一种南极磷虾梯度干燥加热系统及加热方法

技术领域

本发明涉及水产加工领域，具体涉及一种南极磷虾梯度干燥加热系统及加热方法。

背景技术

南极磷虾生物资源丰富,营养价值高。南极磷虾粉是南极磷虾的主要初级产品,干燥工艺是制约虾粉品质和成本的关键因素，在南极磷虾粉干燥过程中，核心控制点就是根据干燥进展控制物料的干燥温度，现有的干燥设备大多依赖传统经验的控制模式，缺乏有效的适用于温度调控的硬件设施和方法，往往导致干燥过程温度控制难，发生异常温时无法调节，从而影响南极磷虾粉的产品品质。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种南极磷虾梯度干燥加热系统及加热方法，连续式梯度温度干燥工艺，采用双热源工作模式，控制模式中设置了开机模式，运行模式、停机模式和温度异常模式，以解决现有技术中存在的缺陷。

为实现以上目的，本发明提供一种南极磷虾梯度干燥加热系统，其包括依次对南极磷虾进行温度梯度变化加热的一号干燥设备以及二号干燥设备；在干燥模式下：

一号干燥设备采用第一导热油供应组件供应导热油，使得其内部的南极磷虾粉物料的温度T

二号干燥设备采用第二导热油供应组件供应导热油，使得其内部的南极磷虾粉物料的温度T

在第一回流组件与第二导热油供应组件之间设置有二号板式换热器，用于利用第一回流组件中的导热油对第二导热油供应组件的导热油进行预热，以回收一号干燥设备排出的导热油中的余热。

本发明的进一步改进在于，第一导热油供应组件包括依次连接的一号循环油泵、一号加热器、一号温度传感器、一号流量传感器、五号电磁阀；五号电磁阀的出口连接有三个支路，其中：

第一支路包括依次连接的二号电磁阀、二号温度传感器以及一号三通电动调节阀；一号三通电动调节阀的两个出口分别与一号干燥设备的轴心以及壳体的进油口连接；

第二支路包括依次连接的一号电磁阀以及一号板式换热器；一号板式换热器的第一回路入口与一号电磁阀连接，第一回路的出口连接在二号电磁阀与二号温度传感器之间；一号板式换热器的第二回路通有冷却水；

第三支路包括依次连接的六号电磁阀、三号循环油泵、七号电磁阀，七号电磁阀与一号干燥设备的出油口连接；

在开机模式以及干燥模式下，一号循环油泵从储油罐中抽取导热油，导热油依次经过一号加热器、一号温度传感器、一号流量传感器、五号电磁阀并通过第一支路进入一号干燥设备；第一支路中一号三通电动调节阀两个出口向一号干燥设备的轴心以及壳体的输送流量比值为4：6。

本发明的进一步改进在于，在干燥模式下，如果一号干燥设备中的南极磷虾粉物料的温度T

本发明的进一步改进在于，第一回流组件包括：

连接在二号板式换热器的第一回路入口与所述一号干燥设备排油口之间的八号电磁阀以及六号温度传感器；

连接在二号板式换热器的第一回路出口与所述储油罐之间的五号温度传感器。

本发明的进一步改进在于，

第二导热油供应组件包括：

依次连接在所述储油罐与所述二号板式换热器的第二回路入口之间的二号循环油泵、四号温度传感器、二号流量传感器；

自所述二号板式换热器的第二回路出口依次连接的七号温度传感器、二号加热器、八号温度传感器、四号电磁阀、九号温度传感器以及二号电动三通阀；二号电动三通阀的两个出口分别与二号干燥设备的轴心以及壳体的进油口连接；

