一种太阳能混流风干设备的制作方法

[0001]
本发明涉及农产品加工技术领域，尤其涉及一种太阳能混流风干设备。


背景技术：

[0002]
农产品干燥加工技术主要有天然晾晒和人工烘干两大类，天然晾晒过程中，植物的活性有效成分会受紫外线为主的射线破坏，并且在中国的东部和南部，经常因为下雨多湿引起农产品霉变，因此天然晾晒受到局限，现时以人工烘干技术为主。
[0003]
人工烘干技术中，主要采用化石能源烘干生鲜农产品，速度快，但能耗较高，设备成本较高，会产生温室气体，甚至产生污染。另外，生鲜农产品含有较高比例的维生素、生物活性物质、酶、辅酶、异黄酮、叶黄素着色剂、精油等物质，高温烘干时，很大可能受到破坏和挥发；而采用低温烘干，虽然可以提高风味物质及上述营养物质保存率，但能源利用率低。
[0004]
另外，农产品所含水分的90％左右能够被快速烘干，剩余10％左右的水分需要长时间风干，利用物料表面含水量较低，内部含水量较高的渗透压梯度，让内部水分渗透至表面，再利用干空气湿度较低，吹到物料表面，把水分汽化，才能将农产品的含水量降至足够低；而长时间的风干过程不适宜再利用现有的烘干设备进行，因为会消耗大量能源，成本高昂；半干物料占用烘干机长期烘干，不必要的占用烘干机运转时间及机械能浪费太大，人力消耗太大；而采用自然晾晒的方式，一方面会受阴雨天气的影响而无法晾晒且容易霉变，紫外线会破坏活性物质，另一方面夜晚温度较低，风干效果较差；总体而言，使得产品的风干效果不好，且风干效率较低。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本发明提出一种太阳能混流风干设备，旨在至少在一定程度上解决现有农产品的风干效果差且风干效率低下的问题。
[0006]
本发明的技术方案是这样实现的：
[0007]
一种太阳能混流风干设备，包括风干仓、太阳能热空气采集装置以及太阳能电热装置，所述太阳能热空气采集装置通过热空气输送管道连接所述风干仓以实现热空气的输送；所述太阳能电热装置包括太阳能发电板、蓄电池以及设于所述风干仓内的电热构件；所述太阳能热空气采集装置包括支架、设置在所述支架上的透明塑料膜以及设置在所述支架上的黑塑料膜，所述透明塑料膜形成一通道，所述黑塑料膜设于所述通道内；所述透明塑料膜的内侧面能够反射红外线；所述风干仓内设有用于将所述风干仓内部空气排往室外的排风扇。
[0008]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述透明塑料膜设置为向上凸的拱形，所述黑塑料膜设置为向下凹的倒拱形，所述黑塑料膜的两侧边连接在所述透明塑料膜上，所述黑塑料膜和所述透明塑料膜之间形成辐射加热区域。
[0009]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述辐射加热区域的一端封闭，另一端设有开口；所述热空气输送管道从所述辐射加热区域上封闭的一端插入所述辐
射加热区域内。
[0010]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述风干仓内还设有用于扰动所述风干仓内气流的导风装置。
[0011]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述导风装置包括设置在所述风干仓内的吊扇和落地扇。
[0012]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述电热构件为电热管。
[0013]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，该太阳能混流风干设备还包括太阳能水暖装置，所述太阳能水暖装置包括太阳能热水器、与所述太阳能热水器连接的保温储水罐以及设置在所述风干仓内的水暖构件；所述保温储水罐通过热水输送管道连接所述水暖构件以实现热水的输送。
[0014]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述水暖构件为水暖地管。
