一种石墨烯远红外干燥系统及干燥方法技术方案

本发明专利技术属于物料干燥除湿技术领域，公开了一种石墨烯远红外干燥系统及干燥方法，其中的一种石墨烯远红外干燥系统，包括具有一进气口和一出气口的干燥室，在干燥室内设有至少一个石墨烯远红外发热板，石墨烯远红外发热板用于促使干燥室内物料的水分蒸发；所述进气口和所述出气口通过一除湿通道连通，除湿通道具有热泵除湿段，热泵除湿段内设有一蒸发器和一冷凝器，蒸发器和冷凝器可供除湿通道内气体经过并作用于经过的气体，且蒸发器和冷凝器连接于一热泵循环管路中。本发明专利技术可构建针对需要干燥处理的物料含湿量与周围空气含湿量较大的梯度差，以增强浓差扩散动力而实现对物料的干燥，在保证物料品质的同时也能够有效的干燥。在保证物料品质的同时也能够有效的干燥。在保证物料品质的同时也能够有效的干燥。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯远红外干燥系统及干燥方法


[0001]本专利技术属于物料干燥除湿
，具体涉及一种石墨烯远红外干燥系统及干燥方法。

技术介绍

[0002]在生活或农业等领域中，蔬菜类食材、水果类果品、中药饮片原料、农作物种子等需要进行干燥，而现有技术中大多是采用热风干燥的方法或者系统，干燥过程中，热风吹拂物料表面，表面的溶剂优先与对流热空气换热，优先蒸发，物料表面的水分优先蒸发，物料表面层的体积总量减小，即导致物料表面层存在一定的收缩量，致使物料表面出现收缩性“干化”现象，物料表面收缩性“干化”之后，阻断了物料表层至深层的湿份传质，使得物料深层的湿份难于通过表面收缩性“干化”层传热传质扩散至表层蒸发，这就导致了物料“内湿外干”的质量问题。
[0003]物料表面收缩性“干化”形成了固体传热热阻，不仅不利于物料中深层的湿份扩散，还会导致物料因干燥时间太长引起蔬菜、果品、中药原料、农作物种子中成分变性，不仅影响蔬菜、果品营养品质，还能导致中药原料的药物活性降低或失效，导致农作物种子发芽率降低甚至完全失去发芽的生物性质。
[0004]而且，现有热风吹拂式对流换热传质机理的干燥，要求速度增快，需要通风量增大，温度升高，需要电加热功率加大，带来能耗消耗增大的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯远红外干燥系统，可通过远红外辐射使得物料内部以及表面的水分蒸发，而避免物料表面收缩性“干化”的问题，保证物料的品质，并且辅以热泵换热的方式可有效的进行除湿，更为有效；同时，本专利技术也提供一种干燥方法，该方法可有效替代现有热风吹拂的干燥方法，通过远红外辐射、新风置换和热泵换热除湿而能够有效的对物料实现干燥，对物料品质等性质影响小。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一方面，提供一种石墨烯远红外干燥系统，包括具有一进气口和一出气口的干燥室，在干燥室内设有至少一个石墨烯远红外发热板，石墨烯远红外发热板用于促使干燥室内物料的水分蒸发；
[0008]所述进气口和所述出气口通过一除湿通道连通，除湿通道具有热泵除湿段，热泵除湿段内设有一蒸发器和一冷凝器，蒸发器和冷凝器可供除湿通道内气体经过并作用于经过的气体，且蒸发器和冷凝器连接于一热泵循环管路中。
[0009]在可能的实现方式中，所述除湿通道还具有设置在所述热泵除湿段后的吸附段，吸附段设有吸附部件，吸附部件在其周向上具有多通孔结构的吸附部，吸附部部分或整体设于吸附段内且用于吸附经过吸附段内气体中的水分。
[0010]在可能的实现方式中，所述吸附部部分设于吸附段内，其余部分位于吸附段外；
[0011]所述吸附部件包括可转动且与吸附段密封配合的吸附转轮，吸附转轮的周向设有所述吸附部，吸附部的每个通孔结构表面均涂覆有硅胶吸附层；
[0012]对应于所述吸附部位于所述吸附段外的部分设有热风发生部件，热风发生部件可输出热风以蒸发吸附部上所吸附的水分。
[0013]在可能的实现方式中，所述吸附段包括第一风管和第二风管，所述吸附转轮的部分吸附部密封配合在第一风管与第二风管之间，且第一风管与所述干燥室的进气口连通，第二风管与热泵除湿段的出风端连通。
[0014]在可能的实现方式中，在所述热泵除湿段内，所述蒸发器设于所述冷凝器的来风方向上。
[0015]在可能的实现方式中，所述热泵循环管路包括压缩机和膨胀节流器，所述压缩机具有制冷剂输出端和制冷剂输入端，压缩机的制冷剂输出端与所述冷凝器连接，冷凝器通过膨胀节流器与所述蒸发器连接，蒸发器又与压缩机的制冷剂输入端连接。
[0016]在可能的实现方式中，所述干燥室还具有新风入口和湿空气排出口。
[0017]在可能的实现方式中，所述石墨烯远红外发热板设有多个且分别设于干燥室的不同侧；
[0018]所述石墨烯远红外发热板包括刚性板状基材和压合在刚性板状基材表面的密封夹层薄膜结构，密封夹层薄膜结构包括两层高分子绝缘薄膜层和设于两层高分子绝缘薄膜层之间的导电涂层。
[0019]在可能的实现方式中，所述导电涂层由碳系微纳米材料混合粘合剂组成，所述粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。
[0020]另一方面，也提供一种物料干燥方法，所述物料干燥方法包括以下步骤：