并联在所述四号电磁阀冷却支路，包括串联的三号电磁阀以及三号板式换热器的第一回路；三号板式换热器的第二回路通有冷却水；

第二回流组件包括：连接在所述二号干燥设备排油口与储油罐之间的十一号温度传感器。

本发明还提供一种南极磷虾梯度干燥方法，采用上述的南极磷虾梯度干燥加热系统进行实施，在干燥模式下：

所述一号干燥设备采用第一导热油供应组件供应导热油，使得其内部的南极磷虾粉物料的温度T

所述二号干燥设备采用第二导热油供应组件供应导热油，使得其内部的南极磷虾粉物料的温度T

在第一回流组件与第二导热油供应组件之间设置有二号板式换热器，用于利用第一回流组件中的导热油对第二导热油供应组件的导热油进行预热，以回收一号干燥设备排出的导热油中的余热。

本发明的进一步改进在于：

所述一号干燥设备中的南极磷虾粉物料的温度T

第一导热油供应组件的一号加热器的初始加热功率P

P

其中：F

干燥模式下，设置一号加热器的初始加热功率P

所述二号干燥设备中的南极磷虾粉物料的温度T

P

其中：T

干燥模式下，设置二号加热器的初始加热功率P

本发明的进一步改进在于：在停机模式下，第一导热油供应组件以及第二导热油供应组件持续向一号干燥设备以及二号干燥设备输送导热油，在导热油循环的过程中，通过一号板式换热器、三号板式换热器回收导热油的热量，直到一号干燥设备以及二号干燥设备中的内部环境平均温度低于40℃。

本发明的进一步改进在于：在干燥模式下，如果一号干燥设备中的南极磷虾粉物料的温度T

本发明的优点如下：

1.基于连续式梯度干燥工作工艺，采用双热源工作模式，可以实现南极磷虾梯度干燥，最大限度的降低干燥过程的虾青素损失，保证干燥结束后南极磷虾粉的虾青素含量。

2.加热系统设置了开机模式，运行模式、停机模式和温度异常模式，解决了以往干燥过程温度过高，无法采用有效降温的问题，在停机模式中设置了冷却水回收热量，可降低干燥的综合能耗，实现节能的目的。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为南极磷虾梯度干燥加热系统的原理图。

其中，附图标记为：1、储油罐；2、一号循环油泵；3、二号循环油泵；4、一号加热器；5、一号板式换热器；6、二号板式换热器；7、一号干燥设备；8、二号加热器；9、三号板式换热器；10、二号干燥设备；11、一号温度传感器；12、一号流量传感器；13、一号电磁阀；14、二号电磁阀；15、二号温度传感器；16、一号三通电动调节阀；17、三号温度传感器；18、四号温度传感器；19、二号流量传感器；20、五号温度传感器；21、六号温度传感器；22、七号温度传感器；23、八号温度传感器；24、三号电磁阀；25、四号电磁阀；26、九号温度传感器；27、十号温度传感器；28、二号电动三通阀；29、十一号温度传感器；30、一号压力传感器；31、一号进水口；32、一号出水口；33、二号进水口；34、二号出水口；35、五号电磁阀；36、六号电磁阀；37、三号循环油泵；38、七号电磁阀；39、八号电磁阀。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

如图1所示，本实施例提供一种南极磷虾梯度干燥加热系统，包括依次对南极磷虾进行温度梯度变化加热的一号干燥设备7以及二号干燥设备10；在干燥模式下，二者分别对南极磷虾进行初步干燥以二次干燥。一号干燥设备7以及二号干燥设备10均采用导热油对南极磷虾进行加热，二者分别由第一导热油供应组件以及第二导热油供应组件供应导热油，二者的导热油分别第一回流组件以及第二回流组件进行回收。导热油供应组件的导热油来自储油罐1，回流组件回收的导热油也存储在储油罐1中。具体的：

第一导热油供应组件包括依次连接的一号循环油泵2、一号加热器4、一号温度传感器11、一号流量传感器12、五号电磁阀35；五号电磁阀35的出口连接有三个支路，其中：

第一支路包括依次连接的二号电磁阀14、二号温度传感器15以及一号三通电动调节阀16；一号三通电动调节阀16的两个出口分别与一号干燥设备7的轴心以及壳体的进油口连接；

