专利摘要

本实用新型涉及物料干燥技术领域，公开了一种高压电场薄膜干燥系统，包括膜组件、干燥器和真空泵；膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通干燥器与真空泵；干燥器内设置有高压电场；本实用新型巧妙地将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，并联合对物料进行干燥处理，不仅成本低廉，而且大幅度提高了对物料的干燥效率和干燥品质，尤其适用于对含热不稳定性活性组分的高附加值物料的干燥。

权利要求

1.一种高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

包括膜组件、干燥器和真空泵；

所述膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，所述膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通所述干燥器与所述真空泵；

所述干燥器内设置有高压电场。

2.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

所述膜组件与所述干燥器之间的第一管路上装有辅助加热装置。

3.根据权利要求2所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

所述辅助加热装置包括加热器；

所述加热器安装在所述第一管路上，所述加热器一侧的第一管路连通并联管路的一端，所述并联管路的另一端连通所述加热器另一侧的第一管路，所述并联管路上和/或所述加热器的至少一侧的第一管路上装有控制阀。

4.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

所述干燥器包括盘式干燥器或流化床干燥器，其中，所述流化床干燥器的蒸汽输出端配设有与所述真空泵相连通的分离器。

5.根据权利要求1至4任一所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，所述膜组件的热侧膜面通过第二管路依次与储水罐、进水泵构成闭环连通。

6.根据权利要求5所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

还包括压缩机与预热器；

所述干燥器的蒸汽输出端通过第三管路依次连通所述压缩机、所述预热器及所述储水罐，其中，所述预热器安装在所述进水泵与所述膜组件之间的所述第二管路上。

7.根据权利要求6所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

还包括第四管路和/或第五管路；

所述第四管路用于通入生蒸汽，所述第四管路的一端连通所述预热器与所述压缩机之间的第三管路；

所述第五管路的一端连通所述进水泵与所述预热器之间的第二管路，另一端连通所述预热器与所述第四管路之间的第三管路。

8.根据权利要求6所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

还包括冷却器；

所述冷却器安装在所述预热器与所述膜组件之间的第二管路上，所述冷却器用于通过第六管路与冷却水机组连接成闭环。

9.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

所述高压电场包括相对呈间隔设置的阳极与阴极；

所述阳极与所述阴极的间距可调节，所述阳极连接直流高压电源，所述阴极接地。

10.根据权利要求1所述的高压电场薄膜干燥系统，其特征在于，

所述干燥器内还装设有温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述气体压力传感器分别通讯连接控制模块，所述控制模块通讯连接显示模块。

说明书

技术领域

本实用新型涉及物料干燥技术领域，特别是涉及一种高压电场薄膜干燥系统。

背景技术

物料干燥涉及农产生产、食品加工、药品制造、化工生产、造纸和木材加工等干燥领域。通过干燥处理，不仅可以得到符合含水量要求的物料，还可对物料的其它性质产生影响。

高压电场干燥技术作为电流体动力学干燥法，它是在高压电场下，电场力对物料中的极性水分子产生牵引作用，电场中的载能离子注入物料，把能量传给水分子，加速水分子团的破裂，从而加速水的蒸发速率，提高了物料的脱水或解冻效率。从电流体动力学角度，高压电场干燥技术主要是基于电渗透产生的“电动泵”作用和介电液体内部的电场和力的作用来加速物料的脱水或解冻。由于被干燥物料在干燥过程中温度不升高，从而实现了被干燥物料在较低温度下的干燥。与此同时，由于高压电场干燥的核心部分是高压电源，而高压静电电源的制造成本较低，这从整体上大大降低了干燥系统的成本，并且高压电场在对物料干燥的同时，还可杀灭存在于被干燥物料中的细菌、霉菌等微生物。另外，由于干燥时应用的是高电压小电流条件下产生的电场力，副产品只有臭氧，从而还具有节能环保的特点。但是，高压电场干燥技术在使用时存在明显的缺点为干燥速度相对较慢，对于一些含挥发性成分的物料，在干燥过程中易挥发性成分会与水分一起气化进入空气，对空气质量产生影响。

