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上海博迅茯苓真空脉动中试干燥装备设计与试验

[导读]为解决茯苓丁工业化干燥过程中破碎率高、干燥时间长的问题,将碳纤维红外干燥技术和真空脉动干燥技术相结合,设计了基于碳纤维红外板的真空脉动中试干燥装备,以验证该干燥方式实际应用的可行性。

1  整机结构及工作原理1.1  整机结构真空脉动干燥中试装置由真空系统、加热系统、控制系统三部分组成。具体结构如图1所示,真空系统由2BV2070型水循环式真空泵7(上海万经泵业制造有限公司)、FNF-2.8/13型冷凝器9(佛山市科威力制冷设备有限公司)、JXB50型气体捕集器11(上海将星化工设备有限公司)、干燥室1(南京腾飞干燥装备有限公司)组成。其中,气体捕集器11可利用低温冷壁来捕集物料干燥过程蒸发的可凝性蒸气,缩短真空抽气时间。干燥室1外部管道上连接有GU-20G型破空电磁阀3(上海威尔顿阀门制造有限公司,)以及对应的辅助空气加热装置4。料架2上安装有多组加热模块,每个加热模块由碳纤维红外板(上海热丽科技集团总公司)、T形框架(南京腾飞干燥装备有限公司)、PT100型温度传感器(深圳市华伟热电偶有限公司,精度±0.2 ℃)等组合而成。控制系统采用“主-从机”模式,以MT6070iH型触摸屏为主机(威纶通科技有限公司);各个从机模块、PT100型温度传感器、MIK-P300型压力传感器(杭州美控自动化技术有限公司,精度等级0.1%)、信号变送器(浙江天康电子有限公司)组成对应的从机系统。尽管箱式真空干燥室结构复杂,但内部空间利用率高,适合矩形料盘的装卸。因此,选用4 mm厚304不锈钢板和16号槽钢焊接干燥箱。干燥室内部料架多层,较适合农产物料的薄层静态干燥。干燥室右侧安装有配电柜13,WS28-24型通过航空插头(广州市威浦机电有限公司)连接箱体内部的电源线、信号线,并保证其密封性。

1.2  工作原理工作过程中,该装置干燥室内压力变化呈高低变化趋势。如图2所示,a、d分别常压保持时间起点、终点;b、c分别为真空保持时间起点、终点;t1,t2分别为常压保持时间、真空保持时间。具体分为为ab抽真空阶段、bc真空保持阶段、cd破空阶段、da常压阶段。由于传感器信号采集和信号传递误差,实际工作过程中干燥室压力在92~101 kPa和0~6 kPa之间交替变化。抽真空时,破空电磁阀3关闭,单向阀5自动打开,在ab段,干燥室内压力迅速达到额定真空度。而后,真空泵7停止工作,单向阀5自动处于关闭状态,防止真空泵内冷凝水倒吸于干燥室;bc段真空保持时间结束后进入cd段,此时,破空电子阀3打开,外界空气经过辅助空气加热装置4进入干燥室,干燥室压力回复至常压状态;da段常压保持时间结束后,破空电磁阀3关闭,真空泵再次启动,开始下一个真空循环过程。其中,ab段、cd段时间通常需要小于2min。

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