詳情介紹

干燥技術(shù)的特點(diǎn)

（1）節(jié)約能源

節(jié)約能源是熱泵初應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)，也是主要的優(yōu)點(diǎn)。熱泵低溫(15～45℃)干燥木材時(shí)可節(jié)約能耗40％～70％。干燥大米的適宜溫度為35～50℃。溫度雖低，但是需要大量的熱。傳統(tǒng)干燥器的效率只有3％～5％，而用熱泵干燥效率將明顯提高。布匹對(duì)干燥溫度有嚴(yán)格的要求，熱泵干燥機(jī)組不但能滿(mǎn)足此要求，而且比傳統(tǒng)的熱泵干燥機(jī)組節(jié)能50％左右。熱泵干燥技術(shù)應(yīng)用在蔬菜脫水中節(jié)能高達(dá)90％。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究人員也證實(shí)了熱泵干燥機(jī)組的節(jié)能特性。

（2）干燥產(chǎn)品品質(zhì)好

熱泵干燥是一種溫和的干燥方式，接近自然干燥。表面水分的蒸發(fā)速度與內(nèi)部水分向表面遷移速度比較接近，使被干燥物品的品質(zhì)好、色澤好、產(chǎn)品等級(jí)高。用普通的干燥方法得到的芳香類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)保留少、耐熱性差的維生素保留低、顏色變化較大。例如：用滾筒干燥機(jī)得到生姜的生姜素保持率僅為20％，而用熱泵干燥得到的生姜素保持率高達(dá)26％。Van Blarcom和Mason的試驗(yàn)表明，即使在50℃下，采用熱泵干燥的澳大利亞堅(jiān)果也不會(huì)出現(xiàn)上面所說(shuō)的褐變現(xiàn)象，能較好地保持堅(jiān)果原有的色澤、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分。

（3）干燥參數(shù)易于控制且可調(diào)范圍寬

熱泵干燥過(guò)程中，循環(huán)空氣的溫度、濕度及循環(huán)流量可得到、有效的控制，且溫度調(diào)節(jié)范圍為-20 ～100℃(加輔助加熱裝置)，相對(duì)濕度調(diào)節(jié)范圍為15％～80％，適合于熱敏性物料的干燥。

（4）環(huán)境友好

物料干燥不僅要求提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約能耗，同時(shí)必須對(duì)環(huán)境友好�；�于相同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，熱泵對(duì)全球變暖的影響與電釋放的CO2 相比是很小的。對(duì)環(huán)境的友好是熱泵干燥的優(yōu)點(diǎn)。目前，國(guó)外提倡應(yīng)用熱泵來(lái)減少CO2的排放，它必將得到進(jìn)一步應(yīng)用。

1.2 熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

（1） 煙草烘干

針對(duì)我國(guó)煙葉烘烤質(zhì)量及目前國(guó)內(nèi)節(jié)能烘烤設(shè)施缺陷等問(wèn)題，由東莞市永淦節(jié)能科技有限公司科研小組歷近十年，研制了高溫?zé)岜脽煵萑�自�?dòng)烘干系統(tǒng)，已在煙草、食用菌、農(nóng)作物烘烤領(lǐng)域已經(jīng)獲得規(guī)�；�的生產(chǎn)應(yīng)用。該設(shè)備首次應(yīng)用已獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利的熱泵加熱和冷凝除濕技術(shù)，經(jīng)檢測(cè)設(shè)備熱效比達(dá)1∶3～5，安全、環(huán)保；率先使用已獲國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利的煙葉烘烤監(jiān)控儀，采用數(shù)字式溫度傳感器，精度達(dá)0.1℃，內(nèi)置多種烘烤“專(zhuān)家系統(tǒng)”，并具備在線(xiàn)調(diào)節(jié)功能，可實(shí)現(xiàn)不同生態(tài)條件下煙葉烘烤的溫濕度自動(dòng)控制。

本項(xiàng)目自1998年開(kāi)始，從更深層次研究了影響煙葉烘烤過(guò)程主要的生理生化變化規(guī)律及其與烘烤環(huán)境條件的關(guān)系，揭示了煙葉烘烤質(zhì)量形成的本質(zhì)；研究開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)國(guó)情的烤煙適度規(guī)模種植的熱泵供熱，冷凝排濕的密集烤房及其自控設(shè)備，其熱效比達(dá)到5左右，烘烤性能穩(wěn)定，能有效準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)烘烤工藝要求的各項(xiàng)指標(biāo)，確保煙葉內(nèi)在和外觀品質(zhì)，烤干1kg干煙葉耗電量?jī)H有1kW·h。而且，烘烤過(guò)程污染達(dá)到零排放，能夠一機(jī)多用，隨著我國(guó)電力供應(yīng)逐漸達(dá)到富裕程度，該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2） 木材的干燥

