一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)及方法。通過(guò)太陽(yáng)能集熱板吸收太陽(yáng)熱量加熱空氣，熱風(fēng)由不同干燥分支管吹入螺旋槽內(nèi)，吹拂干燥藻樣，同時(shí)進(jìn)出料時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際物料在螺紋槽內(nèi)填充程度調(diào)節(jié)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪組旋轉(zhuǎn)中軸，轉(zhuǎn)速可以3-8r/min內(nèi)無(wú)級(jí)變速，由不同物料實(shí)際含水狀況，設(shè)定不同進(jìn)出料系統(tǒng)啟停時(shí)間，待設(shè)定干燥時(shí)間達(dá)到后，同時(shí)開(kāi)啟出料口和進(jìn)料口，待干燥物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥。本發(fā)明相較于常規(guī)的干燥形式不僅滿(mǎn)足海藻利用過(guò)程中的干燥要求，而且效率更高，更加節(jié)能，更加簡(jiǎn)單方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海藻生物質(zhì)資源利用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及大型海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，具體涉及一種以太陽(yáng)能為干燥熱源產(chǎn)生的熱風(fēng)，繼而通過(guò)不同分支管道對(duì)螺旋管內(nèi)各區(qū)域海藻進(jìn)行局部干燥的系統(tǒng)，干燥后的海藻可以用于各類(lèi)后續(xù)利用，屬于一種可再生清潔能源利用干燥方式。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有廣闊的海疆，海島沿岸14200多公里，海洋生物資源開(kāi)發(fā)的潛力巨大，其中海藻植物尤其豐富，生長(zhǎng)著三四千種海藻，包括紅藻、褐藻及綠藻等種群，部分海藻產(chǎn)量居世界首位；海藻種類(lèi)繁多，各類(lèi)海藻生長(zhǎng)季節(jié)不單一，可以交替大量繁殖，保證全年資源充足，天然狀態(tài)下，大型褐藻類(lèi)(如海帶、裙帶菜、馬尾藻等)的生產(chǎn)力是每年每平方米生產(chǎn)3300-11300g的干物質(zhì)，紅藻的生產(chǎn)力與褐藻相當(dāng)，養(yǎng)殖條件下海藻的生產(chǎn)力較高，養(yǎng)殖的海帶7個(gè)月的時(shí)間每平方米海面生產(chǎn)15000g干物質(zhì)(每公頃150噸)；目前世界范圍內(nèi)對(duì)海藻的利用也逐漸發(fā)展，廣泛用以制作食品、化妝品以及新能源等行業(yè)，同時(shí)一些海藻的自我生長(zhǎng)繁殖能力也極其旺盛，一些特定季節(jié)時(shí)海藻瘋狂生長(zhǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境也造成了破壞，例如:在奧運(yùn)會(huì)帆船青島賽區(qū)近海領(lǐng)域，條滸苔和片滸苔(2種綠藻)大量聚集瘋狂生長(zhǎng)，全民出動(dòng)共清理了 60多萬(wàn)噸滸苔，因而必須這些巨大的藻體進(jìn)行處理利用，而這些利用的前提基礎(chǔ)是海藻采集后必須經(jīng)過(guò)干燥，同時(shí)干燥后的海藻也便于儲(chǔ)存與運(yùn)輸及切割加工；不同的行業(yè)利用時(shí)需要海藻的含水率不同，因而需要干燥的條件也不盡相同，因此必須選擇一種達(dá)到要求、方便調(diào)節(jié)的干燥方式；同時(shí)目前干燥設(shè)備的原理與形式各異，有流化床干燥機(jī)，閃蒸干燥機(jī)，噴霧干燥機(jī)，氣流干燥機(jī)等等，一般都利用外熱源提供加熱熱源，根據(jù)物料的不同特性(流動(dòng)性、形狀、含水率等)通過(guò)不同的換熱方式對(duì)物料進(jìn)行加熱，但常規(guī)的干燥設(shè)備都屬于高能耗，需要消耗外界能量的方式，而海藻屬于高水分物料，即使在海上采集于海灘曝曬后含水率仍然達(dá)到20%以上，而實(shí)際這還遠(yuǎn)達(dá)不到可以利用的標(biāo)準(zhǔn)；因此采用常規(guī)熱干燥時(shí)是需要相當(dāng)大的能耗，不符合節(jié)能的要求，也不利于整個(gè)利用海藻的成本規(guī)劃，對(duì)于海藻大范圍