[发明专利]一种利用余温回收融霜水的新式冻干机及其运行方法

说明书

本发明公开了一种利用余温回收融霜水的新式冻干机及其运行方法，其制冷系统包括制冷压缩机、主副冷凝器、节流阀、蒸发器、冷阱、制冷盘管、干燥箱、电磁阀、冷热油箱、冷热箱泵、三通阀、箱阱阀；冷热量收集系统包括由主冷凝器、热油箱、热箱泵组成的热量收集系统和蒸发器、冷箱泵、冷油箱组成的冷量收集系统；抽真空系统包括冷阱、箱阱阀、真空泵；融霜系统包括电加热器、油泵、集水槽、三通阀、融霜盘管、取水阀；运行方法包括预冻、升华干燥、解析干燥、融霜四个阶段，本发明减少了系统能耗，节能效果好，简化了系统，降低设备故障率，提高使用寿命，系统安全，操作更为方便，可行性更好。

技术领域

本发明涉及一种利用余温回收融霜水的新式冻干机及其运行方法，属于制冷技术领域。

背景技术

真空冷冻干燥技术是先将湿物料冷却到共晶点温度以下，使物料内部与冻干箱内部的水及水蒸气变为固态的冰，再利用真空系统为冻干箱创造真空条件，在真空环境下直接加热使冰升华成水蒸气，将水分凝结收集在冷阱内,从而达到干燥物料的目的。现有的冻干设备主要存在两个问题。其一是，在干燥大量的海产品或果蔬等食品时，通过预冻、升华干燥和解析干燥三个阶段，会有大量的自由水和结合水通过固化和升华变成水蒸气，然后被冷阱捕获，现有大部分的冻干设备将水蒸气直接通过真空系统中的冷阱捕获固化，未被妥善的收集加以利用，造成了资源的浪费，尤其对于大型的冻干设备，其冷阱内会捕捉大量水分，待干物料尤其是果蔬中所蓄存的水分具有很好的养生价值，可以被回收利用。其二，现有的自然融霜的方法，耗时较长，等融霜完成后才能开始新一批物料冻干操作，影响冻干的批量工作效率。其三，冻干过程中，预冻阶段需要降至并且保持在一个很低的温度，需要耗费较多的能量，需将冻干箱内的热量取出释放，而在升华和解析干燥阶段需要制冷和加热间歇作用以保持一个恒定的干燥脱水温度，期间需要反复取出热量和加入热量，一方面采用制冷循环降温，同时将冻干箱内的热量排出，另一方面还要用电加热升温，存在大量的能量浪费，且这种启停控制方式存在控温精度不高，温度波动较大，以至于影响干制品质量，也导致了相关温控调节与执行部件动作频繁，故障增多，使用寿命缩短。其四，现有冻干设备解析干燥阶段设定温度通常不高，无法满足不同物料的解析干燥要求和提高干燥速度。为解决上述问题，回收冻干得到的水分，并在冻干不同阶段中回收制冷过程放出的热量，合理设计干燥冷热供应，会节省大量的能量或电力消耗,这对于节约资源，提高设备的利用效率，推动冻干技术的推广应用非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供利用余温回收融霜水的新式冻干机及其运行方法。

本发明提供的技术方案如下：一种利用余温回收融霜水的新式冻干机，其特征在于其包括制冷系统、冷热量收集系统、抽真空系统、融霜系统四部分，其中制冷系统包括制冷压缩机、主冷凝器、副冷凝器、一路节流阀、二路节流阀、蒸发器、冷阱、制冷盘管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；冷热量收集系统包括由主冷凝器、热油箱、热箱泵组成的热量收集系统和蒸发器、冷箱泵、冷油箱组成的冷量收集系统；抽真空系统包括干燥箱、冷阱、箱阱阀、真空泵；融霜系统包括电加热器、油泵、集水槽、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、融霜盘管、取水阀；

所述制冷盘管和融霜盘管置于冷阱内；

所述制冷压缩机出口与第一电磁阀的进口相连接，第一电磁阀的出口与主冷凝器的一路进口连接，主冷凝器的一路出口与第三电磁阀的进口连接，第三电磁阀的出口与一路节流阀的进口连接，一路节流阀的出口与蒸发器的一路进口连接，蒸发器的一路出口与制冷压缩机的进口连接；第二电磁阀的进口与第一电磁阀的进口连接，第二电磁阀的出口与副冷凝器的进口连接，副冷凝器的出口与主冷凝器的一路出口连接；第四电磁阀的进口与第三电磁阀的进口连接，第四电磁阀的出口与二路节流阀的进口连接，二路节流阀的出口与冷阱的制冷盘管的进口连接，冷阱的制冷盘管的出口与蒸发器的一路出口连接；

所述热油箱的一路出口与主冷凝器的二路进口连接，主冷凝器的二路出口与热箱泵的进口连接，热箱泵的出口与热油箱的一路进口连接；