基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置

摘要

本发明公开一种基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置，包括油炸室，油炸室通过管道连接蒸汽机械增压换热装置，蒸汽机械增压换热装置通过管道连接油水分离器入口，油水分离器的出油口通过管道连接油炸室。本发明提出蒸汽机械增压油换热再凝结的工艺，使用液环压缩机使蒸汽与热媒（油）共同压缩，蒸汽与热媒（油）直接换热，蒸汽凝结，通过油水分离器分离出热油回到油炸室，分离出的凝结水通过排水口排出。本发明相较于传统食品油炸干化设备更节能；相较传统MVR设备换热损失小，传热效率高，只输入较少的机械能，不需外加热源，能效比一般可达6以上；本发明用于湿垃圾干化相较于传统湿垃圾干化设备无需外部热源，更节能，无燃爆危险。

说明书

技术领域

本发明属于油炸干化机械领域，具体涉及一种基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置。

背景技术

油炸干化在食品行业得到广泛应用，油炸干化热媒与被干化物料接触面积大，相较于间壁式换热效率高，但需外加热源，能耗高。MVR机械增压再凝结技术热耗低，但传统MVR技术采用间壁式换热器，换热温差大，不可逆损失大，传统湿垃圾干化设备能耗高，干化后的物料形成微细粉尘有燃爆危险。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种克服传统干化设备干化热耗高的缺点，基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置，包括油炸室，油炸室通过管道连接蒸汽机械增压换热装置，蒸汽机械增压换热装置通过管道连接油水分离器入口，油水分离器的出油口通过管道连接油炸室。

所述蒸汽机械增压换热装置为液环压缩机，液环压缩机包括端盖、进液口、蒸汽入口和油气混合物出口，进液口、蒸汽入口分别通过抽油管和抽气管连接油炸室，所述进液口的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃。

油水分离器设有出油口和出水口，油水分离器的出油口与油炸室之间的的连接管道上设置节流阀。

所述装置适用于食品油炸干化、湿垃圾类物料油炸干化。

油炸室一端连接挤压进料段，另一端连接压榨出料段，挤压进料段的进料端尺寸大于出料端尺寸，挤压进料段内设置进料螺杆和挤压螺杆，出料端为孔状，油炸室内设置推进螺杆，压榨出料段末端设置出料孔。

挤压进料段的入口连接撕碎机。

本发明提出蒸汽机械增压油换热再凝结的工艺，使用混合压缩增压器（液环压缩机）使蒸汽与热媒（油）共同压缩，蒸汽与热媒（油）直接换热，蒸汽凝结，通过油水分离器分离出热油回到油炸室，分离出的凝结水通过排水口排出。本发明相较于传统食品油炸干化设备更节能；相较传统MVR设备换热损失小，传热效率高，只输入较少的机械能，不需外加热源，能效比一般可达6以上；本发明用于湿垃圾干化相较于传统湿垃圾干化设备无需外部热源，更节能，无燃爆危险。

附图说明

图1为本发明液环压缩机的结构示意图。

图2为本发明液环压缩机的内部结构示意图。

图3为本发明应用于食品油炸干化平面结构示意图。

图4为本发明应用于食品油炸干化结构示意图。

图5为本发明应用于湿垃圾油炸干化平面结构示意图。

图6为本发明应用于湿垃圾油炸干化结构示意图。

图7是图5中A-A剖视图。

图中：1-油炸室，101-油炸室门，102-推进螺杆，2-液环压缩机，21-底座，22-端盖，23-进液口，24-蒸汽入口，25-油气混合物出口，26-外壳，27-偏心叶轮，3-油水分离器，31-出水口，32-回油管，33-油水混合物管，4-抽油管，5-抽气管，6-电机减速机，7-挤压进料段，71-进料螺杆，72挤压螺杆，8-压榨出料段，9-撕碎机，10-出料孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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其他所有实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置，包括油炸室1，油炸室1通过管道（抽油管4和抽气管5）连接蒸汽机械增压换热装置，蒸汽机械增压换热装置通过管道（油水混合物管33）连接油水分离器3入口，油水分离器3的出油口通过管道（回油管32）连接油炸室1。

所述蒸汽机械增压换热装置为液环压缩机2，如图1、图2所示，液环压缩机包括底座21、端盖22、外壳26和气缸，气缸内有偏心叶轮27，端盖上设有进液口23、蒸汽入口24和油气混合物出口25，进液口23、蒸汽入口24分别通过抽油管4和抽气管5连接油炸室1，所述液环压缩机中的液环液体为热媒油，所述进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃。

液环压缩机的原理：叶轮偏心地配置在气缸内，并在气缸内引进一定量的油，叶轮（转子）旋转且达到一定转速时，由于离心力的作用，油被甩出，形成一个贴在气缸内表面的液环。叶轮表面与液环之间形成一个月牙腔，它是若干容积不等的小室（基元容积）。 每个小室的容积随叶轮的转动周期性地扩大和缩小。在气缸两侧的端盖上相应地开设有进液口和蒸汽入口，样，叶轮旋转一周，就能在每一基元容积内实现吸气压缩、吸油换热、排油气混合物。

液环压缩机中的液环液体采用热媒油，将传统液环压缩机的冷却液的进口作为热媒油进口使用，同时进液口23（进油）远大于常规的液环压缩机，进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃，目的是采用大量的热媒油携带蒸汽凝结释放的潜热，减小换热温差，降低输入机械功。

本发明中液环压缩机工作在高温下（高于蒸汽的凝结点），本液环压缩机不设冷却液出口，热媒油与增压后的蒸汽自油气混合物出口25共同排出，在油水混合物管33内凝结，转变为油水混合物进入油水分离器3。