利用也存在短板，同時(shí)常規(guī)采用的熱風(fēng)烘干對(duì)于處理巨大物料量時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)，局部干燥不充分的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服以上的缺點(diǎn)而提出一種可成功實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能加熱冷空氣，通過(guò)熱空氣的流動(dòng)換熱烘干海藻，干燥時(shí)通過(guò)管路分流到各個(gè)局部區(qū)域進(jìn)行吹擾、加熱干燥，能夠有效提高系統(tǒng)能量利用率，提高烘干效率與效果，實(shí)現(xiàn)有效、快速、綠色環(huán)保節(jié)能干燥海藻。
[0004]發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)管路、干燥分支管、主筒體、螺紋式中軸、電機(jī)、傳動(dòng)齒輪組、進(jìn)料□、出料□和排氣孔。
[0005]以上部件通過(guò)以下方式連接:風(fēng)機(jī)安裝在太陽(yáng)能集熱器上，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連通太陽(yáng)能集熱器內(nèi)的盤(pán)管，冷風(fēng)進(jìn)入盤(pán)管內(nèi)加熱，盤(pán)管出口通過(guò)熱風(fēng)管路連接干燥器主筒體上部的分支干燥管進(jìn)口，主筒體鉆孔與各分支管密封連接，空氣能夠流入主筒體，主筒體固定，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，主筒體內(nèi)部中心設(shè)有螺紋式中軸，螺紋式中軸的前后兩端分別連接在主筒體的前端軸蓋與后端軸蓋上，螺紋式中軸的后端與傳動(dòng)齒輪組相連接，電機(jī)輸出端連接傳動(dòng)齒輪組控制螺紋式中軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)料口和排氣口安裝在主筒體后端上部，出料口安裝在主筒體前端下部。
[0006]所述的主筒體固定指主筒體通過(guò)輪圈穩(wěn)定固定在底座上，輪圈焊接固定在主筒體表面，起固定和支撐作用，底座焊接在主筒體下表面，使得主筒體無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]所述的一種用于海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)功率需要匹配太陽(yáng)能集熱器的功率，調(diào)節(jié)風(fēng)速可以使熱空氣管路各分支干燥管出口的熱風(fēng)溫度達(dá)到需要值；所述風(fēng)機(jī)功率為0.5KW-10KW。
[0008]所述的螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，熱風(fēng)由不同干燥分支管吹入螺旋槽內(nèi)，吹拂干燥藻樣，同時(shí)進(jìn)出料時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際物料在螺紋槽內(nèi)填充程度調(diào)節(jié)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪組旋轉(zhuǎn)中軸，轉(zhuǎn)速可以3-8r/min內(nèi)無(wú)級(jí)變速，由不同物料實(shí)際含水狀況，設(shè)定不同進(jìn)出料系統(tǒng)啟停時(shí)間，待設(shè)定干燥時(shí)間達(dá)到后，同時(shí)開(kāi)啟出料口和進(jìn)料口，待干燥物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥。
[0009]所述的螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，可以根據(jù)不同物料的實(shí)際含水狀況與堆積密度，設(shè)置不同螺紋的厚度與間距，各螺紋間距為螺紋式中軸主軸長(zhǎng)度的1/6-1/15，螺紋厚度為螺紋式中軸主軸直徑的1/5-1/8，能夠根據(jù)物理大小長(zhǎng)度合理分配物料干燥所處空間；主筒體內(nèi)表面與各螺紋外沿間距2-5_，能使各螺紋槽之間熱風(fēng)相流通；干燥分支管中主管直徑一般為各分支管入口直徑的8-10倍，確保各分支管的流量與流速；各分支管進(jìn)入主筒體風(fēng)口為錐形，并正對(duì)各螺紋槽中央，錐形出口保證了較大流速進(jìn)入干燥螺紋槽內(nèi)，更利于擾動(dòng)吹拂干燥樣品。
