本發(fā)明涉及根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要應(yīng)用于根莖類農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域的典型技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明特別提供了一種根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，根莖類蔬菜的粉碎，是農(nóng)產(chǎn)品加工中的常見(jiàn)方法，隨著近幾年粉碎方法的進(jìn)步根莖類粉體的粒徑逐步更加細(xì)化。但隨著顆粒的細(xì)化，粉體在加工、處理、存放過(guò)程中都會(huì)根再次團(tuán)聚成較大顆粒，這些由于顆粒之間力的作用，再次團(tuán)聚的顆粒往往較難分散，從而影響了粉體質(zhì)量。粉體團(tuán)聚現(xiàn)象的成因，主要是由于粉體顆粒之間所存在的三種力的作用，即范德華力、靜電力、液橋力。由于物料在粉碎過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)溫度和含水率的上升，顆粒于接觸物之間的摩擦均會(huì)促使顆粒間靜電力和液橋力的作用(參見(jiàn)文獻(xiàn)1：王覓堂,李梅,柳召剛,胡艷宏.超細(xì)粉體的團(tuán)聚機(jī)理和表征及消除[J].中國(guó)粉體技術(shù),2008,03:46-51+59.)。

粉體團(tuán)聚是指原生的超細(xì)粉體顆粒在制備、分離、處理及存放過(guò)程中，相互連接、相互作用而由多個(gè)顆粒粘合成較大的顆粒團(tuán)簇現(xiàn)象(參見(jiàn)文獻(xiàn)2：紀(jì)守峰，李桂春.超細(xì)粉體團(tuán)聚機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國(guó)礦業(yè)，2006，15(8)：54－56，90.)。在粉體生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是無(wú)機(jī)礦物質(zhì)原料還是有機(jī)農(nóng)作物都會(huì)隨著溫度和含水率的變化產(chǎn)生粉體團(tuán)聚現(xiàn)象。粉體團(tuán)聚現(xiàn)象是一種很難避免的現(xiàn)象，在微粉碎過(guò)程中，粉體團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重的制約了粉碎工藝。

隨著粉末冶金技術(shù)及農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的人們開(kāi)始從事相關(guān)的研究工作。(參見(jiàn)文獻(xiàn)3：辛輝,張巖.納米粉體團(tuán)聚解決方法及分散技術(shù)的研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2012,05:38-40.)通過(guò)分析超微粉體在制備和使用中的常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)粉體團(tuán)聚現(xiàn)象的改善方法進(jìn)行了探討。(參見(jiàn)文獻(xiàn)4：張文成,王建榮,師瑞霞.納米粉體分散技術(shù)的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009,02:284-286.)總結(jié)了超微粉體團(tuán)聚的原因、分散技術(shù)及改善粉體團(tuán)聚的作用機(jī)理，并對(duì)納米粉體的研究進(jìn)展進(jìn)行了論述。(參見(jiàn)文獻(xiàn)5：曹瑞軍,林晨光,孫蘭,趙詣林,劉總,賈成廠.超細(xì)粉末的團(tuán)聚及其消除方法[J].粉末冶金技術(shù),2006,06:460-466.)研究了在粉末冶金技術(shù)中的團(tuán)聚作用機(jī)理和消除方法。由于對(duì)粉體團(tuán)聚現(xiàn)象了解的深入，改善粉體團(tuán)聚現(xiàn)象的方法也越來(lái)越多。高壓電場(chǎng)處理，因?yàn)槠湓谔幚磉^(guò)程中具有不升溫、污染小、效率高的特點(diǎn)，受到了農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)的重視，也因此，一個(gè)高效、安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的處理裝置成為了人們的期待。

隨著物理農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工工藝的發(fā)展，對(duì)于高壓電場(chǎng)的研究逐漸深入。粉體分散、粉體荷電特性和活性處理、粉體內(nèi)有效成分的提取、以及高壓電場(chǎng)復(fù)合干燥作用工藝等方面都有較為深入的研究。

