[发明专利]一种太阳能脉冲电源驱动磁场耦合高压电场干燥装置

说明书

本发明公开一种太阳能脉冲电源驱动磁场耦合高压电场干燥装置，包括供电模块、微机控制模块、直流升压模块、脉冲发生模块、过流保护模块、针‑网电极干燥模块和磁场发生模块；供电模块连接微机控制模块，微机控制模块连接直流升压模块，直流升压模块连接脉冲发生模块，脉冲发生模块连接过流保护模块过流保护模块连接针‑网电极干燥模块，磁场发生模块连接针‑网电极干燥模块；本发明通过电场畸变对电晕放电过程中电子崩流柱的控制，增大了离子风风速，提高了能量转化效率；磁场辅助干燥，带电粒子的运动轨迹发生变化，自由电子的平均自由行程增大，离子风速急剧增大从而缩短干燥时间。

技术领域

本发明属于干燥技术领域，具体涉及到一种基于太阳能脉冲电源驱动磁场耦合高压电场干燥装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对食品、药物以及生物制品的要求也在逐步提高，为了提高产品的质量，企业多会致力于延长贮藏时间，从而干燥技术成为了主要技术之一。通过干燥技术降低水分活度，抑制微生物的生长和繁殖，从而延长贮藏时间以及物质效果。

目前，干燥装置多采用微波干燥、热风干燥以及红外干燥等技术，这些传统干燥技术多采用高温度、长时间的干燥方式，其依赖高温使水分蒸发，能耗较低的同时却会排出温室气体造成环境污染，且高温条件会使食品的物理、化学和生物特性发生剧烈的变化。部分干燥技术会采用真空低温干燥来避免高温对产品造成的伤害，但真空和低温干燥过程会产生较大的能量损耗，且真空干燥装置价格昂贵，并且无法连续干燥物料，只能分批处理。近些年出现了高压电场干燥方法，利用水分子在高压电场中的极性效应，可在大气压常温下对物料进行干燥处理，具有能耗低、杀菌保鲜的优点。然而高压电场干燥装置通常由交流或者直流电源驱动，能量效率较低，尽管运行温度较低，但其干燥速率较慢。

离子风被认为是由于在电场的帮助下加速电晕放电中产生的带电粒子并与周围的空气分子碰撞而引起的。离子风和风扇的风没有本质的区别。不同之处在于风扇将电能转化为机械能，然后再转化为空气动能。而离子风将电能直接转化为流体的动能。离子风由于去除了机械能的过渡，具有无运动部件、无噪声、无振动、便于直接电压控制、功耗低、响应快等优点，可将风送至传统风机无法到达的地方。

一方面，随着电流体动力学（EHD）技术研究的深入及应用范围的不断扩大，基于EHD的离子风干燥技术作为电流体动力学技术的一个重要研究成果，其潜在的应用前景已引起国内外研究者的广泛关注。由于高压电场干燥装置具有低投入、低能耗、不升温等优势，其在散装干燥、工业干燥以及医疗器械干燥等领域得到应用，而高压电场干燥技术在农副产品干燥领域也存在较大的潜在应用价值。高压电场干燥装置仅通过电场就能直接加速水分蒸发，它是一种新型的干燥技术，因此备受国内外研究人员的关注。另一方面，通过磁场对水分子处理，使得带电离子的性质和氢离子变化的速度，以及自由分子和星团的极化特征或偶极性时刻的变化，包括电磁场影响水中分子的线性和环状氢键链。磁化引起水的物理性质发生了许多改变，如黏度减小、密度变小、挥发性加快、比表面积增大、表面张力变小等，从而促进水分子在物料中的扩散，减少了干燥时间。将永磁体对物料进行的磁化处理与高压电场干燥相结合，实现常温常压下高效处理的同时缩短了常规电场干燥的时间。

因此，本发明针对优化干燥装置和提高干燥效果，结合等离子体、电流体力学和磁场方面的优势，设计出一种太阳能供电的脉冲电源驱动磁场与高压电场相结合的干燥装置，它是一款可用于食品、药品等干燥的等离子体干燥装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于设计一种太阳能脉冲电源驱动磁场耦合高压电场干燥装置,采用独立开发研制的电场增强型离子风激励器，通过电场畸变对电晕放电过程中电子崩流柱的控制，增大了离子风风速，提高了能量转化效率；辅助磁场干燥，带电粒子的运动轨迹发生变化，自由电子的平均自由行程增大，离子风速急剧增大从而缩短干燥时间。该过程中使用永磁体代替传统高压干燥中的集热模块，大大减少了干燥过程中电能消耗。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：