膜蒸馏(membrane distillation，简称MD)是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程。当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过疏水微孔膜的膜孔而进入另一侧，从而可挥发物质在热侧膜面汽化后，在蒸汽压差的推动力下，会穿过疏水微孔膜并从冷侧膜面输出，然后被冷凝成液体，以达到物料分离、提纯或富集的目的。由此，膜蒸馏技术广泛应用于海水淡化、中药提纯、废水处理等领域。

由上可知，尽管高压电场干燥技术实现了对物料在较低的温度下进行干燥，并较好地确保了物料的生物活性，但是，存在干燥速度相对较慢的问题。而对于膜蒸馏技术而言，当前只是用于物料的分离、提纯，并在对物料进行分离、提纯的过程中，相应的杂质在疏水微孔膜的热膜侧不断富集，从而在使用过程中，需要频繁地更换疏水微孔膜，这不仅操作繁琐，还大大增加了设备成本。基于此，当前还没有将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，以在降低设备成本的同时，大幅度提高对物料的干燥效率和干燥品质。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种高压电场薄膜干燥系统，用于将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，以在降低设备成本的同时，大幅度提高对物料的干燥效率和干燥品质。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种高压电场薄膜干燥系统，包括膜组件、干燥器和真空泵；所述膜组件的热侧膜面用于通入预设温度的热水，所述膜组件的冷侧膜面通过第一管路依次连通所述干燥器与所述真空泵；所述干燥器内设置有高压电场。

其中，所述膜组件与所述干燥器之间的第一管路上装有辅助加热装置。

其中，所述所述辅助加热装置包括加热器；所述加热器安装在所述第一管路上，所述加热器一侧的第一管路连通并联管路的一端，所述并联管路的另一端连通所述加热器另一侧的第一管路，所述并联管路上和/或所述加热器的至少一侧的第一管路上装有控制阀。

其中，所述干燥器包括盘式干燥器或流化床干燥器，其中，所述流化床干燥器的蒸汽输出端配设有与所述真空泵相连通的分离器。

其中，所述膜组件的热侧膜面通过第二管路依次与储水罐、进水泵构成闭环连通。

其中，还包括压缩机与预热器；所述干燥器的蒸汽输出端通过第三管路依次连通所述压缩机、所述预热器及所述储水罐，其中，所述预热器安装在所述进水泵与所述膜组件之间的所述第二管路上。

其中，还包括第四管路和/或第五管路；所述第四管路用于通入生蒸汽，所述第四管路的一端连通所述预热器与所述压缩机之间的第三管路；所述第五管路的一端连通所述进水泵与所述预热器之间的第二管路，另一端连通所述预热器与所述第四管路之间的第三管路。

其中，还包括冷却器；所述冷却器安装在所述预热器与所述膜组件之间的第二管路上，所述冷却器用于通过第六管路与冷却水机组连接成闭环。

其中，所述高压电场包括相对呈间隔设置的阳极与阴极；所述阳极与所述阴极的间距可调节，所述阳极连接直流高压电源，所述阴极接地。

其中，所述干燥器内还装设有温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述气体压力传感器分别通讯连接控制模块，所述控制模块通讯连接显示模块。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型实施例提供的高压电场薄膜干燥系统，通过膜组件与真空泵可构成本领域所公知的真空膜蒸馏系统，并通过设置在干燥器内的高压电场可采用本领域所公知的高压电场干燥技术对物料进行干燥处理。由此，在启动对物料的干燥处理作业时，热水在膜组件的热侧膜面汽化，在真空泵抽真空产生的蒸汽压差的推动下，膜组件的冷侧膜面输出过热蒸汽，过热蒸汽协同高压电场对干燥器内的物料进行干燥处理，因而，本实用新型巧妙地将高压电场干燥技术和膜蒸馏技术相耦合，并联合对物料进行干燥处理，由于在真空泵不断的抽真空处理下，系统内部气体维持在相对稳定的真空度，从而还兼顾了对物料的真空干燥，并在干燥处理的过程中，模组件不再与物料相接触以对其进行提纯或浓缩，进而确保了膜组件的使用寿命，避免了频繁地更换其疏水微孔膜所存在的费时费力的问题，降低了生产成本。

