基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统

技术领域

本发明涉及一种真空干燥装置，特别是一种利用MVR技术进行余热回收利用，进行海带高真空低温烘干的高效节能真空干燥装置。属于现代海洋技术领域。

背景技术

海带中富含多种对人体健康有益的营养成分，是“海上粮仓”产业链条中的重要组成部分；同时，海带也是“蓝色药库”产业链条中的重要原材料，海带中的岩藻黄质、海带多糖等成分具有很高的药用价值。海带加工成品主要包括盐渍海带、淡干海带两种。现有的盐渍工艺中的烫煮会产生大量粘稠污水，高温会造成营养成份流失、使海带中的有效成分受到严重破坏，不能作为原材料进行精深加工提取；晾晒工艺海带中的部分成分也受到损失，且容易受到污染，质量不稳定，对海带精深加工提取的工艺和提取物品质造成一定的影响。

海带的淡干加工工艺是未来海带产业化精深加工的发展趋势。目前国内外淡干海带绝大部分采取晾晒工艺，存在土地占用量大、土壤和环境污染严重、劳动强度和密度大、生产成本高、经济效益差、受气候和环境影响成品率和产品品质不稳定等问题，已经成为制约整个海带产业链条发展的重大瓶颈技术问题之一。

海带烘干工艺是近年来新兴起的海带精细加工技术，可有效克服晾晒工艺的诸多不利影响，但是，高能耗、低品质、低效率、人员密集等问题成为制约大规模海带烘干加工的关键问题。同时，现有工艺中有针对盐渍海带丝的热风烘干和热泵烘干技术，由于海带整条烘干过程中需蒸发出约90%的水分，还存在出胶、粘连等影响烘干的情况，现有工艺难以对整条鲜海带进行烘干，无法替代晾晒工艺。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统，采用全密闭罐体结构，通过夹套、盘管，以及悬挂海带之间的合理布局，实现整条海带的均匀加热，提高换热效率，解决整条海带烘干过程中易粘连的问题；利用MVR技术实现高真空低温海带烘干，避免了海带烘干过程中出胶、温度过高影响品质等问题，同时将蒸发出的废蒸汽余热回收利用，有效解决高能耗、低品质、低效率、人员密集等问题。此外，还可用于龙须菜、紫菜等经济类海藻，以及大虾、鱼类等的高品质低温烘干加工中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统，包括罐体（1）、夹套（2）、盘管（3）、上封头（4）、下封头（5）、悬吊机构（6）、悬挂机构（7）、排气口（8）、锁紧机构（9）、蒸汽压缩机（10）、进气口（11）、出气口（12）。

罐体（1）为圆柱形，侧壁有夹套（2），内部安装有盘管（3），顶部为上封头（4），底部为下封头（5），由罐体（1）、上封头（4）和下封头（5）构成封闭空间，下封头（5）与罐体（1）一般可直接焊接成为一体，如果考虑到方便设备清洗维修等因素，也可以用法兰螺栓方式连接到一起。

上封头（4）的顶部有悬吊机构（6），下部有悬挂机构（7），下封头（5）圆心处有排气口（8），多个锁紧机构（9）可安装在罐体（1）或者上封头（4）上，多个锁紧机构（9）沿罐体（）圆周对称设置，罐体（1）和上封头（4）之间有密封圈，以保证工作时的高真空度密封效果。

蒸汽压缩机（10）的进气口（11）与排气口（8）相连，出气口（12）与夹套（2）相连，蒸汽压缩机（10）将海带（13）蒸发出的废蒸汽通过排气口（8）抽出后压缩，提升压力和温度，再经出气口（12）送到夹套（2）中作为热源。

悬吊机构（6）将上封头（4）吊起，将海带（13）悬挂在悬挂机构（7）上，悬吊机构（6）将上封头（4）落下盖到罐体（1）上，利用多个锁紧机构（9）将罐体（1）和上封头（4）封闭到一起。悬吊机构（6）为起重类设备，如行车等，能够将上封头（4）吊起到足够的高度，便于将海带（13）悬挂在悬挂机构（7）上。

