[实用新型]一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机

说明书

本实用新型涉及一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，以制冷压缩机作为主动力机，在双蒸发器为冻干系统提供冷量的同时，回收冷凝器放热用于物料升华和解析阶段升温，将冻干箱、真空泵、冷阱、电加热器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等主要部件结合在一起，通过各类阀门控制和调节流量，完成物料的真空冷冻干燥。机组具有结构紧凑，性能系数高，节能降耗效果明显的特点。

技术领域

本发明涉及一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，属于制冷技术领域。

背景技术

真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在真空及低于共晶点温度下,使冰升华为水蒸汽,在真空泵抽吸作用下，水蒸汽进入冷阱并被捕获,从而获得干燥制品的技术。冷冻干燥技术能够保持被干燥物料的结构、性质、形状和生物活性，且冻干食品复水后基本能保持其新鲜时的色泽、形状、口感和营养,受到了人们的普遍欢迎。但由于冷冻干燥比其他干燥方法所需时间长、能耗高,造成冻干食品成本高,销售价格贵,限制了它的普及发展。

现有技术中存在的问题是：真空冷冻干燥分升华和解析两个阶段，为了将水分脱除，需要在这两个阶段对物料加热，使其内部水分脱除，并在冷阱中凝结。在此过程中一方面需要冷阱及蒸发器吸收热量，并通过冷凝器将热量排到环境中，另一方面又需要电辅助加热或锅炉供热使物料发生升华与解析干燥。对整个真空冷冻干燥装置而言，在排出热量的同时又向其输入热量，造成了能量的浪费和重复输入，最终导致冷冻干燥能耗较高。因此,通过合理统筹整机的能量输入输出，提出新型冷冻干燥装置，可以降低冷冻干燥能源消耗，进而降低冻干产品的成本，推动冻干技术的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，在升华与解析干燥阶段回收冷凝器的热量用于加热物料，大大减少甚至不用电加热，从而降低冷冻干燥的能耗。

本发明的技术原理和技术路线如下：

本发明提出的一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，冷凝器采用水冷冷凝器，流体介质为油或乙二醇盐溶液，冷凝器的流体介质与冻干箱连通，制冷剂在蒸发器和冷阱内回收热量后，经压缩机压缩后，变为高温高压的气体，在冷凝器内将热量传递给流体介质。在升华与解析干燥阶段，流体介质在泵作用下进入冻干箱，加热物料，提供水分升华与解析所需的热量，不足部分由电辅助加热提供。

为实现上述发明目的，技术方案具体如下所述：

一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，包括制冷压缩机1、冷凝器2、储液罐3、第一节流阀4、第五电磁阀24、蒸发器5、第一电磁阀6、第二节流阀7、冷阱8、止回阀9、冻干箱10、散热器11、第二电磁阀12、第六电磁阀13、第一循环泵14、电加热器15、第三电磁阀16、电动阀17、箱阱阀18、油箱19、第四电磁阀20、第二循环泵21、真空泵22、截止阀23；

并且，冷凝器2内置冷凝盘管2-1， 蒸发器5内置蒸发盘管5-1，冷阱8内置冷阱盘管8-1；

所述真空冷冻干燥机包括制冷剂回路和流体介质回路；

制冷剂回路的制冷压缩机1出口连接冷凝器2中冷凝盘管2-1的进口，冷凝盘管2-1出口连接储液罐3进口，储液罐3出口分别连接第五电磁阀24和第一电磁阀6进口，第五电磁阀24出口连接第一节流阀4进口，第一节流阀4出口连接蒸发器5的蒸发盘管5-1进口，蒸发盘管5-1出口连接制冷压缩机1进口；

第一电磁阀6出口连接第二节流阀7进口，第二节流阀7出口连接冷阱8的冷阱盘管8-1进口，冷阱盘管8-1出口连接止回阀9进口，止回阀9出口与蒸发盘管5-1出口并联后连接制冷压缩机1进口，其中，循环介质为制冷剂；

流体介质回路的冷阱8下方出口接截止阀23进口，截止阀23出口排水；冻干箱10下方出口进接箱阱阀18进口，箱阱阀18出口连接冷阱8上方进口，冷阱8左侧出口接真空泵22进口，