一種用于香料的干燥裝置的制作方法

專利名稱：一種用于香料的干燥裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于香料深加工的裝置，尤其涉及在香料的深加工過程中的干燥
直O
背景技術：
香料包括辛香料和芳香料，辛香料是食品工業、餐飲業中必不可少的重要輔料，其 中尤以粉末狀香料的使用最普遍；而芳香料的應用范圍更廣，除食品工業外，還可以運用于 化妝品工業。對于傳統的粗加工來說，香料在加工過程中，不論是采用錘片式粉碎還是軋輥 式、磨盤式粉碎，都會在粉碎過程中發熱從而導致原料中有效成分的揮發、氧化甚至變質。 此外，粉末香料還存在不可彌補的品質缺陷，例如，香氣強度和香氣質量不穩定，在加香產 品中香味分布不均勻，以及影響加香產品的外觀。另一方面，對于當前的深加工來說，所有香料的原物料都需要經過干燥的步驟降 低其含水量后，再進行深加工。干燥步驟的實施是將香料的原物料放在一干燥箱中，再鼓送 熱空氣進入干燥箱對香料的原物料進行脫水，或是更進一步為干燥箱提供一個負壓，進而 有效地將香料的原物料中的水分脫出。干燥后的香料的原物料則進行香料油樹脂(包括精 油、油樹脂等)的提取。然而，傳統香料的原物料的干燥法雖可有效地移除香料的原物料中的水分，但 是，香料的原物料中的精油成分也隨此而大量流失，這樣一來，在后續香料中提取的具有揮 發性的精油(如花椒精油、生姜精油、大蒜精油、玫瑰精油等)的程序中獲得的精油有限。另 外，在香料的原物料的干燥過程中，需要加熱大量的空氣，這也會造成大量能源的消耗。因 此，如何有效地降低能耗并盡可能從香料的原物料中獲取更多的精油以降低深加工成本， 成為一重要的課題。

實用新型內容針對現有技術在香料深加工中提取精油時所存在的上述缺陷，本實用新型提供了 一種新型的、用于香料的干燥裝置。根據本實用新型的一個方面，提供了一種用于香料的干燥裝置，該干燥裝置包括 干燥箱、熱泵模塊、熱交換器、風機和氣體循環管路連接上述單元。干燥箱，用于容置待干燥的所述香料。熱泵模塊，至少包括凝結器、蒸發器、壓縮泵 和冷媒循環管路。凝結器，用于加熱一空氣至攝氏45度至攝氏95度之間，蒸發器，用于冷 卻所述空氣至攝氏O度至攝氏40度之間，壓縮泵，位于所述凝結器與所述蒸發器之間，而冷 媒循環管路，連接所述凝結器、所述壓縮泵與所述蒸發器，其中所述壓縮泵壓縮冷媒以在所 述凝結器凝結成液態，所述冷媒之后在所述蒸發器釋放成氣態。熱交換器為氣氣換熱裝置， 與所述干燥箱相連接，所述熱交換器中具有換熱管。風機，連接于干燥箱和所述熱交換器之 間。其中所述風機驅動所述空氣藉由所述氣體循環管路流出所述凝結器，通過所述干燥 箱、所述熱交換器、所述蒸發器和所述換熱管后流回所述凝結器。[0008]其中，所述凝結器和所述蒸發器之間，所述熱泵模塊還依次包括一減壓閥、一過濾 器和一儲液罐，并且所述減壓閥開啟時僅允許液態的所述冷媒通過。熱泵模塊通過壓縮泵、 凝結器、減壓閥、過濾器、儲液罐和蒸發器由冷媒循環管路連結而構成一密閉循環。凝結器 和蒸發器會對流經其外表面的空氣進行加熱或冷卻。其中，在凝結器端加熱該空氣至攝氏70度至攝氏90度之間，優選地，加熱后的空 氣溫度為約攝氏80度。其中，所述干燥裝置還包括油水分離器，與所述蒸發器和所述熱交換器相連接，用 于接收冷卻后的物質以獲取所述香料的精油。其中，干燥箱包括進料轉盤、干燥室和出料轉盤，并且進料轉盤、干燥室與出料轉 盤構成一封閉空間。優選地，熱泵和干燥箱間還設置一調壓閥，用于調節封閉空間的氣壓。 優選地，干燥室包括彼此平行的多個傳送帶，并且相鄰兩個相鄰帶的傳送方向相反。并且， 干燥室還包括調速單元，用于控制和/或調節傳送帶的傳送速度。