一种高效节能型烟草干燥系统转让专利
申请号 : CN202010809041.0
文献号 : CN112056605B
文献日 : 2021-10-08
发明人 : 吴晋禄 , 高乃平
申请人 : 同济大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述干燥系统包括预热干燥箱(2)、红外干燥滚筒(5)、热泵循环模块、空气过滤器(17)和空气预热器(18),所述预热干燥箱(2)和红外干燥滚筒(5)相连通,所述热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和空气源蒸发器(16),所述空气过滤器(17)、空气预热器(18)、冷凝器(14)和红外干燥滚筒(5)依次相连,所述红外干燥滚筒(5)和废热源蒸发器(12)之间设有三通阀(10)并通过三通阀(10)相连通,所述三通阀(10)还和预热干燥箱(2)相连通,所述三通阀(10)和预热干燥箱(2)之间设有高温除湿器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述红外干燥滚筒(5)上设有干燥滚筒烟草原料入口(21)、干燥滚筒烟草原料出口(8)、与冷凝器(14)相连通的红外干燥滚筒进气口(22)和红外干燥滚筒出气口(23),所述红外干燥滚筒(5)的一端设有用于驱动红外干燥滚筒(5)转动的电动机(4),所述红外干燥滚筒(5)的内部设有红外加热柱(6)。
3.根据权利要求2所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述红外干燥滚筒(5)包括内筒体(501)以及套设在内筒体(501)外侧的外筒体(502),所述红外干燥滚筒进气口(22)和红外干燥滚筒出气口(23)均位于外筒体(502)上,所述内筒体(501)的侧壁上沿周向设有多个干燥滚筒通气孔(503)。
4.根据权利要求3所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述内筒体(501)的内壁上沿周向设有多个凸齿(7),所述干燥滚筒通气孔(503)位于相邻的凸齿(7)之间。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述预热干燥箱(2)上设有干燥箱烟草原料入口(1)、与红外干燥滚筒(5)相连通的干燥箱烟草原料出口(19)和干燥箱进气口(20)。
6.根据权利要求5所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述预热干燥箱(2)包括内箱体(201)以及套设在内箱体(201)外侧的外箱体(202),所述内箱体(201)的侧壁上沿周向设有多个干燥箱通气孔(203),所述干燥箱进气口(20)位于外箱体(202)上。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述红外干燥滚筒(5)与所述三通阀(10)之间设有抽气泵(9)。
8.根据权利要求1所述的一种高效节能型烟草干燥系统,其特征在于,所述空气预热器(18)还与废热源蒸发器(12)相连通。
说明书 :
一种高效节能型烟草干燥系统
技术领域
背景技术
草的干燥工艺任务,采用的干燥机的热风系统一般采用较高温度的空气对其进行干燥,这
种方式耗能大。同时,尤为重要的是:烟草为热敏物质,高温会破坏烟草的口感,只有在低温
下对其进行干燥才能较好地保持烟草的色、香、味及质构。
这对推动烟草干燥领域的技术发展具有非常重要的产业意义。
发明内容
废热源蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和空气源蒸发器,所述预热干燥箱与所述红外干燥
滚筒相连通,所述空气过滤器、空气预热器、冷凝器与红外干燥滚筒依次相连。所述空气源
蒸发器从环境空气中获取热量,所述废热源蒸发器从高温废热中获取热量。所述预热干燥
箱对要被干燥的烟草原料先进行预热,可避免烟草原料在红外干燥滚筒中瞬时升高温度而
造成外观、口感的损伤。空气进入到空气预热器之前先经空气过滤器进行过滤,保证空气的
纯洁度,避免对要被干燥的烟草原料进行污染。蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等均采用
现有的设备。
用于驱动红外干燥滚筒转动的电动机,所述红外干燥滚筒的内部设有红外加热柱。
燥滚筒通气孔。干燥滚筒通气孔可作为均风板,使高温的空气分布得更加均匀,并且与要被
干燥的烟草原料接触得更加充分,干燥效果更佳。
作为均风板,使高温低湿的废气分布得更加均匀,并且与要被干燥的烟草原料接触得更加
充分,预热效果更佳。
燥箱中对烟草原料进行预加热。
0.76~20.00μm内的红外线区段,因此也称红外辐射传热干燥,具有非接触加热、热惯性小、
