熱泵干燥技術(shù)在脫水疏菜類烘干上的應(yīng)用

 目前。從農(nóng)業(yè)、食品、化工、制陶業(yè)、醫(yī)藥、礦產(chǎn)加工到制漿造紙、木材加工和紡織業(yè)等，幾乎所有產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程都有干燥，干燥已成為生產(chǎn)過(guò)程中提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但干燥過(guò)程也是一個(gè)高能耗過(guò)程。在我國(guó)各種工業(yè)部門總能耗中，干燥能耗為4%(化學(xué)工業(yè))--35%(造紙工業(yè))。發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、日本等.有12%左右的工業(yè)能耗用于干燥。能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它直接影響到國(guó)家安全、可持續(xù)發(fā)展及社會(huì)穩(wěn)定。因此。開展低耗能、環(huán)境友好和保證產(chǎn)品數(shù)量和品質(zhì)的干燥新方法、新產(chǎn)品和新過(guò)程，對(duì)于能源匱乏的今天意義重大。

熱泵是以消耗少量高質(zhì)能(機(jī)械能、電能等)或高溫?zé)崮転榇鷥r(jià)，以收集空氣中低質(zhì)熱能的能量利用裝置，以冷凝器放出熱量來(lái)供熱的系統(tǒng)。熱泵干燥是一種溫和的、接近自然的干燥，適合于大部分農(nóng)產(chǎn)品、藥材等熱敏性物料。因此.在干燥技術(shù)領(lǐng)域中，應(yīng)用熱泵可有效利用能源、保護(hù)環(huán)境、減少溫室效應(yīng)和防止臭氧層破壞。中國(guó)GDP已經(jīng)連續(xù)以超過(guò)8%的增長(zhǎng)率高速增長(zhǎng)多年，但隨之而來(lái)的能源問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，隨著時(shí)代的發(fā)展和能源的日趨緊張，對(duì)于各行各業(yè)的增效、節(jié)能的要求也越來(lái)越高。熱泵是一項(xiàng)高效節(jié)能技術(shù)，應(yīng)用于干燥過(guò)程可以降低能耗，對(duì)于緩解我國(guó)能源緊張局面具有重要意義。

一、我國(guó)蔬菜干燥歷史和存在的問(wèn)題

目前脫水蔬菜生產(chǎn)大都采用傳統(tǒng)的干燥方法--烘房回龍火道加熱干燥方法，它存在著以下幾方面的問(wèn)題：

1、加熱溫度過(guò)高。傳統(tǒng)工藝干燥技術(shù)，加熱溫度不易控制。一般加熱溫度都在75-90℃左右，而脫水蔬菜干燥工藝要求干燥溫度不得超過(guò)65℃。

2、干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。采用傳統(tǒng)方法，每加工1t蔬菜至少需要24h以上，即使這樣偶爾也因干燥效果不好出現(xiàn)返工而重新加熱烘干現(xiàn)象。

3、能源消耗量大。傳統(tǒng)干燥工藝，熱效率均較低，約為30%-60%，在干燥過(guò)程中，干燥蒸發(fā)水分的熱量約占36%左右，廢氣損失約占58%左右，干物料帶走熱量及干燥器熱損失分別占2%和2%，熱效率僅為40%。

二、熱泵干燥技術(shù)在脫水蔬菜生產(chǎn)中的優(yōu)點(diǎn)

熱泵干燥技術(shù)由于獨(dú)具特性被廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)房、倉(cāng)庫(kù)、檔案館、圖書館等各行業(yè)，應(yīng)用到脫水蔬菜生產(chǎn)時(shí)其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：

1、加熱溫度低。熱泵干燥技術(shù)生產(chǎn)工藝可比傳統(tǒng)干燥工藝降低38-52℃左右，熱泵干燥工藝的加熱溫度約為37℃左右。

2、干燥時(shí)間短。熱泵干燥脫水蔬菜生產(chǎn)工藝，所需用的時(shí)間z*長(zhǎng)不會(huì)超過(guò)8h，一般從預(yù)熱到出產(chǎn)品4h即可完成。

3、品質(zhì)好。用熱泵干燥工藝生產(chǎn)的蔬菜，產(chǎn)品色澤較好，內(nèi)在品質(zhì)穩(wěn)定。

4、能源消耗低。由于此工藝?yán)每諝庋h(huán)，加熱溫度低，干燥時(shí)間短，容量大。所以熱泵干燥工藝耗能較少，是一種很好的節(jié)能產(chǎn)品。

三、熱泵干燥原理

常用熱泵干燥裝置采用對(duì)流式的干燥系統(tǒng)，來(lái)自熱泵的氣體對(duì)干燥裝置內(nèi)的原料進(jìn)行加熱干燥。如圖1所示。

 

 

四、熱泵干燥與傳統(tǒng)干燥工藝經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析

測(cè)試結(jié)果表明，熱泵干燥技術(shù)工藝的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均大幅度優(yōu)于傳統(tǒng)干燥工藝，主要體現(xiàn)在節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效等方面。

1、能耗對(duì)比

1)熱泵干燥工藝：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，加熱器加工1t鮮菜耗標(biāo)準(zhǔn)煤20kg，熱泵2.75kW，循環(huán)風(fēng)扇耗電0.2kW，按工作4h計(jì)算，其能耗11.8kW，標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)407g/(kW•h)，標(biāo)準(zhǔn)煤4.803kg。總耗能量為20kg+4.803kg=24.803kg(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

2)傳統(tǒng)干燥工藝：共耗用標(biāo)準(zhǔn)煤240kg，循環(huán)風(fēng)扇耗電2.4kW，折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)407g/(kW•h)，共折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.977kg。總耗能量為240+0.977=240.977kg(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

3)計(jì)算節(jié)能率：(1-24.803/240.977)×100%=90%。

2、質(zhì)量對(duì)比

熱泵干燥工藝，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，色澤好，無(wú)SO2等有露物殘留物質(zhì)。

3、干燥效率對(duì)比

采用熱泵干燥工藝產(chǎn)品，水分含量合格，無(wú)返工現(xiàn)象，且干燥時(shí)間較短。

五、綜合評(píng)價(jià)

熱泵干燥設(shè)備的投用，不僅節(jié)省了大量的能源，也大幅度提高了工作效率。熱泵干燥工藝用于蔬菜脫水生產(chǎn)，是技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的節(jié)能項(xiàng)目，這項(xiàng)新技術(shù)、新工藝從理論到實(shí)踐，都是非常成功的。