[发明专利]一种热泵真空蒸发冷冻干燥设备用刮板搅拌装置

说明书

本发明公开了一种高效热泵真空低温蒸发冷冻干燥工艺及设备，属于真空浓缩与冷冻干燥二合一技术领域，通过电子节流阀出来的低温低压饱和制冷剂在I级冷凝器中吸收了低温二次蒸汽热源的热量变成了低温饱和制冷剂蒸汽，然后经过涡旋压缩式热泵的压缩、增温、增焓后，再进入蒸发器放热，放热后又经II级工质冷凝器冷凝成高压的制冷剂饱和液体，通过电子节流阀节流后继续吸热蒸发，再经升华干燥器干燥成固态物料，并输送到二次干燥器中配合刮板搅拌装置再次干燥，使破碎齿在转动离心作用配合两个弧形磁铁块的相互排斥来回滑动，粉碎固态物料，增大传热面K值，同时振动球体的摆动敲击使物料不残留，出料彻底，实现冷热源双向利用，节能环保。

技术领域

本发明涉及真空浓缩与冷冻干燥结合一体的技术领域，更具体地说，涉及一种高效热泵真空低温蒸发冷冻干燥工艺及设备。

背景技术

在食品、果汁、茶多酚、保健品、生化工程、制药、有机溶剂提取液、发酵液、化工、废液、废水、电镀、高盐废水等行业中，物料蒸发、浓缩、溶剂回收和冷冻干燥等工艺是物料处理中的重要工艺流程，对于物料的品质有着重要的作用。

目前，单一的工艺逐步处理效率较低，环保性差，且能耗高，随着科学技术的快速发展，人们开始追求集多种工艺效果于一体的设备，实现物料蒸发、浓缩、溶剂回收、冷冻干燥四重效果功能合一体，但是现有技术的物料浓缩与干燥处理过程中搅拌不够全面，热量没有充分得到利用，易导致物料结块，降低干燥效率，且出料易发生残留，生产成本高，造成物料资源的浪费。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效热泵真空低温蒸发冷冻干燥工艺及设备，它可以实现通过电子节流阀出来的低温低压饱和制冷剂在浓缩液预冷罐，升华干燥器中放热后进入II级冷凝器中吸收了低温二次蒸汽热源的潜热变成了低温饱和制冷剂蒸汽，然后经过涡旋压缩式热泵的压缩、增温、增焓后，再进入蒸发器一次热，放热后又经二次干燥器放热二次显热，冷凝成高压的制冷剂饱和液体，通过电子节流阀节流后继续吸热蒸发，再经升华干燥器干燥成固态物料，并输送到二次干燥器中配合刮板搅拌装置再次干燥，使破碎齿在转动离心作用配合两个弧形磁铁块的相互排斥来回滑动，粉碎固态物料，增大传热面K值，同时振动球体的摆动敲击使物料不残留，出料彻底，实现冷热源双向利用，节能环保。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高效热泵真空低温蒸发冷冻干燥工艺及设备，包括以下步骤：

S1、首先，将低压制冷剂蒸汽转换成高压的饱和制冷剂蒸汽，再输送到蒸发器与料液进行热交换，再经浓缩液泵送入浓缩液预冷罐与电子节流阀节流后的低压、低温制冷剂液体进行冷热交换；

S2、浓缩液预冷罐内的浓缩液通过负压自动进入升华干燥器内，升华干燥器内的浓缩液与电子节流阀节流后的低压、低温制冷剂液体继续对浓缩液进行降温、冻结；

S3、当浓缩液开始析出晶体时，打开第三控制阀进行真空升华干燥过程，升华中产生的低温二次蒸汽进入I级冷凝器与蒸发器产生的高温二次蒸汽进行热交换，低温二次蒸汽被冷凝成冷凝水后与高温二次蒸汽同时进入II级工质冷凝器，继续为低压制冷剂提供热量；

S4、在真空升华干燥第一阶段中，除去冻结物料中约90％的水份后，物料呈固态状态，在升华干燥器的搅拌下，将其送至二次干燥器内，此时固态物料与高压制冷剂饱和液体进行热交换，固态物料吸收高压制冷剂饱和液体的显热，继续进行加热干燥，除去残余的水份；

S5、开启第四控制阀，经由真空泵抽真空，残余水份被汽化产生的二次蒸汽进入II级工质冷凝器内，开启二次干燥器内的刮板搅拌装置连续搅拌，当其内部的固态物料达到所需的浓度时，关闭第四控制阀，打开二次干燥器下方的干粉出料仓，将干粉排至仓外。