其中，風機是一羅茨風機。優選地，風機輸入端和輸出端間的氣壓差約在 0. 4-0. 6atm。其中，連接于干燥箱與風機之間、風機與熱交換器之間、熱交換器與蒸發器之間、 蒸發器與換熱管的一端之間、換熱管的另一端與凝結器之間和凝結器與干燥箱之間的氣體 流動管路構成氣體循環管路。其中，香料是辛香料或芳香料，辛香料可以是辣椒、花椒、胡椒、洋蔥、生姜、大蒜、 肉桂、八角，芳香料可以是茉莉花、玫瑰花、玉蘭花、薰衣草、白千層等等。采用此干燥裝置，從干燥箱流出的空氣溫度在攝氏40度至攝氏95度之間，富含從 香料中萃取出的水份和精油。可以透過熱交換器和蒸發器將空氣降溫至攝氏0度至攝氏40 度之間，而將空氣中的水和精油幾乎完全析出。降溫的空氣再藉由熱交換器和凝結器升溫 至攝氏40度至攝氏95度之間后，送入干燥箱中再繼續對香料進行干燥。運用本發明所提供的裝置和方法，運用熱交換器的設置將裝置中的冷熱空氣進行 熱交換減小溫度差。另外利用冷媒壓縮和釋放的放熱及吸熱來轉換和拉大裝置中的空氣溫 度差，在熱交換器中利用冷卻后的空氣與從干燥箱中排出的熱氣進行熱交換后，對后續的 空氣升降溫的能耗均可減少，達到節能效果。此外，使用熱泵模塊來取代傳統電熱轉換的加 熱模式，利用冷媒將熱空氣中的能量取出再轉換至加熱冷空氣，這更是大幅的降低了能耗。 利用羅茨風機產生負壓大大降低水分蒸發能耗和提高蒸發速度，加速干燥；利用羅茨風機 同時產生的正壓利于水分和精油凝結，減少入氣相對濕度，加快干燥和降低能耗。總體觀 之，利用熱泵拉大空氣溫差改變飽和蒸汽壓，利用風機拉大壓差加速蒸發和冷凝，利用熱交 換器使用內部能級差驅動脫水，實現了以電能轉換動能驅動直接脫水替代電能轉換熱能蒸 發脫水的方式，革命性的改變了傳統的干燥原理。和習用相較，運用本發明的裝置和方法 進行香料的干燥可以節能約50%至70%。此外，干燥裝置采用閉路循環式處理工藝，利用 熱交換器和凝結器的兩道降溫處理可以有效地將從干燥箱中排出的熱氣中所含的水及精 油析出，除了可以得到更高的香料精油含量之外，送回熱泵的空氣也可以更有效地干燥香 料的原物料。
讀者在參照附圖閱讀了本實用新型的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本實 用新型的各個方面。其中，圖1示出依據本實用新型的干燥系統的一個示意性實施例的總體架構圖；圖2進一步地示出圖1中的干燥系統的熱泵模塊的結構框圖；以及圖3說明如圖1所示的干燥系統中用來實現自動送料的智能化干燥箱的原理示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述。圖1示出依據本實用新型的干燥系統的一個示意性實施例的總體架構圖。參照圖 1，該干燥系統至少包括干燥箱10、風機12、熱交換器14、熱泵模塊16、油水分離器18a和 18b和氣體循環管路20。其中，干燥箱10與風機12相連接，熱交換器14為氣氣換熱裝 置，與風機12以及熱泵模塊16相連接且熱泵模塊16亦連接干燥箱10。干燥箱10是用于 容置待干燥的香料原料，而油水分離器18a和18b則是用于獲取香料中所含的精油。氣體 循環管路20用來連接干燥箱10、風機12、熱交換器14和熱泵模塊16，進而使用以干燥香料 的空氣在干燥系統中循環。本領域的普通技術人員應當理解，在上述干燥系統的設計上油 水分離器18a和18b可以單個油水分離器來取代。風機12驅動空氣在干燥系統中循環，空氣在氣體循環管路20中沿著箭頭22、24、 26,28,30和32的方向流動。熱交換器14具有換熱管(圖中未示出)，換熱管貫穿熱交換器 14。