在盘管（3）中通入蒸汽，对封闭在罐体（1）内的海带（13）进行加热，海带（13）蒸发出的水蒸汽及液态水通过排气口（8）排出。盘管（3）中通入的蒸汽可以是生蒸汽，也可以全部或部分采用蒸汽压缩机压缩后的废蒸汽；同样，夹套（2）中也可以采用生蒸汽（）或压缩后的废蒸汽（），可根据烘干过程不同阶段、以及对热量的需求进行切换。

进一步地，包括轴流风机（14），安装在上封头（4）的下部，罐体（）的中轴线上，风向自下而上。轴流风机（14）将风沿着罐体（）中轴吸入，经上封头（4）遮挡后向四周向下布风，构成罐体（）内部的循环风路，使得内部温度分布均匀，并保证了海带的均匀干燥，避免局部过热导致海带品质下降等。

进一步地，包括排水口（15），安装在下封头（5）上、排气口（8）的旁边，排气口（8）凸出于下封头（5）的底部内壁，使得液态水不会进入到排气口（8），直接从排水口（15）排出。

进一步地，包括分隔板（16），安装在下封头（5）的上部，排气口（8）从分隔板（16）中间穿过且凸出于分隔板（16），下封头（5）内壁与分隔板（16）之间有环形空隙。分隔板（16）为环形中空结构，排气口从罐体（）的中轴线吸风，液态水滴落到分隔板（16）上之后，经下封头（5）内壁与分隔板（16）之间的环形空隙进入到下封头（5）的底部，避免吸出的废蒸汽中含有过多的液态水，影响MVR的工作效率。

进一步地，所述的悬挂机构（7）为多组，呈同心圆柱排列，相应地盘管（3）为多组，也呈同心圆柱排列，使得相邻的两组环形悬吊海带（13）中间都有一组环形盘管（3）。该布局方式每一圈物料的内环和外环都有夹套（2）或盘管（3）构成的热源，能够保证海带（13）受热的均匀性。

进一步地，所述的罐体（1）为多组，依次悬挂完成海带（13）进入干燥流程，相应地多组罐体（1）的下封头（5）上的排气口（8）汇总到一台蒸汽压缩机（10）的进气口（11）。由于海带烘干过程中，不同阶段的含水量不同，蒸发速度或产生的废蒸汽量也不同，采用多组处于不同烘干阶段的设备并联的运行方式，可有效提高烘干效率，保证MVR系统工作的稳定性。

进一步地，所述的罐体（1）及夹套（2）外部包裹保温层（17），减少运行过程中的热量损失。

与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

1、在罐体内悬挂海带并进行全密封烘干的设计，能够实现整条海带的高真空低温干燥，简化海带烘干工艺流程，尽可能保留海带中的营养成分，海带烘干过程不受外界污染，有效解决低品质、低效率、人员密集等问题。

2、基于MVR技术，采用蒸汽压缩机将海带蒸发出的废蒸汽压缩，提升压力和温度后再用于给海带烘干作为热源，能够实现高真空度与余热回收利用有机结合，加速海带中水分的排出，有效解决高能耗、低效率等问题。

3、海带采用悬挂方式烘干，与夹套或盘管交替构成同心圆柱布局，并采用轴流风扇构成罐体内部的循环风路，能够提高烘干效率，避免出胶及粘连对整条海带烘干的不利影响，保证海带烘干过程中加热的均匀性，并使得罐体内部温度分布均匀，避免局部过热导致海带品质下降等问题。

4、所述的烘干罐体多组并联并依次悬挂完成海带后进入干燥流程，能够实现整个生产流程的上料、烘干、出料连续进行，提高生产效率，便于实现大规模生产；而且多组并联的罐体中海带一直分别处于不同的烘干阶段，将含水量、蒸发速度的差异进行了平均，有效降低的蒸汽压缩机的负载波动，有效提高了烘干效率，保证MVR系统工作的稳定性。

5、分隔板及其与凸出于分隔板的排气口设计，可以将液态水及时排出，有效避免将其蒸发产生额外的能源消耗，进一步提高节能效果。

附图说明

图1：基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统结构示意图。

图2：基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统顶视图。

图中：1-罐体、2-夹套、3-盘管、4-上封头、5-下封头、6-悬吊机构、7-悬挂机构、8-排气口、9-锁紧机构、10-蒸汽压缩机、11-进气口、12-出气口、13-海带、14-轴流风机、15-排水口、16-分隔板、17-保温层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示为基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统结构示意图，图1中，所述的基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统，包括罐体（1）、夹套（2）、盘管（3）、上封头（4）、下封头（5）、悬吊机构（6）、悬挂机构（7）、排气口（8）、锁紧机构（9）、蒸汽压缩机（10）、进气口（11）、出气口（12）、海带（13）、轴流风机（14）、排水口（15）、分隔板（16）、保温层（17）。

