熱泵干燥技術的應用

一、熱泵烘干的工作原理

熱泵是根據逆卡諾循環(huán)原理,，采用少量的電能驅動熱泵,，通過熱泵裝置中的構成部分—蒸發(fā)器,、壓縮機,、冷凝器,、膨脹閥或節(jié)流閥,，促使工質不斷完成蒸發(fā)( 吸收外界空氣中熱量,，或回收干燥過程中排氣余熱) —壓縮—冷凝—節(jié)流—蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，使空氣環(huán)境中的能量搬運至烘箱( 房) 內,，烘箱內熱空氣經過反復循環(huán)升溫,，吸收物料中水分，自身降溫加濕,，經熱風排濕或冷凝除水過程把物料中水分排除帶走,，終實現(xiàn)物料連續(xù)干燥,。

熱泵烘干過程中，若消耗了一份的能量( 電能) ,，它同時從環(huán)境空氣中吸收轉移三份的能量( 熱量) 到干燥介質中,，相對于電熱烘干機而言，就節(jié)約了三分之二的電能,，熱泵憑其高 效節(jié)能的大特點成了備受關注的新型綠色能源產業(yè),。

二、熱泵烘干設備的應用

中國農作物種類豐富,，特色產品如荔枝,、龍眼、香蕉,、木瓜,、薯類、煙葉,、茶葉,、中藥材等產量大，常常需要再加工,，現(xiàn)有加工企業(yè)多是中小規(guī)模的廠家,，目前多是采用蒸氣或電熱風進行農產品干燥，熱泵烘干技術只是開始在中小農產品加工廠家嘗試使用,。

物料烘干是一個巨大耗能過程,，大多數發(fā)達國 家用于烘干的能耗占全國能耗的 7%—15%，熱效率僅為 25%—60%,，空氣能熱泵烘干作為能將降低能源消耗和提高烘干產品質量兩者完 美統(tǒng)一起來的技術將給烘干(干燥) 行業(yè)帶來重大的技術革命,。大部分烘干脫水的農產品要求是既不能炭化和糖化,，更不能使物料內部的各種有益元素流失,，通常烘干溫度 55℃就是一個臨界點，而熱泵烘干設備能有效的控制這個關鍵點,。

農作物種類豐富,，產量大，據相關數據表明,，每年因為不能及時加工而損失的農產品的量很大,。熱泵烘干設備的成功運用將對的蔬果、農產品加工提供更好的選擇,。熱泵干燥設備的適用范圍非常廣,，不僅適用于常規(guī)的農產品加工，還可用于海產品,、蔬菜脫水,、肉制品,、糧食谷物、布料,、衣物,、藥品、中藥材,、紙品,、木材甚至肥料、污泥,、石膏,、五金產品、冶金產品,、礦山副產品,、化工產品、粉煤,、煤泥,、褐煤等的烘干。其經濟效應和社會效應巨大,。目前,，熱泵干燥技術的發(fā)展趨勢應是在控制成本的情況下實現(xiàn)對不同物料優(yōu)操作條件下改進干燥器，著力改進對原料的適應性以實現(xiàn)大型化和高經濟性,。

三,、傳統(tǒng)干燥方法存在的具體問題

蒸氣烘干或電熱風干燥等傳統(tǒng)烘干生產工藝存在以下幾方面的主要問題:

1、加熱溫度過高 傳統(tǒng)工藝干燥技術,，加熱溫度不易控制,，加熱溫度不易均勻，往往使干燥溫度較高,。

2,、干燥時間過長，產品的品質不高 傳統(tǒng)的加熱干燥是依靠熱力通過傳導,、熱對流和熱輻射等途徑對物料加熱,，這種由表及里的干燥過程延長了農產品的干燥時間，容易導致食品營養(yǎng)成分損失,，并破壞了食品原有的自然口感,，使產品的等級不高。

3,、能耗大 由于廢氣損失熱量所占比例較高,，加上干物料帶走熱量等，傳統(tǒng)干燥過程熱效率不高,，僅為 30%—60%,。

4,、工作環(huán)境不友好 傳統(tǒng)干燥工藝，往往勞動強度較大,，工作環(huán)境不夠友好,，會產生大量的廢氣( 尤其是有燃煤、燃油過程) ,，不環(huán)保,。

四、空氣能熱泵技術有以下主要優(yōu)點:

1,、節(jié)約能源

運行費用低 節(jié)約能源是高溫熱泵初應用的出發(fā)點,，也是主要的優(yōu)點。與原來的燃煤蒸氣烘干相比,，可節(jié)省 60%—70%的能耗成本,，且節(jié)約人工成本，運用費用低,。

2,、安全環(huán)保

熱泵烘干機組采用了電氣分離技術，具有很高的安全性,，生產過程的零污染排放使環(huán)境更綠色環(huán)保,。

3、干燥物品質好

熱泵烘干的溫和干燥方式,，接近自然干燥,，其表面水分的蒸發(fā)速度與內部水分向表面遷移速度比較接近。整個干燥系統(tǒng)處于密閉狀態(tài),，減少受熱變性及變色,，風味物質損失少，比傳統(tǒng)干燥設備更有效地保護干燥物的色,、香,、味、個體形態(tài)和有效成分,，所以成品品質好,，等級高,。

4,、結構簡單可靠

該干燥系統(tǒng)的冷卻設備和干燥設備是獨立模塊設計，兩部分用連接管連接,，進入連接管的空氣以制冷系統(tǒng)調節(jié)( 溫度,、流速和絕 對濕度) 后進入干燥室，這能保證各模塊元件靈活拆裝,，且干燥室的大小和配置也更簡單,、靈活,，設備成本容易控制。

5,、干燥房設計更合理

使成品率接近 100 % 熱泵干燥技術的烘干質量由熱泵烘干設備的技術工藝所決定,，但烘干房的設計也會相應影響著烘干設備的效率和烘干品質，該系統(tǒng)設備的干燥房設計合理,，使整個干燥房的溫度均勻穩(wěn)定,，均勻平衡脫水技術使成品率很高。

6,、自動控制溫度濕度

該設備使用時穩(wěn)定性較高,，根據被加工的農產品的類別事先 進行溫度和濕度的調控，應根據物料脫水情況及環(huán)境狀況實時調控工藝參數,，所以自動化控制尤其重要,，設備安裝有操作使用方便的可編程控制器、觸摸屏人機界面控制系統(tǒng),，能做到熱泵干燥過程中,，根據不同物料自動的將循環(huán)空氣的溫度、濕度及循環(huán)流量精 確,、有效的控制,。但對不同類型的物料干燥需要進行量身定制，很難做到混用,，使設備不能標準化,，使用范圍受到限制。

返回目錄