專利名稱：一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)室用糧食烘箱，尤其涉及一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱。
背景技術(shù)：
在糧食行業(yè)，因研究、檢測(cè)等工作的需要，需將一定數(shù)量的糧食樣品烘干至預(yù)定水分。目前，糧食烘干工作使用一般市售烘箱進(jìn)行，而這些烘箱產(chǎn)品不具備控制樣品烘干終點(diǎn)水分含量的能力。在進(jìn)行糧食水分快速檢測(cè)儀開(kāi)發(fā)時(shí)，需要各種水分含量的糧食樣品用于儀器標(biāo)定，而通常無(wú)法在自然環(huán)境下取得這些樣品。目前，只能采用預(yù)存一批高水分糧食，通過(guò)自然或烘干降水的方式隨機(jī)取得各種水分值糧食樣品的辦法，大大延長(zhǎng)了開(kāi)發(fā)時(shí)間并增加了不確定性。按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，在檢測(cè)玉米容重時(shí)，玉米水分含量不得高于23 %。而東北地區(qū)在進(jìn)行玉米收儲(chǔ)時(shí)，水分含量通常較高，經(jīng)常達(dá)30%以上，為檢測(cè)其容重只能使用微波爐或烘箱等進(jìn)行烘干降水后再進(jìn)行檢測(cè)，而這些裝置不能控制烘干終點(diǎn)，要取得預(yù)定水分含量樣品只能依靠經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，按目前糧食水分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的烘箱使用方法，各種不同初始水分值的糧食都采用統(tǒng)一的烘干時(shí)間和方法(詳見(jiàn)《糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定方法》GB-5497-85)，加之烘箱額定功率通常在Ikw左右，采取現(xiàn)行方法顯然會(huì)造成較大的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，其在一般烘箱的基礎(chǔ)上，通過(guò)在線稱重、在線測(cè)濕、節(jié)能通風(fēng)、熱質(zhì)傳遞等技術(shù)手段，可使糧食樣品高效、環(huán)保地烘干到預(yù)定水分含量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質(zhì)烘干盒、在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測(cè)裝置；所述烘箱包括機(jī)殼和發(fā)熱元件，所述機(jī)殼由外層機(jī)殼和內(nèi)層機(jī)殼兩層構(gòu)成，內(nèi)層機(jī)殼內(nèi)的空間構(gòu)成烘干腔體，該兩層機(jī)殼間夾設(shè)有機(jī)殼隔熱材料，以減少熱量散失到環(huán)境中，在所述烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼上設(shè)有烘箱發(fā)熱元件，該發(fā)熱元件通斷及溫度受電腦控制檢測(cè)裝置控制；所述在線稱重天平包括天平稱重底座、與天平稱重底座固定連接的連桿和與連桿連接的稱重托盤(pán)；所述熱交換除濕裝置包括換熱器和通過(guò)通風(fēng)道與換熱器連通的風(fēng)扇。所述烘箱內(nèi)層機(jī)殼的內(nèi)壁上設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器，用于檢測(cè)烘干腔內(nèi)的溫度和濕度，從而了解發(fā)熱元件的工作情況，并間接了解糧食水分散失情況，與在線稱重天平所進(jìn)行的糧食失重量檢測(cè)一起共同為控制烘干過(guò)程服務(wù)；所述在線稱重天平的連接有稱重托盤(pán)的連桿分別穿過(guò)烘箱底部的外層機(jī)殼、機(jī)殼隔熱材料和內(nèi)層機(jī)殼設(shè)于烘箱的烘干腔體內(nèi)，與連桿連接的天平稱重底座設(shè)于烘箱底部外面，天平稱重底座與烘干腔之間間隔了機(jī)殼隔熱材料，絕熱設(shè)計(jì)保證稱重天平不受烘箱高溫的影響而降低精度；至少一個(gè)鋁質(zhì)烘干盒放置于烘箱的烘干腔體內(nèi)，鋁質(zhì)烘干盒用于盛放待烘干糧食樣品；所述烘箱頂部設(shè)有通孔，熱交換除濕裝置的帶有風(fēng)扇的通風(fēng)道匹配的設(shè)置于該通孔處，換風(fēng)速度受電腦控制檢測(cè)裝置控制，所述通過(guò)通風(fēng)道與風(fēng)扇連通的換熱器設(shè)于烘箱外層機(jī)殼上，該換熱器包括冷空氣進(jìn)氣口、干熱空氣排氣口、濕氣排氣口和凝結(jié)水排水口，所述干熱空氣排氣口與烘箱的干熱空氣進(jìn)氣管一端連接，該烘箱的干熱空氣進(jìn)氣管另一端穿過(guò)烘箱側(cè)壁處的外層機(jī)殼、機(jī)殼隔熱材料和內(nèi)層機(jī)殼設(shè)于烘箱的烘干腔體內(nèi)，