悬吊机构（6）采用行车，系统工作时，首先由悬吊机构（6）将上封头（4）吊起，水平移动到附近的上料场地，运行人员或自动设备将海带（13）悬挂在悬挂机构（7）上，悬吊机构（6）再将上封头（4）移动到罐体（1）正上方，然后落下盖到罐体（1）上，利用多个锁紧机构（9）将罐体（1）和上封头（4）封闭到一起，将海带（13）放置到全密闭空间中，完成上料工序。

在盘管（3）中通入生蒸汽，对封闭在罐体（1）内的海带（13）进行加热，随后蒸汽压缩机（10）启动，对罐体（1）开始拉真空，轴流风机（14）同时启动，使罐体（1）内部气体循环流动。

随着温度升高，海带（13）中的水分蒸发为水蒸汽，经排气口（8）进入蒸汽压缩机（10）的进气口（11），蒸汽压缩机（10）将海带（13）蒸发出的废蒸汽压缩，提升压力和温度，再经出气口（12）送到夹套（2），为海带（13）的烘干提供热源。在启动初期，海带（13）蒸发出的水蒸气较少，蒸汽压缩机（10）转速较慢，送到夹套（2）中的压缩废蒸汽也比较少，随着启动过程逐渐过渡到稳定运行阶段，罐体（1）内的残存空气逐渐排出，废蒸汽的量也会逐渐增多，蒸汽压缩机（10）的转速也会逐渐增加，直至进入稳定运行阶段。此时可以适当地将部分盘管（3）中的生蒸汽切换为蒸汽压缩机（10）压缩的废蒸汽，以提高系统的节能效果。

在系统启动初期海带（13）表面原本会残存一部分液态水，烘干过程中海带（13）表面也会出现少量附着的渗出液态水。在重力作用下液态水绝大部份会滴落到分隔板（16）上，同时由于轴流风机（14）形成的风路是在沿着罐体（1）中轴线自下而上的，循环流动到罐体（1）下部时气流在分隔板（16）上表面会呈现向心流动，含有液滴的气流撞击到排气口（8）凸出于分隔板（16）的外壁上，液滴也会流动到分隔板（16）上，液态水经由下封头（5）内壁与分隔板（16）之间的环形空隙流入下封头（5）底部，再经排水口（15）及时排出。将液态水及时排出，能够有效避免将其蒸发产生额外的能源消耗，进一步提高节能效果。

当海带（13）烘干至含水率符合要求时，关闭盘管（3）的蒸汽阀门和夹套（2）的蒸汽阀门，停止加热，然后关闭排气口（8）与进气口（11）之间的阀门，打开卸压阀门使外部空气进入罐体（1）内部进行卸压，当罐体（1）内外压力平衡后，多个锁紧机构（9）解锁，悬吊机构（6）将上封头（4）吊起，水平移动到附近的出料场地，运行人员或自动设备将烘干好的海带（13）从悬挂机构（7）上取下，完成出料工序。

图2所示为基于MVR的高真空低温整条海带烘干系统顶视图，图2中，共设置了3圈盘管（3），呈同心圆柱分布；相应的悬挂机构（7）也为3圈，呈同心圆柱分布。夹套（2）与直径最大的一圈盘管（3）之间设置一圈悬挂机构（7）、每相邻两圈盘管（3）之间设置一圈悬挂机构（7），海带（13）悬挂在悬挂机构（7）上，能够保证两侧都有热源。这种海带采用悬挂方式与夹套或盘管交替构成同心圆柱的空间布局，海带（13）同时受到双侧的热辐射，受热均匀且不会出现粘连等现象，在高真空低温以及轴流风机构成循环风路的共同作用下，能够提高烘干效率，避免出胶及粘连对整条海带烘干的不利影响，保证海带烘干过程中加热的均匀性，并使得罐体（1）内部温度分布均匀，避免局部过热导致海带品质下降等问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施实例，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。