[0015]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述风干仓内设置有物料架。
[0016]
作为所述太阳能混流风干设备的进一步可选方案，所述物料架是由若干钢材组成的桁架结构，所述物料架底部设有带自锁功能的万向轮。
[0017]
本发明的有益效果有：在所述风干仓中放置大量半干物料，在阳光充足的日间通过太阳能热空气采集装置中的透明塑料膜和黑塑料膜充分利用太阳光，黑塑料膜和透明塑料膜之间的空气被加热，空气可以被加热到40℃-70℃，再将加热后的干空气导入到风干仓中，通过混流增加干空气与物料表面接触，对物料进行风干；在阴雨天气和夜间通过所述太阳能电热装置中的电热构件使风干仓内的温度升高，保持比室外温度至少高10℃，确保风干仓内的物料风干效果好；如此，无间断地对物料采用低温风干，避免霉变的同时提高了风干效率；另外，充分利用太阳能，减少对化石能源的依赖，无污染物质产生，非常环保且成本低下。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为一种太阳能初步烘干设备的结构示意图；
[0020]
图2为所述太阳能热空气采集装置的结构示意图；
[0021]
图3为本发明一种太阳能混流风干设备。
[0022]
图中：1、烘干室；11、进料口；111、叶轮进料机；12、出料口；121、螺旋出料机；13、输送带；2、太阳能热空气采集装置；21、支架；22、透明塑料膜；23、黑塑料膜；3、热空气输送管道；4、抽风机；5、风干仓；51、排风扇；52、导风装置；6、太阳能电热装置；61、太阳能发电板；62、蓄电池；63、电热构件；7、太阳能水暖装置；71、太阳能热水器；72、保温储水罐；73、热水输送管道；8、叶捆。
具体实施方式
[0023]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0025]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0027]
为更好地供理解本发明的技术方案，现通过对鲜叶干燥加工的过程配合描述，理所当然的，并非限定本发明的设备只用于鲜叶的干燥加工。
[0028]
对鲜叶进行干燥加工时，先收割物料，对物料进行茎叶分离，然后利用一种太阳能初步烘干设备对鲜叶物料进行初步烘干，参考图1和图2，该太阳能初步烘干设备包括烘干室1和太阳能热空气采集装置2，所述太阳能热空气采集装置2通过热空气输送管道3连接所述烘干室1以实现热空气的输送；所述太阳能热空气采集装置2包括支架21、设置在所述支架21上的透明塑料膜22以及设置在所述支架21上的黑塑料膜23，所述透明塑料膜22形成一通道，所述黑塑料膜23设于所述通道内；所述透明塑料膜22的内侧面能够反射红外线。
[0029]
具体而言，空气进入所述太阳能热空气采集装置2中，阳光透过所述透明塑料膜22辐射到所述黑塑料膜23上，所述黑塑料膜23被加热，产生红外线，红外线辐射到所述透明塑料膜22的内侧面上，所述透明塑料膜22的内侧面反射红外线到所述黑塑料膜23上，所述黑塑料膜23再反射，如此反复，所述透明塑料膜22和所述黑塑料膜23之间的空气被加热，根据实际应用结果，空气一般能被加热到40℃-70℃，空气相对湿度降至20％～30％；然后通过热空气输送管道3将所述太阳能热空气采集装置2中的热空气导入到所述烘干室1内，从而使所述烘干室1内的物料被低温烘至半干，使植物细胞失活，可较大程度地保存生鲜农产品中所含有较高比例的维生素、生物活性物质、酶、辅酶、异黄酮、叶黄素着色剂、精油等物质。该太阳能初步烘干设备能够将生鲜农产品的含水量由88％左右烘干至42％以下，挥发水分达90％以上。
[0030]
上述方案具体的，所述透明塑料膜22可采用0.5mm厚的抗老化聚乙烯材料，所述黑塑料膜23可采用0.3mm厚的抗老化聚乙烯材料，需要说明的是，所述透明塑料膜22和所述黑塑料膜23均为农业上现有的光学薄膜。所述支架21可由不锈钢材或圆铁条焊接而成，以方便所述透明塑料膜22和所述黑塑料膜23以一定形状固定。
[0031]