熱交換除濕裝置一方面起到熱交換器作用，通過(guò)用烘箱內(nèi)排出的濕熱空氣預(yù)熱進(jìn)入烘箱的冷風(fēng)達(dá)到節(jié)能的目的，另一方面起到除濕作用，熱交換后的濕空氣通過(guò)換熱器的是濕氣排氣口排出，移走了糧食表面水氣，提高了水分傳質(zhì)動(dòng)力，同時(shí)，強(qiáng)制換風(fēng)可加強(qiáng)烘箱內(nèi)空氣流動(dòng)，使糧食樣品受熱更均勻；所述電腦控制檢測(cè)裝置通過(guò)導(dǎo)線分別與發(fā)熱元件、在線稱重天平、溫度傳感器、濕度傳感器和熱交換除濕裝置的風(fēng)扇連接，通過(guò)對(duì)重量、溫度和濕度這些指標(biāo)的檢測(cè)，共同判定烘干進(jìn)程情況，并結(jié)合所烘干糧食樣品本身傳熱、傳質(zhì)特性，通過(guò)調(diào)整烘干溫度和通風(fēng)速度調(diào)整烘干進(jìn)程。所述烘箱發(fā)熱元件設(shè)于烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼和機(jī)殼隔熱材料間。所述烘箱發(fā)熱元件設(shè)于烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼內(nèi)表面上。所述在線稱重天平的連桿為絕熱連桿，該絕熱設(shè)計(jì)保證在線稱重天平不受烘箱高溫的影響而降低精度。工作原理首先要測(cè)量需烘干糧食樣品的總水分含量(X1)也稱為初始水分；步驟如下一、精確稱量樣品Ms，一般可取5g左右，稱量精度0. OOlg。二、將烘干終點(diǎn)水分設(shè)為零，使用本發(fā)明烘箱進(jìn)行烘干。三、在樣品恒重后，檢測(cè)烘干減重為My初始水分X1即為M^/Ms%。測(cè)量一批樣品的初始水分后，可開(kāi)始控制終點(diǎn)的樣品烘干工作；具體步驟如下一、首先稱量樣品，均分成多份，并單獨(dú)分出一份作為控制樣品；當(dāng)樣品量較少時(shí)， 可考慮全部作為控制樣品。二、糧食樣品裝入鋁制烘干盒放入烘箱內(nèi)，其中控制樣品置于在線稱重天平的稱
重托盤(pán)上。三、烘箱開(kāi)機(jī)，輸入糧食初始水分X1和預(yù)定烘后水分X2,在線稱重裝置檢測(cè)控制樣品的初始重量虬。電腦計(jì)算出控制樣品烘后應(yīng)有的總重量M2。即=M2 = M^a-X1V(I-X2)tj四、本發(fā)明烘箱升溫，強(qiáng)制換熱除濕裝置開(kāi)始工作，在線稱量裝置定時(shí)監(jiān)測(cè)控制樣品重量變化，在線測(cè)溫度和濕度裝置定時(shí)監(jiān)測(cè)烘箱內(nèi)溫度和濕度的情況；烘箱根據(jù)所烘糧食品種特性、初始水分和最終水分要求設(shè)定程序，可選擇以恒定溫度烘干，也可選擇結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況，自動(dòng)調(diào)整烘干溫度、換風(fēng)速度，以提高烘干速度，保證烘干精度。五、當(dāng)控制樣品重量穩(wěn)定后，停機(jī)，取出樣品。設(shè)備檢測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臋z測(cè)自制烘箱工作能力及精度，檢測(cè)內(nèi)容包括不同烘干溫度對(duì)烘干時(shí)間、烘干精度、糧食體積收縮的影響、烘干能耗。二、實(shí)驗(yàn)材料2009年秋產(chǎn)黃玉米，用量40kg，單項(xiàng)試驗(yàn)用量2kg。三、實(shí)驗(yàn)器材自制烘箱，功率1. IKW市售型烘箱，型號(hào)GZX_9140MBE，功率1. IKff容重器HGT-1000B電度表四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟(一 )分別以105°C、140°C、180°C三個(gè)烘干溫度和程序控溫法進(jìn)行烘干，設(shè)定烘干終點(diǎn)水分為零時(shí)的時(shí)間和能耗與市售烘箱GZX-9140MBE用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量玉米水分對(duì)比。因初始水分大于18%，國(guó)標(biāo)法采用兩次烘干法。( 二)檢測(cè)自制型烘箱工作能力及精度。1、分別以105°C、140°C、18(TC三個(gè)烘干溫度進(jìn)行烘干，烘干終點(diǎn)分別設(shè)定為 30 %、23 %、14 %，分別記錄烘干時(shí)間、烘后容重、烘干能耗。2、對(duì)烘后樣品用國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行烘干測(cè)定水分含量。采用標(biāo)準(zhǔn)《糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法》(GB5497-85)。對(duì)烘干終點(diǎn)分別設(shè)定為30%、23%的樣品采用兩次烘干法測(cè)量。 對(duì)烘干終點(diǎn)分別設(shè)定為14%的樣品采用105°C恒重法測(cè)量。五、實(shí)驗(yàn)果