与此同时，本实用新型实施例提供的高压电场薄膜干燥系统干燥速率快。由于过热蒸汽的热传递特性优于相同温度下的空气，并且膜组件蒸发产生的水蒸气的扩散几乎没有不同分子间传质的界面阻力，物料在干燥器内的干燥速率只取决于过热蒸汽的热传递的速率，其干燥周期得到大幅度地缩短，明显改善了现有的高压电场干燥技术所存在的对物料干燥速率慢的缺点。

另外，本实用新型实施例提供的高压电场薄膜干燥系统干燥品质好。由于在用过热蒸汽干燥物料时，物料表面湿润、干燥应力小，从而不易产生开裂、变形等干燥缺陷；由于过热蒸汽在对物料的干燥过程中无氧化反应，物料颜色不易产生酶促褐变；同时，可在低温高过热度下干燥物料，梅拉德反应褐变少，高热敏性、高活性物质劣变少，从而确保了对物料较好的干燥品质。在此过程中，由于高压电场干燥是通过电场力和离子作用于物料中的水分子，这一过程中没有热量传递，从而不影响膜组件通过过热蒸汽对物料干燥时对温度的调控，还可杀灭存在于被干燥物料中的细菌、霉菌等微生物。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所示的高压电场薄膜干燥系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所示的高压电场在干燥器内的布置结构示意图。

图中：1、膜组件；2、干燥器；3、真空泵；4、第一管路；5、高压电场；51、阳极；52、阴极；53、直流高压发生器；6、加热器；7、并联管路；8、第二管路；9、储水罐；10、进水泵；11、压缩机；12、预热器；13、第三管路；14、第四管路；15、第五管路；16、冷却器；17、第六管路；18、物料盘。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种高压电场薄膜干燥系统，包括膜组件1、干燥器2和真空泵3；膜组件1的热侧膜面用于通入预设温度的热水，膜组件1的冷侧膜面通过第一管路4依次连通干燥器2与真空泵3；干燥器2内设置有高压电场5。

具体的，本实施例所示的高压电场薄膜干燥系统，通过膜组件1与真空泵3可构成本领域所公知的真空膜蒸馏系统，并通过设置在干燥器2内的高压电场5可采用本领域所公知的高压电场干燥技术对物料进行干燥处理。由此，在启动对物料的干燥处理作业时，热水在膜组件1的热侧膜面汽化，在真空泵3抽真空产生的蒸汽压差的推动下，膜组件1的冷侧膜面输出过热蒸汽，过热蒸汽协同高压电场5对干燥器2内的物料进行干燥处理，因而，本实用新型巧妙地将高压电场干燥技术与膜蒸馏技术相耦合，并联合对物料进行干燥处理，由于在真空泵3不断的抽真空处理下，系统内部气体维持在相对稳定的真空度，从而还兼顾了对物料的真空干燥，并提升了对物料的干燥速率和干燥品质。在干燥处理的过程中，模组件不再与物料相接触以对其进行提纯或浓缩，进而确保了膜组件的使用寿命，避免了频繁地更换其疏水微孔膜所存在的费时费力的问题，降低了生产成本。

在此应指出的是，由于本实施例所示的系统是通过过热蒸汽联合高压电场5对物料进行干燥处理，从而在膜组件1的热侧膜面通入预设温度的热水，便于热水在膜组件1的热侧膜面汽化为水蒸气，从而在蒸汽压差的推动下，通过利用膜组件1的疏水微孔膜的特性，在其冷侧膜面输出过热蒸汽，其中，预热温度可以为70-100℃，在此不作具体限定，只要便于加快热水汽化的相应温度均满足设计要求。