[0010]本發(fā)明系統(tǒng)工作過(guò)程為:將在海上采集的海藻暴曬1-2天，而后啟動(dòng)電機(jī)，中軸轉(zhuǎn)速可以設(shè)定為3-8r/min，開(kāi)啟進(jìn)料口，隨著中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，海藻生物質(zhì)進(jìn)入太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，待藻樣充滿(mǎn)筒體的每個(gè)螺紋區(qū)間后，關(guān)閉進(jìn)料口與電機(jī)，風(fēng)機(jī)將冷空氣打入太陽(yáng)能集熱器中的盤(pán)管內(nèi)，系統(tǒng)利用集熱板吸收的太陽(yáng)能，對(duì)集熱器盤(pán)管內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，使熱風(fēng)溫度達(dá)到需要值，同時(shí)風(fēng)速也可以根據(jù)物料含水狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)；熱風(fēng)通過(guò)熱風(fēng)管路，由干燥器主筒體上部的分支干燥管分多路進(jìn)入主筒體，分別對(duì)各螺紋區(qū)間內(nèi)的海藻樣品進(jìn)行吹拂干燥。當(dāng)干燥l_3h后，同時(shí)開(kāi)啟電機(jī)、進(jìn)料口和出料口，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋中軸實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)料和漸出料，待干物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥。
[0011]這種干燥器裝置可以實(shí)現(xiàn)把含水率為20%以上的海藻干燥至10%以?xún)?nèi)，干燥完畢的海藻可以用于能源利用、食品以及化妝品等領(lǐng)域。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)通過(guò)太陽(yáng)能集熱器與螺紋式干燥裝置的有機(jī)結(jié)合，熱風(fēng)通過(guò)不同分支管路對(duì)不同螺紋區(qū)間內(nèi)的藻樣實(shí)現(xiàn)了分區(qū)域干燥，實(shí)現(xiàn)了更高效、更成分的干燥，具有高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。
[0013](2)不需要對(duì)海藻進(jìn)行前期過(guò)多復(fù)雜的加工與預(yù)處理，暴曬后直接進(jìn)入干燥系統(tǒng)，處理過(guò)程方便簡(jiǎn)單、易行。
[0014](3)利用太陽(yáng)能作為干燥熱源，節(jié)約資源與成本，屬于無(wú)能耗、綠色、無(wú)污染干燥方式。
[0015](4)干燥分支管中主管直徑一般為各分支管直徑的8-10倍，各分支管進(jìn)入主筒體風(fēng)口為錐形，并正對(duì)各螺紋槽中央，加強(qiáng)了干燥傳熱效果，提高了干燥效率與效果，減少了干燥成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:I為太陽(yáng)能集熱器，2為風(fēng)機(jī)，3為盤(pán)管，4為熱風(fēng)管路，5為干燥分支管，6為輪圈，7為底座，8為主筒體，9為螺紋式中軸，10為前端軸蓋，11為后端軸蓋，12為電機(jī)，13為傳動(dòng)齒輪組，14為進(jìn)料口，15為出料口，16為排氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]一種用于海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其系統(tǒng)圖如圖1所示，該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、風(fēng)機(jī)、盤(pán)管、熱風(fēng)管路、干燥分支管、輪圈、底座、主筒體、螺紋式中軸、前端軸蓋、后端軸蓋、電機(jī)、傳動(dòng)齒輪組、進(jìn)料口、出料口、排氣孔。