在一些具体的实施方式中，为进一步提高所述透明塑料膜22和所述黑塑料膜23之间红外线的辐射效果，参考图2，所述透明塑料膜22设置为向上凸的拱形，所述黑塑料膜23设置为向下凹的倒拱形，所述黑塑料膜23的两侧边连接在所述透明塑料膜22上，所述黑塑料膜23和所述透明塑料膜22之间形成辐射加热区域(图未标记)。其中，为了方便设置，所述支架21上有由不锈钢材或圆铁条所形成的拱形结构和倒拱形结构，所述黑塑料膜23和所述透明塑料膜22可通过塑料膜卡槽与所述支架21连接，所述塑料膜卡槽是在农业上设置塑料膜的常用构件。
[0032]
上述方案具体的，为了方便添加物料、导出物料以及导流干热空气，参考图1，所述烘干室1包括进料口11和出料口12，所述烘干室1连接有将烘干室1内的空气往外界排放的抽风机4。如此，物料可以从所述进料口11进入，从所述出料口12排出；而通过所述抽风机4将所述烘干室1内的空气抽出，使得所述太阳能热空气采集装置2内的热空气往所述烘干室1内流动；换而言之，外界空气进入所述太阳能热空气采集装置2中被加热，再流入所述烘干室1中，最后再排放到外界，如此形成空气循环的路径。理所当然的，可以通过在该空气循环的路径上增加空气导流装置以加强空气流动的能力，例如在所述热空气输送管道3中增加导流风机，或在所述太阳能热空气采集装置2中增加风机等等。
[0033]
上述方案具体的，为了确保外界空气进入所述太阳能热空气采集装置2中有足够的时间加热，参考图1和图2，所述辐射加热区域的一端封闭，另一端设有开口；所述热空气输送管道3从所述辐射加热区域上封闭的一端插入所述辐射加热区域内。如此，外界空气从所述太阳能热空气采集装置2的一端进入，需要流动到另一端才能排出，在此流动过程中，空气有足够的时间被加热；理所当然的，空气被加热的时间受风速和所述辐射加热区域的两端距离影响，可以通过实际需要和常规实验手段选择合适的风速和所述辐射加热区域两端的长度。其中，所述辐射加热区域封闭的一端可通过所述透明塑料膜22封闭，也可以通过其他塑料膜封闭。
[0034]
上述方案具体的，为了便于物料从所述进料口11输送到所述出料口12，参考图1，所述烘干室1内设有输送带13，所述输送带13将物料从所述进料口11处输送到所述出料口12处。其中为了方便位于输送带13上的物料被快速脱水，所述输送带13为镂空输送带13。理所当然的，所述输送带13的具体设置方式可参考现有技术，在此不再赘述。其中，为方便进料和方便出料，所述进料口11处设有叶轮进料机111；所述出料口12处设有螺旋出料机121。所述叶轮进料机111又可称为叶轮给料机、星型卸料机等，而所述螺旋出料机121又可成为螺旋给料机，两者均为现有技术；所述叶轮进料机111和所述螺旋出料机121也可在一定程度上减少热空气从所述出料口12和所述进料口11流失，同时在所述抽风机4的牵引下，可使热空气较好地对物料进行烘干。
[0035]
在一些具体的实施方式中，为了确保物料的烘干效果，参考图1，所述烘干室1为长条形，所述进料口11和所述出料口12分别设于所述烘干室1的两端，所述抽风机4设于所述进料口11所在的一端，所述太阳能热空气采集装置2通过热空气输送管道3连接于所述出料口12所在的一端。如此，热空气从所述出料口12附近进入而流向所述进料口11附近，物料中被烘出的水汽被所述抽风机4抽走，确保所述出料口12处的物料的干燥。
[0036]
上述方案具体的，所述烘干室1包括框架和包裹在所述框架上的帆布。如此，该太阳能初步烘干设备充分利用太阳能，减少对化石能源的依赖，无污染物质产生，非常环保且
成本低下；且该太阳能初步烘干设备的制造成本低下，可将其直接设于远郊的农业用地上，有效降低农产品输送及存储的成本。
[0037]
当鲜叶通过该太阳能初步烘干设备烘干大部分水分后，半成品的叶的含水量为40％左右，剩余水分已经难以在短时间内烘干，需要进行长时间的风干工作。为增加效率和节省成本，将该太阳能初步烘干设备烘干的多批半成品叶进行压缩打梱后，利用本发明的太阳能混流风干设备进行风干；在风干前可先将本成品的叶制成叶捆8，以便放置时节省放置空间。
[0038]
