專利名稱：一種可控制烘干終點樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實驗室用糧食烘箱，尤其涉及一種可控制烘干終點樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱。
背景技術：
在糧食行業(yè)，因研究、檢測等工作的需要，需將一定數量的糧食樣品烘干至預定水分。目前，糧食烘干工作使用一般市售烘箱進行，而這些烘箱產品不具備控制樣品烘干終點水分含量的能力。在進行糧食水分快速檢測儀開發(fā)時，需要各種水分含量的糧食樣品用于儀器標定，而通常無法在自然環(huán)境下取得這些樣品。目前，只能采用預存一批高水分糧食，通過自然或烘干降水的方式隨機取得各種水分值糧食樣品的辦法，大大延長了開發(fā)時間并增加了不確定性。按現行標準要求，在檢測玉米容重時，玉米水分含量不得高于23 %。而東北地區(qū)在進行玉米收儲時，水分含量通常較高，經常達30%以上，為檢測其容重只能使用微波爐或烘箱等進行烘干降水后再進行檢測，而這些裝置不能控制烘干終點，要取得預定水分含量樣品只能依靠經驗。同時，按目前糧食水分檢測標準中規(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)一的烘干時間和方法(詳見《糧食、油料檢驗水分測定方法》GB-5497-85)，加之烘箱額定功率通常在Ikw左右，采取現行方法顯然會造成較大的浪費。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可控制烘干終點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上，通過在線稱重、在線測濕、節(jié)能通風、熱質傳遞等技術手段，可使糧食樣品高效、環(huán)保地烘干到預定水分含量。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案一種可控制烘干終點樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質烘干盒、在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測裝置；所述烘箱包括機殼和發(fā)熱元件，所述機殼由外層機殼和內層機殼兩層構成，內層機殼內的空間構成烘干腔體，該兩層機殼間夾設有機殼隔熱材料，以減少熱量散失到環(huán)境中，在所述烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼上設有烘箱發(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；所述熱交換除濕裝置包括換熱器和通過通風道與換熱器連通的風扇。所述烘箱內層機殼的內壁上設有溫度傳感器和濕度傳感器，用于檢測烘干腔內的溫度和濕度，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行的糧食失重量檢測一起共同為控制烘干過程服務；所述在線稱重天平的連接有稱重托盤的連桿分別穿過烘箱底部的外層機殼、機殼隔熱材料和內層機殼設于烘箱的烘干腔體內，與連桿連接的天平稱重底座設于烘箱底部外面，天平稱重底座與烘干腔之間間隔了機殼隔熱材料，絕熱設計保證稱重天平不受烘箱高溫的影響而降低精度；至少一個鋁質烘干盒放置于烘箱的烘干腔體內，鋁質烘干盒用于盛放待烘干糧食樣品；所述烘箱頂部設有通孔，熱交換除濕裝置的帶有風扇的通風道匹配的設置于該通孔處，換風速度受電腦控制檢測裝置控制，所述通過通風道與風扇連通的換熱器設于烘箱外層機殼上，該換熱器包括冷空氣進氣口、干熱空氣排氣口、濕氣排氣口和凝結水排水口，所述干熱空氣排氣口與烘箱的干熱空氣進氣管一端連接，該烘箱的干熱空氣進氣管另一端穿過烘箱側壁處的外層機殼、機殼隔熱材料和內層機殼設于烘箱的烘干腔體內，熱交換除濕裝置一方面起到熱交換器作用，通過用烘箱內排出的濕熱空氣預熱進入烘箱的冷風達到節(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，提高了水分傳質動力，同時，強制換風可加強烘箱內空氣流動，使糧食樣品受熱更均勻；所述電腦控制檢測裝置通過導線分別與發(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扇連接，通過對重量、溫度和濕度這些指標的檢測，共同判定烘干進程情況，并結合所烘干糧食樣品本身傳熱、傳質特性，通過調整烘干溫度和通風速度調整烘干進程。所述烘箱發(fā)熱元件設于烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼和機殼隔熱材料間。所述烘箱發(fā)熱元件設于烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼內表面上。所述在線稱重天平的連桿為絕熱連桿，該絕熱設計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、將烘干終點水分設為零，使用本發(fā)明烘箱進行烘干。三、在樣品恒重后，檢測烘干減重為My初始水分X1即為M^/Ms%。測量一批樣品的初始水分后，可開始控制終點的樣品烘干工作；具體步驟如下一、首先稱量樣品，均分成多份，并單獨分出一份作為控制樣品；當樣品量較少時， 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，其中控制樣品置于在線稱重天平的稱
