jīng)過風管調(diào)節(jié)閥3的調(diào)節(jié)后返回所述干燥室4，這里根據(jù)壓力真空表的數(shù)值使用風管調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進入干燥室的低溫低濕循環(huán)氣流量，所述風管調(diào)節(jié)閥使干燥室內(nèi)形成最適合待干燥物料的微負壓值，此后回到step1，如此往復循環(huán)實現(xiàn)對物料的微負壓低溫干燥。
實施例3：
進一步的，采用微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝，用于對高附加值的而且對干燥溫度極其敏感且不能破環(huán)其有效成分的物料進行高效干燥。
優(yōu)選的方案，采用微負壓低溫干燥裝置及其干燥工藝，用于對中草藥、保健品、種子、高檔農(nóng)產(chǎn)品和海鮮產(chǎn)品進行高效干燥。
實施例4：
一種微負壓低溫干燥裝置的干燥工藝如下：
如圖1所示，首先將待采用低溫干燥的特殊熱敏感物料均勻分散布置在干燥室4內(nèi)部擱置待干燥物料的分層干燥盤10之上，這里每一層干燥盤可從干燥室內(nèi)各層固定架上抽出，在干燥室外部布置完待干燥物料之后再安裝回干燥室內(nèi)的各層干燥盤架上，最后關(guān)閉干燥室的帶密封外門使干燥室內(nèi)部與外界隔離，方便干燥過程形成微負壓；
接下來啟動干燥運行，啟動循環(huán)風機5，使循環(huán)氣流穩(wěn)定流動起來，從干燥室離開的干燥循環(huán)氣流的循環(huán)流動路徑為：干燥室10→循環(huán)風機5→氣體板式換熱器6→熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8→除濕機7→氣體板式換熱器6→熱泵機組內(nèi)部冷凝器2→風管調(diào)節(jié)閥3→干燥室10；
循環(huán)風機啟動并運行穩(wěn)定后，啟動除濕機7與熱泵機組內(nèi)部壓縮機1，然后根據(jù)壓力真空表11的顯示數(shù)值調(diào)節(jié)風管調(diào)節(jié)閥3使干燥室內(nèi)部形成穩(wěn)定且適合對應待干燥物料的微負壓值，并持續(xù)進行干燥運行直到使待干燥物料達到干燥要求，最后關(guān)閉系統(tǒng)運行；為了保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，關(guān)閉時優(yōu)先停止熱泵機組內(nèi)部壓縮機1并延時30s再關(guān)閉除濕機7與循環(huán)風機5。
實施例5：
干燥循環(huán)氣流在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動并去除待干燥物料中所含水分時的詳細過程如下：
干燥循環(huán)氣流在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動并去除待干燥物料中所含水分時的詳細過程如下：
（1）低溫（30~50℃）低濕（0~5%）循環(huán)氣流進入所述干燥室10迅速吸濕干燥均勻布置在各層干燥盤10上的待干燥物料；
（2）循環(huán)氣流吸濕干燥物料后變?yōu)闊釢裱h(huán)氣流，并在所述循環(huán)風機5抽吸作用下離開干燥室10，進入所述氣體板式換熱器6內(nèi)與后段二級除濕后的循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)離開干燥室10的熱濕循環(huán)氣流的預冷；
（3）預冷之后的循環(huán)氣流離開所述氣體板式換熱器6進入熱泵機組內(nèi)部蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)器8內(nèi)放熱大幅降溫并凝結(jié)析出氣流中水分，即為一級除濕后循環(huán)氣流（溫度0~10℃，相對濕度100%），然后離開蒸發(fā)器8進入所述除濕機7；
（4）在除濕機7中的一級除濕后循環(huán)氣流被進一步深度除濕去除其中的水蒸氣形成濕度極低的低溫干氣流即二級除濕后的循環(huán)氣流（溫度0~10℃，相對濕度0~10%），然后進入步驟（2）所述氣體板式換熱器6與離開干燥室10的熱濕循環(huán)氣流進行熱交換，實現(xiàn)二級除濕后的循環(huán)氣流的預熱；
（5）二級除濕后的循環(huán)氣流經(jīng)過步驟（4）的預熱，然后進入所述熱泵機組內(nèi)部冷凝器2中進一步加熱形成所需的低溫低濕循環(huán)氣流（溫度30~50℃，相對濕度0~5%），最后經(jīng)過風管調(diào)節(jié)閥2的調(diào)節(jié)后返回所述干燥室10，這里根據(jù)壓力真空表11的數(shù)值調(diào)節(jié)進入干燥室10前的所述風管調(diào)節(jié)閥3使干燥室10內(nèi)形成最適合待干燥物料的微負壓值，此后回到步驟（1），如此往復循環(huán)實現(xiàn)對物料的微負壓低溫干燥。
顯然，上述具體實施方式僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明實施方式的限定，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以輕易地做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本發(fā)明確定的保護范圍之內(nèi)。