热泵干燥技术在蔬菜脱水类烘干上的应用

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热泵干燥作为一种高效节能产品,与传统干燥相比,节能效果显著,干燥物料的干燥品质保持得更好,机组采用热回收技术,综合能效高达5.0。尤其适用于干燥敏感性及挥发性产品,提高了物料的品质。同时整个热泵干燥过程采用智能控制技术,内置多种干燥工艺曲线,大量节省了人力成本,省时,省工。目前,农业、食品、化工、制陶业、医药、矿产加工到制浆造纸、木材加工和纺织业等,几乎所有产业的生产过程都有干燥,干燥已成为生产过程中提高产品质量的一个关键环节,但干燥过程也是一个高能耗过程。在我国各种工业部门总能耗中,干燥能耗为4%(化学工业)--35%(造纸工业)。发达国家,如美国、法国、英国、日本等.有12%左右的工业能耗用于干燥。热泵干燥是一种温和的、接近自然的干燥,适合于大部分农产品、药材等热敏性物料。因此.在干燥技术领域中,应用热泵可有效利用能源、保护环境、减少温室效应和防止臭氧层破坏。

热泵是以消耗少量高质能(机械能、电能等)或高温热能为代价,以收集空气中低质热能的能量利用装置,以冷凝器放出热量来供热的系统。中国GDP已经连续以超过8%的增长率高速增长多年,但随之而来的能源问题也越来越严重,随着时代的发展和能源的日趋紧张,对于各行各业的增效、节能的要求也越来越高。热泵是一项高效节能技术,应用于干燥过程可以降低能耗,对于缓解我国能源紧张局面具有重要意义。

一、我国蔬菜干燥历史和存在的问题

目前脱水蔬菜生产大都采用传统的干燥方法--烘房回龙火道加热干燥方法,它存在着以下几方面的问题:

1、加热温度过高。传统工艺干燥技术,加热温度不易控制。一般加热温度都在75-90℃左右,而脱水蔬菜干燥工艺要求干燥温度不得超过65℃。

2、干燥时间过长。采用传统方法,每加工1t蔬菜至少需要24h以上,即使这样偶尔也因干燥效果不好出现返工而重新加热烘干现象。

3、能源消耗量大。传统干燥工艺,热效率均较低,约为30%-60%,在干燥过程中,干燥蒸发水分的热量约占36%左右,废气损失约占58%左右,干物料带走热量及干燥器热损失分别占2%和2%,热效率仅为40%。

二、热泵干燥技术在脱水蔬菜生产中的优点

热泵干燥技术由于独具特性被广泛应用到计算机房、仓库、档案馆、图书馆等各行业,应用到脱水蔬菜生产时其优点表现为:

1、加热温度低。热泵干燥技术生产工艺可比传统干燥工艺降低38-52℃左右,热泵干燥工艺的加热温度约为37℃左右。

2、干燥时间短。热泵干燥脱水蔬菜生产工艺,所需用的时间最长不会超过8h,一般从预热到出产品4h即可完成。

3、品质好。用热泵干燥工艺生产的蔬菜,产品色泽较好,内在品质稳定。

4、能源消耗低。由于此工艺利用空气循环,加热温度低,干燥时间短,容量大。所以热泵干燥工艺耗能较少,是一种很好的节能产品。

三、热泵干燥原理

常用热泵干燥装置采用对流式的干燥系统,来自热泵的气体对干燥装置内的原料进行加热干燥。热泵干燥原理

如图1所示。

图1

图1

四、热泵干燥与传统干燥工艺经济技术指标分析

测试结果表明,热泵干燥技术工艺的各项经济技术指标均大幅度优于传统干燥工艺,主要体现在节能、优质、高效等方面。

1、能耗对比

1)热泵干燥工艺:根据测试结果,加热器(即热泵主机)加工1t鲜菜耗标准煤20kg,热泵2.75kW,循环风扇耗电0.2kW,按工作4h计算,其能耗11.8kW,标准煤折算系数407g/(kW·h),标准煤4.803kg。总耗能量为20kg+4.803kg=24.803kg(标准煤)。

2)传统干燥工艺:共耗用标准煤240kg,循环风扇耗电2.4kW,折算标准煤系数407g/(kW·h),共折合标准煤0.977kg。总耗能量为240+0.977=240.977kg(标准煤)。

3)计算节能率:(1-24.803/240.977)×100%=90%。

2、质量对比。热泵干燥工艺,产品质量稳定,色泽好,无SO2等有露物残留物质。

3、干燥效率对比。采用热泵干燥工艺产品,水分含量合格,无返工现象,且干燥时间较短。

五、综合评价

热泵干燥设备的投用,不仅节省了大量的能源,也大幅度提高了工作效率。热泵干燥工艺用于蔬菜脱水生产,是技术上可行,经济上合理的节能项目,这项新技术、新工艺从理论到实践,都是非常成功的。

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