第二支路包括依次连接的一号电磁阀13以及一号板式换热器5；一号板式换热器5的第一回路入口与一号电磁阀13连接，第一回路的出口连接在二号电磁阀14与二号温度传感器15之间；一号板式换热器5的第二回路通有冷却水；

第三支路包括依次连接的六号电磁阀36、三号循环油泵37、七号电磁阀38，七号电磁阀38与一号干燥设备7的出油口连接。

在第一回流组件与第二导热油供应组件之间设置有二号板式换热器6，用于利用第一回流组件中的导热油对第二导热油供应组件的导热油进行预热，以回收一号干燥设备7排出的导热油中的余热。第一回流组件包括：

连接在二号板式换热器6的第一回路入口与一号干燥设备7排油口之间的八号电磁阀39以及六号温度传感器21；

连接在二号板式换热器6的第一回路出口与储油罐1之间的五号温度传感器20。

第二导热油供应组件包括：

连接在储油罐1与二号板式换热器6的第二回路入口之间的二号循环油泵3、四号温度传感器18、二号流量传感器19；

自二号板式换热器6的第二回路出口依次连接的七号温度传感器22、二号加热器8、八号温度传感器23、四号电磁阀25、九号温度传感器26以及二号电动三通阀28；二号电动三通阀28的两个出口分别与二号干燥设备10的轴心以及壳体的进油口连接；

并联在四号电磁阀25冷却支路，包括串联的三号电磁阀24以及三号板式换热器9的第一回路；三号板式换热器9的第二回路通有冷却水；第二回路的入口为二号进水口33，出水口为二号出水口34；

第二回流组件包括：连接在二号干燥设备10排油口与储油罐1之间的十一号温度传感器29。

在一号干燥设备7上设置有检测其内部温度的三号温度传感器17，在二号干燥设备10上设置有检测其内部温度的十号温度传感器27；在储油罐1上设置有一号压力传感器30。

在干燥模式下，第一导热油供应组件向一号干燥设备7供应导热油，使得一号干燥设备7内部的南极磷虾粉物料的温度T

第一导热油供应组件供应导热油的过程中，一号循环油泵2从储油罐1中抽取导热油，导热油依次经过一号加热器4、一号温度传感器11、一号流量传感器12、五号电磁阀35并通过第一支路进入一号干燥设备7；第一支路中一号三通电动调节阀16两个出口向一号干燥设备7的轴心以及壳体的输送流量比值为4：6。导热油进入一号干燥设备7后对一号干燥设备7内部进行加热。

一号干燥设备7内部的导热油经八号电磁阀39、六号温度传感器21进入二号板式换热器6的第一回路，再经五号温度传感器20返回储油罐1。

在干燥模式下，第二导热油供应组件向二号干燥设备10供应导热油，使得二号干燥设备10内部的南极磷虾粉物料的温度T

第二导热油供应组件供应导热油的过程中，导热油在二号循环油泵3的作用下，经四号温度传感器18、二号流量传感器19后进入二号板式换热器6的第二回路入口，与二号板式换热器6的第一回路中的导热油发生热交换，进行预热。预热后的导热油自二号板式换热器6的第二回路出口排出，依次连接的七号温度传感器22、二号加热器8、八号温度传感器23、四号电磁阀25、九号温度传感器26以及二号电动三通阀28；二号电动三通阀28的两个出口分别与二号干燥设备10的轴心以及壳体的进油口连接，其导热油的分配比例与一号三通电动调节阀16相同。二号干燥设备10排出的导热油经过十一号温度传感器29返回储油罐1。

二号板式换热器6的功能：利用出一号干燥器7的导热油预热进二号加热器8的导热油，通过热交换降低出一号干燥器7回到储油罐的导热油的油温，避免储油罐的油温过高，不利于二级干燥器10的导热油温度控制。