[0021]S1：提供一个具有干燥室的设备或用于干燥物料的箱体，在设备的干燥室或箱体内的干燥室内布置至少一个石墨烯远红外发热板，通过石墨烯远红外发热板的红外辐射使物料中的水分蒸发；
[0022]S2：在干燥室内的湿度达到第一设定值时，向干燥室内通入外界湿度小于干燥室内湿度的新风空气，同时将干燥室内的湿空气排出干燥室外，进行新风置换，以对物料初步干燥；
[0023]S3：在干燥处理的物料含湿量与外界新风空气的含湿量之差小于第二设定值时，停止新风置换；
[0024]S4：将干燥室内的空气通过第一风机抽出，并使该空气先后经过热泵循环管路的蒸发器和冷凝器；在空气经过蒸发器时，得到冷却并析出形成冷却水，此时空气相对湿度降至≤10％，然后通过冷凝器使被降温除湿后的空气升温，在升温后其含湿密度进一步降低；
[0025]S5：经过冷凝器的含湿空气通过吸附转轮进行水分吸附，然后再被送入干燥室内，以此循环往复，使干燥室内需要干燥处理的物料周围空气相对湿度＜1％，且物料的含湿量与相对湿度＜1％的空气形成含湿量梯度差。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术的石墨烯远红外干燥系统，通过设于干燥室内的石墨烯远红外发热板，可产生能够使物料内部及表面水分匹配吸收并蒸发的远红外辐射，以此可使物料内部和表面的水分蒸发至干燥室内的空气中，并通过热泵循环管路的蒸发器和冷凝器，可对进入除湿
通道的空气先后进行冷却除湿和升温除湿，由此可构建针对需要干燥处理的物料含湿量与周围空气含湿量较大的梯度差，以增强浓差扩散动力而实现对物料的干燥，在保证物料品质的同时也能够有效的干燥。
[0028]而且，通过在除湿通道还设置吸附段，吸附段的吸附转轮由于涂覆有硅胶吸附层，因而可对经过其吸附部的空气中的水分进行吸附，并且还具有再生功能，具体是通过热风发生部件对位于吸附段外的吸附转轮的吸附部加热而使其上的水分蒸发，从而可进一步的提高除湿的效果，使得除湿和干燥效率更快。
[0029]同时，通过在干燥室设置新风入口和湿空气排出口，在初步干燥阶段可通过新风置换配合石墨烯远红外发热板的远红外辐射实现初步干燥，进而更便于提高干燥的速度和效率。
[0030]此外，所采用的石墨烯远红外发热板能够发出4μm～16μm范围的红外辐射，需要干燥处理的物料中水分对该范围的红外辐射具有更好的吸收效果，属于匹配吸收范筹，进而可通过其的穿透性，使物料深层和表层形成同步的热效应并同步蒸发湿份的效果。
[0031]本专利技术的物料干燥方法，采用了远红外辐射与水分子形成匹配吸收的技术，使水分子吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：包括具有一进气口(3)和一出气口(4)的干燥室(1b)，在干燥室(1b)内设有至少一个石墨烯远红外发热板(2)，石墨烯远红外发热板(2)用于促使干燥室(1b)内物料的水分蒸发；所述进气口(3)和所述出气口(4)通过一除湿通道连通，除湿通道具有热泵除湿段，热泵除湿段内设有一蒸发器(13)和一冷凝器(10)，蒸发器(13)和冷凝器(10)可供除湿通道内气体经过并作用于经过的气体，且蒸发器(13)和冷凝器(10)连接于一热泵循环管路中。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：所述除湿通道还具有设置在所述热泵除湿段后的吸附段，吸附段设有吸附部件，吸附部件在其周向上具有多通孔结构的吸附部，吸附部部分或整体设于吸附段内且用于吸附经过吸附段内气体中的水分。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：所述吸附部部分设于吸附段内，其余部分位于吸附段外；所述吸附部件包括可转动且与吸附段密封配合的吸附转轮(16)，吸附转轮(16)的周向设有所述吸附部，吸附部的每个通孔结构表面均涂覆有硅胶吸附层；对应于所述吸附部位于所述吸附段外的部分设有热风发生部件，热风发生部件可输出热风以蒸发吸附部上所吸附的水分。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：所述吸附段包括第一风管和第二风管(15)，所述吸附转轮(16)的部分吸附部密封配合在第一风管与第二风管(15)之间，且第一风管与所述干燥室(1b)的进气口(3)连通，第二风管(15)与热泵除湿段的出风端连通。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：在所述热泵除湿段内，所述蒸发器(13)设于所述冷凝器(10)的来风方向上。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯远红外干燥系统，其特征在于：所述热泵循环管路包括压缩机(8)和膨胀节流器(12)，所述压缩机(8)具有制冷剂输出端和制冷剂输入端，压缩机(8)的制冷剂输出端与所述冷凝器(10)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，邓昌沪，王翊臻，
申请(专利权)人：北京绿能嘉业新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：