木材干燥是較成功的應(yīng)用熱泵干燥技術(shù)的領(lǐng)域之一。雖然用熱泵技術(shù)干燥木材較常規(guī)氣流干燥耗時(shí)多，但顯著的節(jié)能效果和較高的木材利用率使熱泵干燥法成為木材干燥加工的主要手段之一，特別適用于那些商業(yè)價(jià)值高、干燥難度大的“難干木材”。近年來(lái)，北京林業(yè)大學(xué)一直致力于木材熱泵干燥的理論研究(1992，張璧光；1996，張璧光)，積累了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而在實(shí)際運(yùn)行中節(jié)能效果和干燥效果均較理想。

（3） 谷物的干燥

谷物干燥是熱泵干燥技術(shù)的主要研究及應(yīng)用領(lǐng)域之一。美國(guó)于1950年就試驗(yàn)采用空氣／空氣熱泵干燥谷物。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，電熱式干燥谷物的除水率約為1．1kg／kW·h，而熱泵法干燥谷物的除水率約為1．8kg／kW·h，后者比前者能量消耗約少40％。目前，英國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的熱泵干燥技術(shù)已在谷物干燥加T生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。

（4） 茶葉的干燥

采用水／水熱泵烘干茶葉，每噸茶葉大約消耗能源1250kW·h(相當(dāng)于0．45t標(biāo)準(zhǔn)燃料)；而煙氣或熱空氣烘干茶葉，每噸茶葉大約消耗1833 kW·h(相當(dāng)于0．66t標(biāo)準(zhǔn)燃料)，大約節(jié)約32％的能源。同時(shí)可以控制的溫度狀態(tài)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，防止了茶葉過(guò)度干燥。采用熱泵干燥技術(shù)，可溶性鞣酸的損失可減少1 1％～13％。

（5） 種子的干燥

熱泵干燥技術(shù)的低溫干燥特性比較適合于種子干燥，相關(guān)研究人員用熱泵干燥機(jī)分別對(duì)玉米、大豆、稻谷、白菜種子進(jìn)行了干燥試驗(yàn)研究。

天津大學(xué)的馬一太教授通過(guò)熱泵干燥種子的實(shí)驗(yàn)” 研究證實(shí)了熱泵干燥是一種良好的種子干燥方法，能夠保證種子的干燥品質(zhì)，提高干燥溫度，減小干燥空氣相對(duì)濕度，降低初含水率，縮短干燥時(shí)間。在干燥空氣流速較低的情況下，干燥空氣流速對(duì)干燥速率影響很小。種子的發(fā)芽率和健芽率受干燥溫度影響，建議白菜種子的干燥溫度不宜超過(guò)40℃。在條件允許的情況下，熱干燥可采用雙干燥室和較低溫度進(jìn)行間歇干燥，從而提高種子的干燥質(zhì)量。

（6） 食品的干燥

把熱泵干燥技術(shù)應(yīng)用于食品物料的干燥愈來(lái)愈得到人們的關(guān)注。一方面是過(guò)去對(duì)食品等熱敏感性物料的干燥一般采取冷凍干燥，但干燥成本太高；另一方面是熱泵干燥的干燥條件溫和，干燥參數(shù)易于控制，能夠得到與冷凍干燥品質(zhì)相近的產(chǎn)品熱泵干燥食品物料時(shí)其干燥溫度能在-20 ～60℃范同內(nèi)調(diào)節(jié)，采用恰當(dāng)?shù)目刂品椒�，熱泵干燥系統(tǒng)可在常壓下實(shí)現(xiàn)冷凍干燥。Chua et a1．(2000)應(yīng)用他們自己設(shè)計(jì)的二級(jí)蒸發(fā)熱泵干燥系統(tǒng)，根據(jù)不同的農(nóng)產(chǎn)品，設(shè)定了不同的干燥介質(zhì)溫度，得到的產(chǎn)品質(zhì)量好，而且在整個(gè)干燥過(guò)程中顏色和維生素C的損失分別下降87％和20％。