( 一 ) GZX-9140MBE烘箱、國(guó)標(biāo)兩次烘干法測(cè)量玉米水分，取得玉米初始水分值。測(cè)得樣品初始重量為2000. 0g，烘后重量為1296. 0g，經(jīng)計(jì)算樣品水分含量為Xl = 35. 2% 耗時(shí)3小時(shí)40分，耗電2. 2kwh，烘后樣品容重780g/l。采用自制烘箱，四種溫度設(shè)定條件烘干，取得水分初初始值及烘后容重值。主要結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質(zhì)烘干盒、 在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測(cè)裝置；所述烘箱包括機(jī)殼和發(fā)熱元件，所述機(jī)殼由外層機(jī)殼和內(nèi)層機(jī)殼兩層構(gòu)成，內(nèi)層機(jī)殼內(nèi)的空間構(gòu)成烘干腔體，該兩層機(jī)殼間夾設(shè)有機(jī)殼隔熱材料，在所述烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼上設(shè)有烘箱發(fā)熱元件；所述在線稱重天平包括天平稱重底座、與天平稱重底座固定連接的連桿和與連桿連接的稱重托盤(pán)；所述熱交換除濕裝置包括換熱器和通過(guò)通風(fēng)道與換熱器連通的風(fēng)扇；其特征在于所述烘箱內(nèi)層機(jī)殼的內(nèi)壁上設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器；所述在線稱重天平的連接有稱重托盤(pán)的連桿分別穿過(guò)烘箱底部的外層機(jī)殼、機(jī)殼隔熱材料和內(nèi)層機(jī)殼設(shè)于烘箱的烘干腔體內(nèi)，與連桿連接的天平稱重底座設(shè)于烘箱底部外面；至少一個(gè)鋁質(zhì)烘干盒放置于烘箱的烘干腔體內(nèi)；所述烘箱頂部設(shè)有通孔，熱交換除濕裝置的帶有風(fēng)扇的通風(fēng)道匹配的設(shè)置于該通孔處，所述通過(guò)通風(fēng)道與風(fēng)扇連通的換熱器設(shè)于烘箱外層機(jī)殼上，該換熱器包括冷空氣進(jìn)氣口、干熱空氣排氣口、濕氣排氣口和凝結(jié)水排水口，所述干熱空氣排氣口與烘箱的干熱空氣進(jìn)氣管一端連接，該烘箱的干熱空氣進(jìn)氣管另一端穿過(guò)烘箱側(cè)壁處的外層機(jī)殼、機(jī)殼隔熱材料和內(nèi)層機(jī)殼設(shè)于烘箱的烘干腔體內(nèi)；所述電腦控制檢測(cè)裝置通過(guò)導(dǎo)線分別與發(fā)熱元件、在線稱重天平、溫度傳感器、濕度傳感器和熱交換除濕裝置的風(fēng)扇連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，其特征在于所述烘箱發(fā)熱元件設(shè)于烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼和機(jī)殼隔熱材料間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，其特征在于所述烘箱發(fā)熱元件設(shè)于烘箱的四周側(cè)壁和頂壁的內(nèi)層機(jī)殼內(nèi)表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，其特征在于所述在線稱重天平的連桿為絕熱連桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可控制烘干終點(diǎn)樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質(zhì)烘干盒、在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測(cè)裝置；所述烘箱內(nèi)壁上設(shè)有溫度、濕度傳感器；所述在線稱重天平的稱重托盤(pán)設(shè)于烘箱內(nèi)；至少一個(gè)鋁質(zhì)烘干盒放置于稱重托盤(pán)上；所述烘箱頂部設(shè)有通孔，熱交換除濕裝置帶有風(fēng)扇的通風(fēng)道設(shè)置于該通孔處，該換熱器的干熱空氣排氣口通過(guò)干熱空氣進(jìn)氣管與烘箱內(nèi)部連通；所述電腦控制檢測(cè)裝置通過(guò)導(dǎo)線分別與發(fā)熱元件、在線稱重天平、溫度傳感器、濕度傳感器和熱交換除濕裝置的風(fēng)扇連接；本發(fā)明在一般烘箱的基礎(chǔ)上，通過(guò)在線稱重、在線測(cè)濕、節(jié)能通風(fēng)、熱質(zhì)傳遞等技術(shù)手段，可使糧食樣品高效、環(huán)保地烘干到預(yù)定水分含量。
文檔編號(hào)G01N1/44GK102252894SQ201010178658
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者張忠杰, 曹琳, 管超, 邢勇, 馬戈 申請(qǐng)人:國(guó)貿(mào)工程設(shè)計(jì)院