[0020]以上部件通過(guò)以下方式連接:風(fēng)機(jī)安裝在太陽(yáng)能集熱器上，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連通太陽(yáng)能集熱器內(nèi)盤(pán)管，冷風(fēng)進(jìn)入盤(pán)管內(nèi)加熱，盤(pán)管出口通過(guò)熱風(fēng)管路連接干燥器主筒體上部的分支干燥管進(jìn)口，主筒體鉆孔與各分支管密封連接，空氣能夠流入主筒體；主筒體通過(guò)輪圈穩(wěn)定固定在底座上，使得主筒體無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)；主筒體內(nèi)部中心設(shè)有螺紋式中軸，螺紋式中軸的前后兩端分別連接在主筒體的前端軸蓋與后端軸蓋上，螺紋式中軸的后端與傳動(dòng)齒輪組相連接，電機(jī)輸出端連接傳動(dòng)齒輪組控制螺紋式中軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)料口和排氣口安裝在主筒體后端上部，出料口安裝在主筒體前端下部。
[0021]本發(fā)明系統(tǒng)工作過(guò)程為:將在海上采集的海藻暴曬1-2天，而后啟動(dòng)電機(jī)，中軸轉(zhuǎn)速可以設(shè)定為3-8r/min，開(kāi)啟進(jìn)料口，隨著中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，海藻生物質(zhì)進(jìn)入太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，待藻樣充滿(mǎn)筒體的每個(gè)螺紋區(qū)間后，關(guān)閉進(jìn)料口與電機(jī)，風(fēng)機(jī)將冷空氣打入太陽(yáng)能集熱器中的盤(pán)管內(nèi)，系統(tǒng)利用集熱板吸收的太陽(yáng)能，對(duì)集熱器盤(pán)管內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，使熱風(fēng)溫度達(dá)到需要值，同時(shí)風(fēng)速也可以根據(jù)物料含水狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，熱風(fēng)通過(guò)熱風(fēng)管路，由干燥器主筒體上部的分支干燥管分多路進(jìn)入主筒體，分別對(duì)各螺紋區(qū)間內(nèi)的海藻樣品進(jìn)行吹拂干燥。當(dāng)干燥一定時(shí)間(l_3h)后，同時(shí)開(kāi)啟電機(jī)、進(jìn)料口和出料口，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋中軸實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)料和漸出料，待干物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥。
[0022]這種干燥器裝置可以實(shí)現(xiàn)把含水率為20%以上的海藻干燥至10%以?xún)?nèi)，干燥完畢的海藻可以用于能源利用、食品以及化妝品等領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)管路、干燥分支管、主筒體、螺紋式中軸、電機(jī)、傳動(dòng)齒輪組、進(jìn)料口、出料口和排氣孔；風(fēng)機(jī)安裝在太陽(yáng)能集熱器上，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連通太陽(yáng)能集熱器內(nèi)的盤(pán)管，冷風(fēng)進(jìn)入盤(pán)管內(nèi)加熱，盤(pán)管出口通過(guò)熱風(fēng)管路連接干燥器主筒體上部的分支干燥管進(jìn)口，主筒體鉆孔與各分支管密封連接，空氣能夠流入主筒體，主筒體固定，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，主筒體內(nèi)部中心設(shè)有螺紋式中軸，螺紋式中軸的前后兩端分別連接在主筒體的前端軸蓋與后端軸蓋上，螺紋式中軸的后端與傳動(dòng)齒輪組相連接，電機(jī)輸出端連接傳動(dòng)齒輪組控制螺紋式中軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)料口和排氣口安裝在主筒體后端上部，出料口安裝在主筒體前端下部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述的主筒體固定指主筒體通過(guò)輪圈穩(wěn)定固定在底座上，輪圈焊接固定在主筒體表面，起固定和支撐作用，底座焊接在主筒體下表面，使得主筒體無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)功率需要匹配太陽(yáng)能集熱器的功率，調(diào)節(jié)風(fēng)速可以使熱空氣管路各分支干燥管出口的熱風(fēng)溫度達(dá)到需要值；所述風(fēng)機(jī)功率為0.5KW-10KW。