參見(jiàn)文獻(xiàn)6：任俊，盧壽慈，沈健，等.超細(xì)顆粒的靜電抗團(tuán)聚分散[J].科學(xué)通報(bào)，2000，21：2289－2292.任俊等對(duì)超細(xì)顆粒的靜電抗團(tuán)聚分散進(jìn)行了研究，表明靜電法是一種有效的抗團(tuán)聚分散方法,它對(duì)超微顆粒具有顯著的抗團(tuán)聚分散作用。徐政、盧壽慈研究了荷電量對(duì)超細(xì)粉體靜電分散及其分散效果影響，對(duì)顆粒的帶電性質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行了研究，分析了顆粒在電暈電場(chǎng)中荷電的規(guī)律與分散效果(參見(jiàn)文獻(xiàn)7：徐政，盧壽慈.荷電量對(duì)超細(xì)粉體靜電分散及其分散效果影響[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2004，10：227-231.)。李桂春、紀(jì)守峰對(duì)刺五加粉體進(jìn)行靜電分散研究，試驗(yàn)研究了刺五加粉體聚團(tuán)的分散效果及主要影響因素，并用粒度分析儀、掃描電鏡等設(shè)備對(duì)靜電分散效果進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)價(jià)；試驗(yàn)結(jié)果證明，靜電分散方法對(duì)分散刺五加粉體效果顯著(參見(jiàn)文獻(xiàn)8：李桂春，紀(jì)守峰.刺五加粉體的靜電分散研究[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2007，13(8)：151-153.)；Han Z對(duì)高壓脈沖電場(chǎng)處理木薯淀粉進(jìn)行了試驗(yàn)研究，表明高壓脈沖電場(chǎng)能夠使其分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)發(fā)生變化，增加了溶解性；因此高壓靜電場(chǎng)能促進(jìn)粉體分散、改變其理化性質(zhì)具有廣泛應(yīng)用前景。

T.R.Bajgai和F.Hashinaga在2001年首次使用高壓電場(chǎng)干燥方式對(duì)菠菜進(jìn)行試驗(yàn)研究，證明了高壓電場(chǎng)在農(nóng)業(yè)物料干燥過(guò)程中具有不升溫、高效率、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。梁運(yùn)章結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果對(duì)高壓電場(chǎng)干燥機(jī)理進(jìn)行了研究，物料中水分在電場(chǎng)中主要受電場(chǎng)牽引力作用，作用強(qiáng)度與空氣、物料的介電常數(shù)和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。另外，丁昌江，梁運(yùn)章于2004年對(duì)高壓電場(chǎng)干燥胡蘿卜進(jìn)行了試驗(yàn)研究(參見(jiàn)文獻(xiàn)9：丁昌江，梁運(yùn)章.高壓電場(chǎng)干燥胡蘿卜的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20(4)：220－222.)；丁昌江，盧靜莉于2008年對(duì)牛肉在高壓靜電場(chǎng)作用下的干燥特性進(jìn)行了分析；白亞鄉(xiāng)，胡玉才于2008年等對(duì)高壓電場(chǎng)與熱風(fēng)組合干燥海米進(jìn)行了探討(參見(jiàn)文獻(xiàn)10：白亞鄉(xiāng)，胡玉才.高壓電場(chǎng)與真空冷凍聯(lián)合干燥海參方法及其效用分析[J].高電壓技術(shù)，2014(7)：2191－2196.)；黃小麗等于2010年對(duì)經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)預(yù)處理的胡蘿卜進(jìn)行了微波組合干燥試驗(yàn)；研究結(jié)果表明，高壓電場(chǎng)是一種有效的干燥方法，由于沒(méi)有熱量的直接傳遞，物料的溫度沒(méi)有明顯的變化，可以保持物料的有效成分不受損失(參見(jiàn)文獻(xiàn)11：黃小麗，楊薇.脈沖電場(chǎng)預(yù)處理胡蘿卜片微波干燥試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(2)：325－330.)。高壓電場(chǎng)干燥技術(shù)的最大特點(diǎn)是被干燥物不升溫，有效地保存了干燥物料的色香味和生物活性成分。

人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置。

本發(fā)明提供了一種根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置，其特征在于：其具體構(gòu)成如下：粉體喂入部1、絕緣箱體2、粉體處理部3、粉體收集部4、外部供電及變壓部分5；其中：裝置的主體是絕緣箱體2，粉體喂入部1支撐在絕緣箱體2上部，粉體物料靠自身重力作用能夠均勻平緩的被引導(dǎo)至粉體處理部3內(nèi)；粉體收集部4布置在絕緣箱體2的下部，粉體收集部4能夠與絕緣箱體2緊密配合，將處理后的粉體收集起來(lái)；粉體喂入部1分別向上方和下方開(kāi)口，其內(nèi)腔貫通上方和下方開(kāi)口，且其內(nèi)腔和粉體處理部3內(nèi)腔連通；粉體處理部3的內(nèi)腔下部出口連通著粉體收集部4；外部供電及變壓部分5與粉體處理部3連接；

外部供電及變壓部分5與粉體處理部3的正、負(fù)電極相連形成高壓電場(chǎng)，絕緣箱體2上的粉體喂入部1將粉體物料均勻的輸入粉體處理部3，處理后的粉體落入粉體收集部4中；

所述根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置中的粉體處理部3通過(guò)高壓電場(chǎng)原理作用根莖類蔬菜物料粉體，使粉體顆粒之間實(shí)現(xiàn)相互分散以減輕粉體在貯存過(guò)程中相互粘連、相互團(tuán)聚的現(xiàn)象對(duì)根莖類粉體質(zhì)量的影響。