参考图2和图3，示出了一种太阳能混流风干设备，包括风干仓5、太阳能热空气采集装置2以及太阳能电热装置6，所述太阳能热空气采集装置2通过热空气输送管道连接所述风干仓5以实现热空气的输送；所述太阳能电热装置6包括太阳能发电板61、蓄电池62以及设于所述风干仓5内的电热构件63；所述太阳能热空气采集装置2包括支架、设置在所述支架上的透明塑料膜以及设置在所述支架上的黑塑料膜，所述透明塑料膜形成一通道，所述黑塑料膜设于所述通道内；所述透明塑料膜的内侧面能够反射红外线；所述风干仓5内设有用于将所述风干仓5内部潮湿空气排往室外的排风扇51。
[0039]
换而言之，在所述风干仓5中放置大量半干物料，有序排列并留下充足的干燥空气通道，在阳光充足的日间通过太阳能热空气采集装置2为所述风干仓5提供热风，所述太阳能热空气采集装置2的原理和结构可以参考上文描述，在此不再赘述；在阴雨天气和夜间通过所述太阳能电热装置6中的电热构件63使风干仓5内的温度升高，保持比室外温度至少高10℃，确保风干仓5内的物料风干效果好；通过干空气混流增加干空气与物料表面接触，如此，无间断地对物料表面输送干空气，避免霉变的同时提高了风干效率；另外，充分利用太阳能，减少对化石能源的依赖，无污染物质产生，非常环保且成本低下。需要说明的是，经多次试验，只要所述风干仓5内温度比室外温度高10℃以上已经足够使物料有较好的风干效果和风干效率，因此通过所述太阳能热空气采集装置2和所述太阳能电热装置6交替工作，确保所述风干仓5内的温度达标。具体而言，所述电热构件63可以为电热管。
[0040]
在上述风干过程中，半干物料中剩余的水分会缓慢挥发到空气中，而空气的湿度增加，而通过所述排风扇51将所述风干仓5内的潮湿空气排出，避免所述风干仓5内的空气湿度达到一定程度后影响物料中剩余水分的挥发速度。
[0041]
在一些具体的实施方式中，为了使物料中剩余的水分更快挥发，参考图3，所述风干仓5内还设有用于扰动所述风干仓5内气流的导风装置52。其中，所述导风装置52可以为设置在所述风干仓5内的吊扇和落地扇。如此，通过所述导风装置52加快所述风干仓5内气流的流速，使得物料附近的湿空气与稍远的干空气更快混合，再通过所述排风扇51排出，使得物料附近的空气湿度维持在较低的水平。
[0042]
在一些具体的实施方式中，为了更充分地储存太阳能以助阴雨天气时风干物料，参考图3，该太阳能混流风干设备还包括太阳能水暖装置7，所述太阳能水暖装置7包括太阳能热水器71、与所述太阳能热水器71连接的保温储水罐72以及设置在所述风干仓5内的水暖构件(未图示)；所述保温储水罐72通过热水输送管道73连接所述水暖构件以实现热水的输送。其中，所述水暖构件可以为水暖地管。
[0043]
换而言之，所述太阳能热水器71利用太阳光使水加热，并通过所述保温储水罐72储存热水，当所述太阳能热空气采集装置2无法为所述风干仓5提供热空气时，可以将所述
保温储水罐72内的热水通过所述热水输送管道73输送到所述水暖构件，所述水暖构件使所述风干仓5内的温度升高；而当热水无法达到一定温度后，再通过所述太阳能电热装置6中的蓄电池62为所述电热构件63供电产热。
[0044]
在一些具体的实施方式中，为方便放置物料，所述风干仓5内设置有物料架(未图示)；所述物料架是由若干钢材组成的桁架结构，所述物料架底部设有带自锁功能的万向轮。其中，物料架为桁架结构可以便于空气流通，加速物料内水分的挥发。
[0045]
上述方案具体的，所述风干仓5的规格可为20米
×
5米
×
5米,可采用10厘米
×
5厘米熟铁方通焊接成框架；且可采用0.5毫米的抗老化黑白聚乙烯膜作为风干仓5的包膜，该包膜通过塑料膜卡槽固定在框架上。
[0046]
另外，所述太阳能发电板61可以安装在所述风干仓5的顶部，以便减少占地面积；且可以通过所述蓄电池62为其他耗电元件供电，并不限定所述蓄电池62只为所述电热构件63供电。
[0047]
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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