空氣沿箭頭24、26的方向流入、出熱交換器14，并沿箭頭28、30的方向流入、出熱交換 器14。這兩組讓空氣流入、出的熱交換器14的通道的其中一組，是流入、出熱交換器14中 的換熱管。一般而言，流入、出換熱管的是沿箭頭28、30流動的這一組，將流過熱泵模塊16 而被降溫后的空氣導入換熱管，這使得從干燥箱10流出的空氣中富含從香料中萃取出的 水分和精油可以凝結在換熱管的外表面，進而流入油水分離器18a以進行進一步的處理。在本實用新型的另一實施例中，風機12，例如羅茨風機，連接在干燥箱10和熱 交換器14之間，該風機12驅動空氣從干燥箱10流出，并送至熱交換器14。優選地，風 機12在其輸入口與輸出口之間存在氣壓差。例如，在靠近干燥箱10這一端的空氣氣壓為 0. 6-0. 7atm，而在靠近熱交換器14這一端的空氣氣壓為1. 1-1. 2atm，這樣在風機12的輸 入端和輸出端之間的氣壓差大致為0.4-0.6atm。在一較佳的實施例中，該氣壓差值約為 0. 5atm0為了在風機12的輸入口與輸出口之間制造氣壓差，這里所使用的羅茨風機，它是 一種容積式風機，其輸送的風量與轉速成比例，在葉輪端面和風機前后端蓋之間以及風機 葉輪之間始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風從風機進風口沿殼體內壁輸送到排 出的一側。圖2進一步地示出圖1中的干燥系統的熱泵模塊16的結構框圖。參照圖2，熱泵 模塊16至少包括凝結器161、蒸發器163、壓縮泵162和冷媒循環管路164。凝結器161用 于加熱一空氣至攝氏45度至攝氏95度之間；蒸發器163用于冷卻空氣至攝氏0度至攝氏 40度之間；壓縮泵162位于凝結器161與蒸發器163之間，而冷媒循環管路164連接凝結器161、壓縮泵162與蒸發器163，其中壓縮泵162壓縮冷媒以在凝結器161凝結成液態，冷媒 之后在所述蒸發器163釋放成氣態。也就是說，凝結器161不僅可以將一空氣加熱至攝氏 45度至攝氏95度之間，與此同時，還可以使壓縮后的冷媒凝結成液態。類似地，蒸發器163 不僅可以將空氣冷卻至攝氏0度至攝氏40度之間，與此同時，還可以使液態冷媒吸收熱量 并轉化為氣態冷媒。從這個意義上說，無論是凝結器161還是蒸發器163，它們均屬于熱交 換設備。此外，在熱泵模塊16中，冷凝器161和蒸發器163之間還依次包括一減壓閥167、 一過濾器165和一儲液罐166，并且熱泵模塊16通過冷媒循環管路164將壓縮泵162、冷凝 器161、減壓閥167、過濾器165、儲液罐166和蒸發器163串接在一起而構成一封閉循環。 氣態的冷媒在經過壓縮泵162壓縮至例如氣壓為IOa tm之后，進入凝結器161的管路中放 出熱量進而液化成液態的冷媒，減壓閥167開啟時僅僅允許液態的冷媒通過。液態的冷媒 在經過過濾器165后進入儲液罐166，之后，再送入蒸發器163的管路中，液態的冷媒在蒸發 器163的管路中吸熱進而蒸發成氣態的冷媒，再進入冷媒循環管路164的下一循環。請繼續參見圖1與圖2。如圖1所示，自熱交換器14沿箭頭26自氣體循環管路 20流出的空氣流入熱泵模塊16。如圖2所示，流入熱泵模塊16的空氣是如箭頭34的方向 流過蒸發器163，液態的冷媒在蒸發器163的管道內吸收空氣的熱量后蒸發成氣態，空氣被 冷卻，內含的水和香料精油析出，流入圖1所示的油水分離器18b。流過蒸發器163后的空 氣溫度約在攝氏0度至攝氏40度之間，較佳地，約在攝氏0度至攝氏20度之間，更佳地，約 在攝氏5度至15度之間。