所述根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置，其特征在于：

粉體處理部3包括正電極31、絕緣支架32、接地電極33及支撐部分34組成，其中：正電極31通過(guò)絕緣支架32固定于絕緣箱體2上；接地電極33即負(fù)電極，其通過(guò)絕緣支架32安裝于絕緣箱體2內(nèi)，以形成高壓電場(chǎng)處理空間，對(duì)粉體進(jìn)行處理。

絕緣箱體2上開(kāi)有多個(gè)接線孔和安裝卡槽，能夠支撐粉體喂入部1，并用于固定安裝粉體處理部3的正電極31及絕緣支架32，其還通過(guò)階梯結(jié)構(gòu)依次固定粉體處理部3和粉體收集部4，能夠保證粉體順利通過(guò)粉體處理部3并落入粉體收集部4中；以便保證電極安裝的絕緣要求以及操作環(huán)境的安全性。

正電極31安裝用的絕緣支架32在絕緣箱體2受到支撐，支撐具體結(jié)構(gòu)形式為階梯狀支撐結(jié)構(gòu)，階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的下半部分為內(nèi)部有孔腔的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其孔徑同安裝在其中的接地電極33的外徑相同；階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的上半部分為橫截面為正方形的筒狀結(jié)構(gòu)，正方形橫截面的邊長(zhǎng)與下方圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)徑即直徑等大；

同時(shí)，在階梯狀支撐結(jié)構(gòu)上部橫截面為正方形部分的每一邊都設(shè)置有能夠安裝電線的槽，以此來(lái)固定絕緣支架32；

放置在階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的上半部分為橫截面為正方形的筒狀結(jié)構(gòu)底部的絕緣支架32滿足下述要求：其四邊為實(shí)心矩形，中間為十字型支架，十字型支架中間連接處為空心圓柱狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線且能隔絕導(dǎo)線與其它部分接觸以便對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

外部供電及變壓部分5首先將220V交流電轉(zhuǎn)換成0-50kV可調(diào)的直流電，然后分別將其輸入至裝置中的正電極和負(fù)電極，使得兩電極之間形成較高的電勢(shì)差以便在電場(chǎng)處理空間內(nèi)形成高壓電場(chǎng)；

靠重力作用下落的粉體在經(jīng)過(guò)處理空間時(shí)可以受到高壓電場(chǎng)的作用，粉體顆粒在電場(chǎng)力和重力的作用下實(shí)現(xiàn)彼此分散的目的；同時(shí)，由于電場(chǎng)荷電作用，粉體顆粒之間帶有相同性質(zhì)的電荷，同性電荷之間相互排斥，能夠在一定程度上抑制粉體的再次團(tuán)聚。

本發(fā)明通過(guò)處理部分中所形成的高壓電場(chǎng)對(duì)粉體的荷電作用實(shí)現(xiàn)粉體顆粒間的相互分散，粉體通過(guò)自身重力經(jīng)過(guò)處理部分后落入粉體收集部4中，完成整個(gè)分散過(guò)程。

具體地，其通過(guò)高壓電場(chǎng)的荷電作用實(shí)現(xiàn)粉體顆粒的相互分散，整個(gè)分散過(guò)程沒(méi)有溫度變化，對(duì)粉體中熱敏性物質(zhì)含量的影響較小；同時(shí)，由于分散過(guò)程未加入分散劑等化學(xué)藥品，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物料的污染較小。另外，分散裝置的正負(fù)均可以根據(jù)需要進(jìn)行更換，這也有效地?cái)U(kuò)大了分散裝置的使用范圍。

本發(fā)明提出了一種可操作性強(qiáng)，技術(shù)效果優(yōu)良的根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置和相應(yīng)的根莖類粉體電場(chǎng)分散方法，其具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1為粉體分散裝置結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；

圖2為粉體分散裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；

圖3為正電極31接入示意圖；

圖4為絕緣支架32示意圖。

具體實(shí)施方式

關(guān)于附圖的補(bǔ)充說(shuō)明：圖1中的粉體處理部3、粉體收集部4為將其從絕緣箱體2中拉出展開(kāi)展示的結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)際設(shè)備工作時(shí)，粉體處理部3、粉體收集部4應(yīng)該縮入絕緣箱體2中。

實(shí)施例1

一種根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置，其具體構(gòu)成如下：粉體喂入部1、絕緣箱體2、粉體處理部3、粉體收集部4、外部供電及變壓部分5；其中：裝置的主體是絕緣箱體2，粉體喂入部1支撐在絕緣箱體2上部，粉體物料靠自身重力作用能夠均勻平緩的被引導(dǎo)至粉體處理部3內(nèi)；粉體收集部4布置在絕緣箱體2的下部，粉體收集部4能夠與絕緣箱體2緊密配合，將處理后的粉體收集起來(lái)；粉體喂入部1分別向上方和下方開(kāi)口，其內(nèi)腔貫通上方和下方開(kāi)口，且其內(nèi)腔和粉體處理部3內(nèi)腔連通；粉體處理部3的內(nèi)腔下部出口連通著粉體收集部4；外部供電及變壓部分5與粉體處理部3連接；