与此同时，过热蒸汽在对物料进行干燥时，物料不易产生开裂、变形等干燥缺陷，且物料的颜色不易产生酶促褐变，可在低温高过热度下干燥物料，梅拉德反应褐变少，高热敏性、高活性物质劣变少，并在联合高压电场干燥技术对物料进行干燥处理时，由于高压电场5对物料的干燥过程中没有热量传递，从而可较好地控制对物料的干燥温度，并确保物料的干燥品质，由此本实用新型尤其适用于对含热不稳定性活性组分的高附加值物料的干燥。

其中，干燥器2可包括本领域所公知的盘式干燥器或流化床干燥器，在流化床干燥器的蒸汽输出端配设有与真空泵3相连通的分离器。由此，可通过盘式干燥器对大颗粒状或块状的不易挥发性的物料进行快速干燥，而通过流化床干燥器可对易挥发性的小颗粒状物料进行干燥处理，并通过分离器对随同过热蒸汽挥发的气态物料进行分离回收，在此还可通过分离器对物料中的易挥发性的组分进行分离回收。

优选地，本实施例中膜组件1与干燥器2之间的第一管路4上装有辅助加热装置。

具体的，辅助加热装置可以为本领域所公知的电加热器或换热器。通过辅助加热装置对膜组件1输出的过热蒸汽进行辅助加热，可有效控制通过第一管路4输送至干燥器2内过热蒸汽的温度，并实现在预设温度下对干燥器2内物料的干燥处理。

优选地，如图1所示，本实施例中辅助加热装置包括加热器6；加热器6安装在第一管路4上，加热器6一侧的第一管路4连通并联管路7的一端，并联管路7的另一端连通加热器6另一侧的第一管路4，在并联管路7上和/或加热器6的至少一侧的第一管路4上装有控制阀。

具体的，在实际设计时，可具体在膜组件1的输出侧与干燥器2输入侧相应的第一管路4上均安装温度采集元件(温度传感器)，在加热器6的两侧相对应的第一管路4上及在并联管路7上均安装控制阀，该控制阀优选为本领域所公知的电磁阀，且加热器6优选为本领域所公知的电加热器。由此，在检测到膜组件1输出的过热蒸汽的温度达到对物料加热的预设温度时，即达到干燥器2运行所需的过热蒸汽的过热度时，可通过本领域所公知的PLC控制器控制并联管路7上的控制阀开启，过热蒸汽直接输送至干燥器2内，而加热器6及其两端相对应的第一管路4上的控制阀均不启动；只有在检测到干燥器2的输入侧过热蒸汽的温度达不到预设温度时，加热器6及其两端相对应的第一管路4上的控制阀才会启动，以对过热蒸汽进行辅助加热。

优选地，本实施例中膜组件1的热侧膜面通过第二管路8依次与储水罐9、进水泵10构成闭环连通。

具体的，如图1所示，膜组件1的热侧膜面通过第二管路8依次与储水罐9、进水泵10构成了一个热水循环系统，其中，在该热水循环系统相应的第二管路8上装有过滤器和单向阀。在该热水循环系统驱动热水以预设的流速循环流经膜组件1的热侧膜面时，会在热侧膜面汽化，并在蒸汽压差的推动力下，穿过膜组件1的疏水微孔膜并从冷侧膜面输出，从而促使膜组件1输出过热蒸汽，以对物料实施干燥处理。

优选地，本实施例中还包括压缩机11与预热器12；干燥器2的蒸汽输出端通过第三管路13依次连通压缩机11、预热器12及储水罐9，其中，预热器12安装在进水泵10与膜组件1之间的第二管路8上。

具体的，如图1所示，过热蒸汽在干燥器2内联合高压电场5对物料进行干燥处理后，从干燥器2输出的蒸汽还可经压缩机11压缩增焓后作为膜组件1进水预热的热源，即通过预热器12对膜组件1热侧膜面相应侧的进水管路(第二管路8)进行热交换，以确保通入膜组件1热侧膜面的热水温度，而高温蒸汽在经过预热器12的热交换后，凝结为液态的冷凝水，该冷凝水沿着第三管路13输送至储水罐9，从而进入热水循环系统，又参与膜组件1的过热蒸汽的产生及后续通过过热蒸汽对物料的加热处理，由此构成一个封闭式循环系统。在整个工艺过程中，充分利用了蒸汽的潜热，热效率高，节能效果显著，热效率可高达90％。