4.如權(quán)利要求1所述的一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其特征在于:熱風(fēng)由不同干燥分支管吹入螺旋槽內(nèi)，吹拂干燥藻樣，同時(shí)進(jìn)出料時(shí)根據(jù)實(shí)際物料在螺紋槽內(nèi)填充程度調(diào)節(jié)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪組旋轉(zhuǎn)中軸，轉(zhuǎn)速可以3-8r/min內(nèi)無(wú)級(jí)變速，由不同物料實(shí)際含水狀況，設(shè)定不同進(jìn)出料系統(tǒng)啟停時(shí)間，待設(shè)定干燥時(shí)間達(dá)到后，同時(shí)開(kāi)啟出料口和進(jìn)料口，待干燥物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥。
5.如權(quán)利要求1所述的一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，其特征在于:根據(jù)不同物料的實(shí)際含水狀況與堆積密度，設(shè)置不同螺紋的厚度與間距，各螺紋間距為螺紋式中軸主軸長(zhǎng)度的1/6-1/15，螺紋厚度為螺紋式中軸主軸直徑的1/5-1/8，能夠根據(jù)物理大小長(zhǎng)度合理分配物料干燥所處空間；主筒體內(nèi)表面與各螺紋外沿間距2-5mm，能使各螺紋槽之間熱風(fēng)相流通；干燥分支管中主管直徑一般為各分支管入口直徑的8-10倍，確保各分支管的流量與流速；各分支管進(jìn)入主筒體風(fēng)口為錐形，并正對(duì)各螺紋槽中央，錐形出口保證了較大流速進(jìn)入干燥螺紋槽內(nèi)，更利于擾動(dòng)吹拂干燥樣品。
6.如權(quán)利要求1所述的一種海藻生物質(zhì)的太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)的干燥方法，其特征在于:將在海上采集的海藻暴曬1-2天，而后啟動(dòng)電機(jī)，中軸轉(zhuǎn)速可以設(shè)定為3-8r/min，開(kāi)啟進(jìn)料口，隨著中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，海藻生物質(zhì)進(jìn)入太陽(yáng)能螺旋漸進(jìn)式干燥系統(tǒng)，待藻樣充滿(mǎn)筒體的每個(gè)螺紋區(qū)間后，關(guān)閉進(jìn)料口與電機(jī)，風(fēng)機(jī)將冷空氣打入太陽(yáng)能集熱器中的盤(pán)管內(nèi)，系統(tǒng)利用集熱板吸收的太陽(yáng)能，對(duì)集熱器盤(pán)管內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，使熱風(fēng)溫度達(dá)到需要值，同時(shí)風(fēng)速也可以根據(jù)物料含水狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)；熱風(fēng)通過(guò)熱風(fēng)管路，由干燥器主筒體上部的分支干燥管分多路進(jìn)入主筒體，分別對(duì)各螺紋區(qū)間內(nèi)的海藻樣品進(jìn)行吹拂干燥；當(dāng)干燥l-3h后，同時(shí)開(kāi)啟電機(jī)、進(jìn)料口和出料口，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋中軸實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)料和漸出料，待干物料出料完畢，未干燥物料進(jìn)料完畢后，出料口、進(jìn)料口同時(shí)關(guān)閉，開(kāi)始新一輪的干燥；實(shí)現(xiàn)把含水率為20%以上的海藻干燥至10%以?xún)?nèi)，干燥完畢的海藻用于能源利用、食品以及化妝品等領(lǐng)域。
【文檔編號(hào)】A23L3/40GK104473298SQ201410631970
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】王爽, 王謙, 胡亞敏, 何志霞, 吉恒松, 楊戈?duì)? 林驍馳 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)