外部供電及變壓部分5與粉體處理部3的正、負(fù)電極相連形成高壓電場(chǎng)，絕緣箱體2上的粉體喂入部1將粉體物料均勻的輸入粉體處理部3，處理后的粉體落入粉體收集部4中；

所述根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置中的粉體處理部3通過(guò)高壓電場(chǎng)原理作用根莖類蔬菜物料粉體，使粉體顆粒之間實(shí)現(xiàn)相互分散以減輕粉體在貯存過(guò)程中相互粘連、相互團(tuán)聚的現(xiàn)象對(duì)根莖類粉體質(zhì)量的影響。

粉體處理部3包括正電極31、絕緣支架32、接地電極33及支撐部分34組成，其中：正電極31通過(guò)絕緣支架32固定于絕緣箱體2上；接地電極33即負(fù)電極，其通過(guò)絕緣支架32安裝于絕緣箱體2內(nèi)，以形成高壓電場(chǎng)處理空間，對(duì)粉體進(jìn)行處理。

絕緣箱體2上開(kāi)有多個(gè)接線孔和安裝卡槽，能夠支撐粉體喂入部1，并用于固定安裝粉體處理部3的正電極31及絕緣支架32，其還通過(guò)階梯結(jié)構(gòu)依次固定粉體處理部3和粉體收集部4，能夠保證粉體順利通過(guò)粉體處理部3并落入粉體收集部4中；以便保證電極安裝的絕緣要求以及操作環(huán)境的安全性。

正電極31安裝用的絕緣支架32在絕緣箱體2受到支撐，支撐具體結(jié)構(gòu)形式為階梯狀支撐結(jié)構(gòu)，階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的下半部分為內(nèi)部有孔腔的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其孔徑同安裝在其中的接地電極33的外徑相同；階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的上半部分為橫截面為正方形的筒狀結(jié)構(gòu)，正方形橫截面的邊長(zhǎng)與下方圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)徑即直徑等大；

同時(shí)，在階梯狀支撐結(jié)構(gòu)上部橫截面為正方形部分的每一邊都設(shè)置有能夠安裝導(dǎo)線的槽，以此來(lái)固定絕緣支架32；

放置在階梯狀支撐結(jié)構(gòu)的上半部分為橫截面為正方形的筒狀結(jié)構(gòu)底部的絕緣支架32滿足下述要求：其四邊為實(shí)心矩形，中間為十字型支架，十字型支架中間連接處為空心圓柱狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線且能隔絕導(dǎo)線與其它部分接觸以便對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

外部供電及變壓部分5首先將220V交流電轉(zhuǎn)換成0-50kV可調(diào)的直流電，然后分別將其輸入至裝置中的正電極和負(fù)電極，使得兩電極之間形成較高的電勢(shì)差以便在電場(chǎng)處理空間內(nèi)形成高壓電場(chǎng)；

靠重力作用下落的粉體在經(jīng)過(guò)處理空間時(shí)可以受到高壓電場(chǎng)的作用，粉體顆粒在電場(chǎng)力和重力的作用下實(shí)現(xiàn)彼此分散的目的；同時(shí)，由于電場(chǎng)荷電作用，粉體顆粒之間帶有相同性質(zhì)的電荷，同性電荷之間相互排斥，能夠在一定程度上抑制粉體的再次團(tuán)聚。

本實(shí)施例通過(guò)處理部分中所形成的高壓電場(chǎng)對(duì)粉體的荷電作用實(shí)現(xiàn)粉體顆粒間的相互分散，粉體通過(guò)自身重力經(jīng)過(guò)處理部分后落入粉體收集部4中，完成整個(gè)分散過(guò)程。具體地，其通過(guò)高壓電場(chǎng)的荷電作用實(shí)現(xiàn)粉體顆粒的相互分散，整個(gè)分散過(guò)程沒(méi)有溫度變化，對(duì)粉體中熱敏性物質(zhì)含量的影響較??；同時(shí)，由于分散過(guò)程未加入分散劑等化學(xué)藥品，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物料的污染較小。另外，分散裝置的正負(fù)均可以根據(jù)需要進(jìn)行更換，這也有效地?cái)U(kuò)大了分散裝置的使用范圍。

本實(shí)施例提出了一種可操作性強(qiáng)，技術(shù)效果優(yōu)良的根莖類粉體電場(chǎng)分散裝置和相應(yīng)的根莖類粉體電場(chǎng)分散方法，其具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。