与此同时，过热蒸汽在干燥器2内联合高压电场5对物料进行干燥处理时，高压电场5干燥的副产品只有少量臭氧产生，从而清洁环保。

优选地，本实施例中还包括第四管路14和/或第五管路15；第四管路14用于通入生蒸汽，第四管路14的一端连通预热器12与压缩机11之间的第三管路13；第五管路15的一端连通进水泵10与预热器12之间的第二管路8，另一端连通预热器12与第四管路14之间的第三管路13。

具体的，生蒸汽通常指从锅炉输出的蒸汽，生蒸汽的温度高达300℃，并具有较大的气压。因而，在将生蒸汽通过第四管路14通入至第三管路13时，也可通过预热器12对通入膜组件1的进水进行预热，以实现对高品位能源的有效利用。在实际使用时，可在第四管路14上设置控制阀，以根据膜组件1进水侧的温度来控制第四管路14对生蒸汽的输入。

与此同时，还可通过第五管路15将上述实施例所示的热水循环系统中循环流动的温度相对较低的热水通入至第三管路13，以对第三管路13内流动的蒸汽的温度与气压进行调控，其中，可在第五管路15上安装控制阀和流量计，该控制阀包括单向阀和/或电磁阀。

进一步地，本实施例中还包括冷却器16；冷却器16安装在预热器12与膜组件1之间的第二管路8上，冷却器16用于通过第六管路17与冷却水机组连接成闭环。

具体的，还可将冷却器16与冷却水机组通过第六管路17构成冷却水循环系统，并利用冷却器16的热交换功能对通入膜组件1的热水进行处理，以确保通入膜组件1热侧膜面的热水度稳定地维持在预设范围内，从而实现了对低品位能源的有效利用。

优选地，如图2所示，本实施例中高压电场5包括相对呈间隔设置的阳极51与阴极52；阳极51与阴极52的间距可调节，阳极51连接直流高压电源，阴极52接地。

具体的，在图2中具体示意的干燥器2为一种盘式干燥器，在该盘式干燥器内物料盘18的左、右两侧布设阳极51与阴极52，其中，阳极51与阴极52均可采用铜板制成，当然，阳极51与阴极52也可根据干燥器2的具体形式布置成上、下相对布置的结构。

与此同时，可在干燥器2内设置沿高压电场5的电场方向布置的可调节机构，例如：可调节结构包括导向杆与导向滑套，至少两个导向滑套套设在导向杆上，阳极51与阴极52对应连接一个导向滑套。通过可调节结构可实现阳极51与阴极52之间间距的调节，以适应不同尺寸的物料或物料盘18，并对物料实施高压干燥作业。

另外，直流高压电源包括本领域所公知的直流高压发生器53，阳极51通过直流高压发生器53与市电相连接，从而可通过直流高压发生器53实现对阳极51与阴极52之间电压的连续调节。

优选地，本实施例中干燥器2内还装设有温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器，温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器分别通讯连接控制模块，控制模块通讯连接显示模块。

具体的，温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器均为本领域所公知的传感检测器件，控制模块可为本领域所公知的单片机或PLC控制器，显示模块可为本领域所公知的LCD显示器，这些元器件均未在图1中示意出。

在实际工作中，温度传感器和湿度传感器分别用于采集干燥器2内的温度信息与湿度信息，气体压力传感器用于采集干燥器2内的真空度(气压)信息，温度传感器、湿度传感器及气体压力传感器分别将采集到的信息反馈至控制模块，控制模块对接收到的信息进行模数转换，并输送至显示模块，从而实现对干燥器2内的温湿度及真空度的实时监控并将相关信息反馈给操作人员。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

一种高压电场薄膜干燥系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。