重托盤上。三、烘箱開機，輸入糧食初始水分X1和預定烘后水分X2,在線稱重裝置檢測控制樣品的初始重量虬。電腦計算出控制樣品烘后應有的總重量M2。即=M2 = M^a-X1V(I-X2)tj四、本發(fā)明烘箱升溫，強制換熱除濕裝置開始工作，在線稱量裝置定時監(jiān)測控制樣品重量變化，在線測溫度和濕度裝置定時監(jiān)測烘箱內溫度和濕度的情況；烘箱根據所烘糧食品種特性、初始水分和最終水分要求設定程序，可選擇以恒定溫度烘干，也可選擇結合實時監(jiān)測情況，自動調整烘干溫度、換風速度，以提高烘干速度，保證烘干精度。五、當控制樣品重量穩(wěn)定后，停機，取出樣品。設備檢測實驗對比報告一、實驗目的檢測自制烘箱工作能力及精度，檢測內容包括不同烘干溫度對烘干時間、烘干精度、糧食體積收縮的影響、烘干能耗。二、實驗材料2009年秋產黃玉米，用量40kg，單項試驗用量2kg。三、實驗器材自制烘箱，功率1. IKW市售型烘箱，型號GZX_9140MBE，功率1. IKff容重器HGT-1000B電度表四、實驗方法與步驟(一 )分別以105°C、140°C、180°C三個烘干溫度和程序控溫法進行烘干，設定烘干終點水分為零時的時間和能耗與市售烘箱GZX-9140MBE用標準方法測量玉米水分對比。因初始水分大于18%，國標法采用兩次烘干法。( 二)檢測自制型烘箱工作能力及精度。1、分別以105°C、140°C、18(TC三個烘干溫度進行烘干，烘干終點分別設定為 30 %、23 %、14 %，分別記錄烘干時間、烘后容重、烘干能耗。2、對烘后樣品用國標方法進行烘干測定水分含量。采用標準《糧食、油料檢驗水分測定法》(GB5497-85)。對烘干終點分別設定為30%、23%的樣品采用兩次烘干法測量。 對烘干終點分別設定為14%的樣品采用105°C恒重法測量。五、實驗果
( 一 ) GZX-9140MBE烘箱、國標兩次烘干法測量玉米水分，取得玉米初始水分值。測得樣品初始重量為2000. 0g，烘后重量為1296. 0g，經計算樣品水分含量為Xl = 35. 2% 耗時3小時40分，耗電2. 2kwh，烘后樣品容重780g/l。采用自制烘箱，四種溫度設定條件烘干，取得水分初初始值及烘后容重值。主要結果如下
權利要求
1.一種可控制烘干終點樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質烘干盒、 在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測裝置；所述烘箱包括機殼和發(fā)熱元件，所述機殼由外層機殼和內層機殼兩層構成，內層機殼內的空間構成烘干腔體，該兩層機殼間夾設有機殼隔熱材料，在所述烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼上設有烘箱發(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；所述熱交換除濕裝置包括換熱器和通過通風道與換熱器連通的風扇；其特征在于所述烘箱內層機殼的內壁上設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的連桿分別穿過烘箱底部的外層機殼、機殼隔熱材料和內層機殼設于烘箱的烘干腔體內，與連桿連接的天平稱重底座設于烘箱底部外面；至少一個鋁質烘干盒放置于烘箱的烘干腔體內；所述烘箱頂部設有通孔，熱交換除濕裝置的帶有風扇的通風道匹配的設置于該通孔處，所述通過通風道與風扇連通的換熱器設于烘箱外層機殼上，該換熱器包括冷空氣進氣口、干熱空氣排氣口、濕氣排氣口和凝結水排水口，所述干熱空氣排氣口與烘箱的干熱空氣進氣管一端連接，該烘箱的干熱空氣進氣管另一端穿過烘箱側壁處的外層機殼、機殼隔熱材料和內層機殼設于烘箱的烘干腔體內；所述電腦控制檢測裝置通過導線分別與發(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扇連接。
2.根據權利要求1所述的一種可控制烘干終點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)熱元件設于烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼和機殼隔熱材料間。
3.根據權利要求1所述的一種可控制烘干終點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)熱元件設于烘箱的四周側壁和頂壁的內層機殼內表面上。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種可控制烘干終點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樣品水分含量的快速節(jié)能糧食烘箱，它包括烘箱、鋁質烘干盒、在線稱重天平、熱交換除濕裝置和電腦控制檢測裝置；所述烘箱內壁上設有溫度、濕度傳感器；所述在線稱重天平的稱重托盤設于烘箱內；至少一個鋁質烘干盒放置于稱重托盤上；所述烘箱頂部設有通孔，熱交換除濕裝置帶有風扇的通風道設置于該通孔處，該換熱器的干熱空氣排氣口通過干熱空氣進氣管與烘箱內部連通；所述電腦控制檢測裝置通過導線分別與發(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扇連接；本發(fā)明在一般烘箱的基礎上，通過在線稱重、在線測濕、節(jié)能通風、熱質傳遞等技術手段，可使糧食樣品高效、環(huán)保地烘干到預定水分含量。
文檔編號G01N1/44GK102252894SQ201010178658
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者張忠杰, 曹琳, 管超, 邢勇, 馬戈 申請人:國貿工程設計院