如圖1所示，流過蒸發器163后的空氣非常干燥，沿著氣體循環管路20流出熱泵 模塊16并流入熱交換器14內的換熱管，用以和沿箭頭24自氣體循環管路20流入熱交換 器14的空氣做熱交換，升溫后的空氣流出熱交換器14沿箭頭30的方向自氣體循環管路20 流入熱泵模塊16。如圖2所示，在此流入熱泵模塊16的空氣是如箭頭36的方向流過凝結 器161，高壓冷媒，一般約10個大氣壓(atm)的冷媒在凝結器161的管道內釋放出熱量，并 在加熱空氣后液化。流過凝結器161后的空氣溫度約在攝氏40度至攝氏95度之間，較佳 地，約在攝氏70度至95度之間，更佳地，約在攝氏75度至90度之間。流出熱泵模塊16的空氣沿著氣體循環管路20再度流入干燥箱10，以繼續干燥位 于其中的香料。所以，在本實用新型中，熱泵模塊16是在蒸發器163端“汲取”空氣中的熱量后， 將熱量藉由冷媒帶至凝結器161端釋出來加熱空氣，而非以電能直接轉化成熱能的方式加 熱空氣，更加具體地，電能僅僅轉化為壓縮泵162工作時的機械能，而并未轉化為熱能和化 學能，所以，本實用新型用于干燥香料的干燥系統可以極大地節約能耗。本領域的普通技術人員應當理解，精油(essential oil)也稱為揮發油(volatile oil)，是從芳香類植物的花、莖、果實及其他部位中提取而來，多為無色或微顯淡黃的透明 液體，主要成份有萜類、脂肪族類和芳香族類化合物等小分子易揮發性化合物，能與植物油 互溶，但不溶于水。如前所述，香料可以是辛香料或芳香料，例如，此辛香料的精油可以是花 椒精油、胡椒精油、洋蔥精油、生姜精油、大蒜精油、肉桂精油、八角精油，此芳香料的精油可 以是茉莉精油、玫瑰精油、玉蘭精油、薰衣草精油、白千層精油等。因此，當含有精油的物質 通過油水分離器18a和18b提取后，經過簡單的提取工藝就可以得到一定含量的精油。[0034]根據實驗初步測定，該干燥系統由于熱交換器及熱泵模塊所產生的節能效果，因 此可以大幅節約能耗。整體下來，運用本實用新型所提供的干燥系統的耗能相較傳統的干 燥系統的耗能少了 60%至85%。本領域的普通技術人員應當理解，圖1和圖2不僅可以用于說明本實用新型的干 燥系統的結構框圖，還可以用來揭示使用此干燥系統來干燥香料時的精油回收方法。簡要 來說，對應于干燥系統的精油回收原理可以表述如下提供一壓縮泵；向壓縮泵送入一氣 態冷媒，將氣態冷媒壓縮為溫度約120°C、氣壓約IOatm的高溫高壓狀態；較低溫度的空氣 流過后，冷媒液化，釋放出熱量。液化的冷媒在蒸發器中蒸發，自流經的空氣中汲取熱量，用 以加熱空氣。下面的表1示出了由不同溫度和不同氣壓下水的飽和蒸汽壓所計算出的每立方 米的水含量(公克/立方米)表。參照表1，從該表中的數據可看出，在低溫高壓條件下，飽 和蒸汽壓中的含水量較少，例如，在溫度為5°C，氣壓為1. Iatm時，水蒸汽壓飽和的情況下 含水量約為6. 2(公克/立方米)；在高溫低壓條件下，飽和蒸汽壓中的含水量較多，例如， 在溫度為80°C，氣壓為0. 5atm時，水蒸汽壓飽和的情況下含水量約為621. 5 (公克/立方 米)。檢視本實施例中所揭露的空氣的氣壓和溫度，蒸發器163端約攝氏5度，1. 1個大 氣壓；干燥箱10中約攝氏80度，0.5個大氣壓，經由熱交換器14冷卻后的空氣，其中的含 水量約為6. 2(公克/立方米)，在經過凝結器161加熱后，升溫至約攝氏80度后送入干燥 箱，在風機12的作用下，干燥箱10中的壓力約0. 5atm，此時，干燥箱10內每立方米空氣的 水汽如要到飽和，需要抽取約六百多公克的水，因此，在這樣物理機制的作用下，運用本實 用新型所提供的干燥系統，是運用干燥過的空氣進行香料的干燥，可以更有效率的干燥香 料。