油水分离器3设有出油口和出水口31，油水分离器3的出油口与油炸室1之间的回油管32上设置节流阀。油水分离器分离出的废水自出水口31排出，分离出的热油经节流阀减压回到油炸室1。

本装置的热量循环：油炸干化（水分蒸发吸收热媒油显热，油温降低）—蒸汽增压凝结（与热媒油混合压缩，蒸汽凝结释放潜热，热媒油温度升高）—油水分离—热媒油回到油炸室分离出的水冷却后排出。

本发明中公开的基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置适用于食品油炸干化、湿垃圾类物料油炸干化。

如图3、图4所示，基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置，用于食品油炸干化：包括油炸室1，油炸室1通过抽油管4和抽气管5连接液环压缩机2，液环压缩机2通过油水混合物管33连接油水分离器3入口，油水分离器的出油口通过回油管32连接油炸室1，回油管上设置节流阀，分离出的热油经过节流阀减压回到油炸室1循环使用，分离出的水经出水口31排掉。

液环压缩机包括底座21、端盖22、外壳26和气缸，气缸内有偏心叶轮27，端盖上设有进液口23、蒸汽入口24和油气混合物出口25，进液口23、蒸汽入口24分别通过抽油管4和抽气管5连接油炸室1，所述液环压缩机中的液环液体为热媒油，所述进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃。

液环压缩机中的液环液体采用热媒油，将传统液环压缩机的冷却液的进口作为热媒油进口使用，同时进液口23（进油）远大于常规的液环压缩机，进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃，目的是采用大量的热媒油携带蒸汽凝结释放的潜热，减小换热温差，降低输入机械功。

工作过程：待干化食品物料放入油炸室的炸篮（图中未显示）中，关闭油炸室门101，启动液环压缩机电机，油炸室1内压力逐步降低，食品物料与炸油充分换热，水分蒸发，水蒸气通过抽气管5、炸油通过抽油管4，共同进入液环压缩机2，蒸汽在液环压缩机2内增压，在液环压缩机内和管路中换热凝结，形成油水混合物温度升高，进入油水分离器3，分离出的水冷却后排掉，分离出的热油回到油炸室1循环使用，干化后的食品可在油炸室内离心脱油，然后停机，打开炸室门101，取出干化食品，用于食品干化时，油炸室优先采用负压，减小营养损失。

如图5、图6和图7所示，基于机械增压油换热蒸汽再凝结工艺的油炸干化装置，用于湿垃圾或污泥处理：包括撕碎机9和油炸室1，油炸室1的前端连接挤压进料段7，后端连接压榨出料段8，湿垃圾或污泥进入撕碎机9被粉碎成小的颗粒，然后进入挤压进料段7，挤压进料段7的进料端尺寸大于出料端尺寸，挤压进料段7内设置进料螺杆71和挤压螺杆72，出料端为孔状，是垃圾或污泥被挤出呈细圆柱状物料进入油炸室1，油炸室1内设置推进螺杆102，压榨出料段末端设置出料孔10，推进螺杆102与进料螺杆71、挤压螺杆72由电机减速机6同轴驱动。油炸室1通过抽油管4和抽气管5连接液环压缩机2，液环压缩机2通过油水混合物管33连接油水分离器3入口，油水分离器的出油口通过回油管32连接油炸室1，回油管上设置节流阀，分离出的热油经过节流阀减压回到油炸室1循环使用，分离出的水经出水口31排掉。

液环压缩机包括底座21、端盖22、外壳26和气缸，气缸内有偏心叶轮27，端盖上设有进液口23、蒸汽入口24和油气混合物出口25，进液口23、蒸汽入口24分别通过抽油管4和抽气管5连接油炸室1，所述液环压缩机中的液环液体为热媒油，所述进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃。

液环压缩机中的液环液体采用热媒油，将传统液环压缩机的冷却液的进口作为热媒油进口使用，同时进液口23（进油）远大于常规的液环压缩机，进液口23的进油流量满足所压缩蒸汽凝结换热后油温温升不超过20℃，目的是采用大量的热媒油携带蒸汽凝结释放的潜热，减小换热温差，降低输入机械功。

湿垃圾干化过程：原材料撕碎—挤压进料—油炸干化—压榨出料。

湿垃圾进入撕碎机9被粉碎成小的颗粒，然后进入挤压进料段7，螺杆通道逐步变小，在挤压进料段的出料端被分割成细圆柱状进入油炸室1，挤压进料段7的出料端兼做进料密封作用，细圆柱状物料在油炸室1与炸油充分接触换热，水分蒸发，逐步干化，在推进螺杆102推动下边干化边向压榨出料段8移动，在压榨出料段8内，物料中的油份被榨出回到油炸室1，固体物料受挤压在出料口10挤出，出料口内干物料被压榨密实，起到密封作用防止漏气，出料孔10的干物料热值较高可作为燃料使用。

本装置可用于餐厨垃圾，污水厂污泥，养殖场粪便等含有机物的湿垃圾的干化处理，用于污泥干化时油炸室优先采用正压，以提高油炸温度，加速脱水和使部分有机物分解。用于餐厨垃圾干化时优先采用负压，使固体产物饲料化，提高价值。

本发明提出蒸汽机械增压油换热再凝结的工艺，使用液环压缩机使蒸汽与热媒（油）共同压缩，蒸汽与热媒（油）直接换热，蒸汽凝结，通过油水分离器分离出热油回到油炸室，分离出的凝结水通过排水口排出。本发明相较于传统食品油炸干化设备更节能；相较传统MVR设备换热损失小，传热效率高，只输入较少的机械能，不需外加热源，能效比一般可达6以上；本发明用于湿垃圾干化相较于传统湿垃圾干化设备无需外部热源，更节能，无燃爆危险。