对不规则颗粒物料加热均匀性好等优点,而且由于红外线对物料具有穿透性,因此同时可
实现对物料表层和表层以下一定深度的均匀加热。在红外辐射加热过程中,红外线辐射到
物料上当其频率与组成物料的分子固有频率相同时,分子就会产生共振吸收,同时因为分
子运动加速,分子的内能增加,导致物料内部温度上升,内外温度差为5~10℃。物料温度内
高外低存在的温度梯度与水含率梯度共同作用,导致物料的内部水分不断扩散,从而达到
干燥的目的。红外辐射传热和热风对流传热均对传质过程起到强化作用,且通过调节红外
干燥的温度,热风的湿度和温度等可对烟草叶丝的弹性、填充值和烟丝尺寸进行控制,且干
燥速率较快。
热器的预热和冷凝器的换热进行升温后,形成高温空气,再进入到红外干燥滚筒中对烟草
进行干燥,成为高温废气,在抽气泵的作用下流出红外干燥滚筒。此时,一部分高温废气在
三通阀处进入到废热源蒸发器中被热泵循环模块进行热量的回收利用,之后进入空气预热
器中进一步利用余热对空气进行预加热,最后排放到环境空气中。另一部分高温废气在三
通阀处进入高温除湿器中被除去水分后,再进入预热干燥箱对烟草原料进行预加热。热泵
循环模块中,低温低压的液态热泵循环工质先通过空气源蒸发器从环境空气中获取热量,
然后通过废热源蒸发器从废气中获取热量,形成气态热泵循环工质,之后经压缩机压缩温
度升高,成为高温高压的气态热泵循环工质,再到冷凝器中与空气换热,冷凝之后经膨胀阀
膨胀继续降温,成为低温低压的液态热泵循环工质,再进入到空气源蒸发器中形成循环回
路。
料进行对流与辐射加热干燥处理,干燥滚筒通气孔和干燥箱通气孔的结构设计有利于烟草
原料与热气流充分接触,具有干燥速度快,高效节能等优点。
附图说明
气孔;6‑红外加热柱;7‑凸齿;8‑干燥滚筒烟草原料出口;9‑抽气泵;10‑三通阀;11‑高温除
湿器;12‑废热源蒸发器;13‑压缩机;14‑冷凝器;15‑膨胀阀;16‑空气源蒸发器;17‑空气过
滤器;18‑空气预热器;19‑干燥箱烟草原料出口;20‑干燥箱进气口;21‑干燥滚筒烟草原料
入口;22‑红外干燥滚筒进气口;23‑红外干燥滚筒出气口。
具体实施方式
热泵循环模块包括首尾依次相连形成回路的废热源蒸发器12、压缩机13、冷凝器14、膨胀阀
15和空气源蒸发器16,预热干燥箱2和红外干燥滚筒5相连通,空气过滤器17、空气预热器
18、冷凝器14、红外干燥滚筒5、抽气泵9、三通阀11、废热源蒸发器12和空气预热器18依次相
连,三通阀11的一个接口还和高温除湿器11相连通,高温除湿器11和预热干燥箱2相连通。
其中,虚线为废气的流动方向,单实线为空气的流动方向,双实线为热泵循环工质的流动方
向。
红外干燥滚筒5的一端设有用于驱动红外干燥滚筒5转动的电动机4,红外干燥滚筒5的内部
设有红外加热柱6,红外干燥滚筒5包括内筒体501以及套设在内筒体501外侧的外筒体502,
红外干燥滚筒进气口22和红外干燥滚筒出气口23均位于外筒体502上,内筒体501的侧壁上
沿周向设有多个干燥滚筒通气孔503,内筒体501的内壁上沿周向设有多个凸齿7,干燥滚筒
通气孔503位于相邻的凸齿7之间。
口21之间通过管道3连接)和干燥箱进气口20,预热干燥箱2包括内箱体201以及套设在内箱
体201外侧的外箱体202,内箱体201的侧壁上沿周向设有多个干燥箱通气孔203,干燥箱进
气口20位于外箱体202上并和高温除湿器11相连通。
21进入到红外干燥滚筒5中。空气通过空气过滤器17的过滤、空气预热器18的预加热和冷凝
器14的换热进行升温,形成高温空气,再依次经红外干燥滚筒进气口22和干燥滚筒通气孔
503进入到红外干燥滚筒5中对烟草进行干燥,后成为高温废气,此时干燥完成的烟草经干
燥滚筒烟草原料出口8排出红外干燥滚筒5。高温废气再由红外干燥滚筒出气口23流出红外
干燥滚筒5,一部分的高温废气再由抽气泵9和三通阀10依次进入到废热源蒸发器12和空气
预热器18中进行热量的回收利用,之后排出系统进入到环境空气中。另一部分的高温废气
由抽气泵9和三通阀10进入到高温除湿器11中,经高温除湿器11除去水分后,再由干燥箱进
气口20和干燥箱通气孔203进入到预热干燥箱2中对烟草原料进行加热。而热泵循环模块
中,低温低压的液态热泵循环工质先通过空气源蒸发器16从环境空气中获取热量,然后通
过废热源蒸发器12从高温废气中获取热量,形成气态热泵循环工质,之后经压缩机13压缩
温度升高,成为高温高压的气态热泵循环工质,再在冷凝器14中与空气换热,冷凝之后经膨
胀阀15膨胀继续降温,成为低温低压的液态热泵循环工质,再进入到空气源蒸发器16中形
成循环回路。
原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领
域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的
保护范围之内。