在干燥模式下，南极磷虾粉原料经过蒸煮、离心或压榨等工序，初始温度较高，进入一号干燥设备7后再导热油加热的综合作用下，可能在某段时间内一号干燥设备7内部的南极磷虾原料温度过高。如果一号干燥设备7中的南极磷虾粉物料的温度T

关闭一号循环油泵2、二号电磁阀14、五号电磁阀35；第一支路处于关闭状态；一号干燥设备7的出油口排出的导热油经过第三支路输送至第二支路，并输送至一号干燥设备7内部进行循环，循环的动力由三号循环油泵37提供。在循环的同时，向一号板式换热器5的第二回路通入冷却水，对导热油进行降温，直到南极磷虾粉物料的温度T

本实施的加热系统在启动后进入开机模式，在开机模式下对一号干燥设备7以及二号干燥设备10进行预热，以节约初次干燥时间，并保证初始干燥南极磷虾粉的干燥品质。在开机模式下，第一导热油供应组件以及第二导热油供应组件供应导热油的方式与干燥模式相同；在启动过程中，开启五号电磁阀35和八号电磁阀39；开启二号电磁阀14使得第一导热油供应组件的第一支路导通，关闭一号电磁阀13使得第二支路关闭，关闭六号电磁阀36和七号电磁阀38使得第三支路关闭；开启四号电磁阀25，关闭三号电磁阀24使得第二导热油供应组件的冷却支路关闭。设定一号三通电动调节阀16和二号电动三通阀28的主路和旁路的流量比例为6：4。分别开启一号加热器4和二号加热器8，分别启动一号循环油泵2和二号循环油泵3，预热干燥设备，一号干燥设备7内部环境平均温度≥75℃，二号干燥设备10内部环境平均温度≥60℃时，预热结束。

在关机过程中，导热油具有较高的温度，为了回收加热系统中的余热用作生活热水，在停机模式下：开启一号电磁阀13和三号电磁阀24，关闭二号电磁阀14和四号电磁阀25。此时第一导热油供应组件的第二支路导通，其他支路关闭；第二导热油供应组件的冷却支路导通。设定一号三通电动调节阀16和二号电动三通阀28的主路和旁路的流量比例为5：5，分别关闭一号加热器4和二号加热器8，分别启动一号循环油泵2和二号循环油泵3，启动一号板式换热器5和三号板式换热器9的冷却水回路(一号板式换热器5的第二回路以及三号板式换热器9的第二回路)，当一号干燥设备7内部环境平均温度≤40℃，关闭一号电磁阀13、二号电磁阀14和一号循环油泵2；当二号干燥设备10内部环境平均温度≤40℃，关闭三号电磁阀24、四号电磁阀25和二号循环油泵3。

本发明的实施例还提供一种南极磷虾梯度干燥方法，采用上述的南极磷虾梯度干燥加热系统进行实施，该方法在干燥模式下对南极磷虾进行干燥。

在干燥模式下，出一号加热器4的导热油温度应控制在T

运行模式中一号加热器4初始加热功率P

P

设置一号加热器4初始加热功率P

运行模式中二号加热器8初始加热功率P

P

设置二号加热器8的初始加热功率P

干燥模式中一号干燥设备7内南极磷虾粉的温度控制方法：根据干燥系统经验数据和南极磷虾物料特性参数，设置初始的一号循环油泵2的初始流量为F

行模式中二号干燥设备内南极磷虾粉的温度控制方法：根据干燥系统经验数据和南极磷虾物料特性参数，设置初始的二号循环油泵的初始流量为F

本实施例的加热系统及方法基于连续式梯度干燥工作工艺，采用双热源工作模式，可以实现南极磷虾梯度干燥，最大限度的降低干燥过程的虾青素损失，保证干燥结束后南极磷虾粉的虾青素含量。

本发明的加热系统设置了开机模式，运行模式、停机模式和温度异常模式，解决了以往干燥过程温度过高，无法采用有效降温的问题，在停机模式中设置了冷却水回收热量，可降低干燥的综合能耗，实现节能的目的。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。