表 權利要求一種用于香料的干燥裝置，其特征在于，所述干燥裝置包括干燥箱，用于容置待干燥的所述香料；熱泵模塊，至少包括凝結器，用于加熱一空氣至攝氏40度至95度之間；蒸發器，用于冷卻所述空氣至攝氏0度至40度之間；壓縮泵，位于所述凝結器與所述蒸發器之間；以及冷媒循環管路，連接所述凝結器、所述壓縮泵與所述蒸發器，其中所述壓縮泵壓縮冷媒以在所述凝結器凝結成液態，所述冷媒之后在所述蒸發器由液態轉化成氣態；熱交換器，與所述干燥箱相連接，所述熱交換器中具有換熱管；風機，連接于干燥箱和所述熱交換器之間；以及氣體循環管路，其中所述風機驅動所述空氣藉由所述氣體循環管路流出所述凝結器，并通過所述干燥箱、所述熱交換器、所述蒸發器和所述換熱管后流回所述凝結器。
2.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，在所述凝結器和所述蒸發器之間，所述 熱泵模塊還依次包括一減壓閥、一過濾器和一儲液罐，并且所述減壓閥開啟時僅允許液態 的所述冷媒通過。
3.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述凝結器加熱所述空氣至攝氏70度 至90度之間。
4.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述干燥裝置還包括油水分離器，與所 述蒸發器和所述熱交換器相連接，用于接收冷卻后的物質以獲取所述香料的精油。
5.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述干燥箱包括進料轉盤、干燥室和出 料轉盤，并且所述進料轉盤、干燥室與所述出料轉盤構成一封閉空間。
6.如權利要求5所述的干燥裝置，其特征在于，所述干燥室包括彼此平行的多個傳送 帶，并且相鄰兩個相鄰帶的傳送方向相反。
7.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述風機是一羅茨風機。
8.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述風機輸入端和輸出端間的氣壓差 約在 0. 4-0. 6atm。
9.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述熱交換器的換熱管和所述熱泵模 塊間還設置一連接通道，以將所述換熱管中熱交換后的空氣輸送至熱泵模塊。
10.如權利要求1所述的干燥裝置，其特征在于，所述香料是辛香料或芳香料，其中所 述辛香料可以是辣椒、花椒、胡椒、洋蔥、生姜、大蒜、肉桂、八角，所述芳香料可以是茉莉花、 玫瑰花、玉蘭花、薰衣草、白千層。
專利摘要本實用新型提供了一種用于香料的干燥裝置，包括干燥箱、熱泵模塊、熱交換器、風機和氣體循環管路。熱泵模塊包括凝結器、蒸發器、壓縮泵和冷媒循環管路，冷媒循環管路連接凝結器、壓縮泵與蒸發器，冷媒經壓縮后在凝結器凝結成液態，并在蒸發器中吸收熱量而轉化成氣態。熱交換器具有換熱板，并與干燥箱相連接，風機連接于干燥箱和熱交換器之間以驅動空氣藉由氣體循環管路流出凝結器，通過干燥箱、熱交換器、蒸發器和換熱管后流回凝結器。采用此干燥裝置，利用熱交換器和熱泵模塊這兩層熱交換處理可以有效地將從干燥箱中排出的熱氣中所含的水及精油析出，除了可以得到更高的香料精油含量之外，回送至熱泵的空氣也可以更有效地干燥香料。
文檔編號C11B9/00GK201770692SQ20102015876
公開日2011年3月23日 申請日期2010年4月12日 優先權日2010年4月1日
發明者吳耀軍, 廖英崇, 張紅利 申請人:宏芳香料(昆山)有限公司