熱泵干燥技術在脫水疏菜類烘干上的應用

 目前。從農業、食品、化工、制陶業、醫藥、礦產加工到制漿造紙、木材加工和紡織業等，幾乎所有產業的生產過程都有干燥，干燥已成為生產過程中提高產品質量的一個關鍵環節，但干燥過程也是一個高能耗過程。在我國各種工業部門總能耗中，干燥能耗為4%(化學工業)--35%(造紙工業)。發達國家，如美國、法國、英國、日本等.有12%左右的工業能耗用于干燥。能源是國民經濟的重要物質基礎，它直接影響到國家安全、可持續發展及社會穩定。因此。開展低耗能、環境友好和保證產品數量和品質的干燥新方法、新產品和新過程，對于能源匱乏的今天意義重大。

熱泵是以消耗少量高質能(機械能、電能等)或高溫熱能為代價，以收集空氣中低質熱能的能量利用裝置，以冷凝器放出熱量來供熱的系統。熱泵干燥是一種溫和的、接近自然的干燥，適合于大部分農產品、藥材等熱敏性物料。因此.在干燥技術領域中，應用熱泵可有效利用能源、保護環境、減少溫室效應和防止臭氧層破壞。中國GDP已經連續以超過8%的增長率高速增長多年，但隨之而來的能源問題也越來越嚴重，隨著時代的發展和能源的日趨緊張，對于各行各業的增效、節能的要求也越來越高。熱泵是一項高效節能技術，應用于干燥過程可以降低能耗，對于緩解我國能源緊張局面具有重要意義。

一、我國蔬菜干燥歷史和存在的問題

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

1、加熱溫度過高。傳統工藝干燥技術，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65℃。

2、干燥時間過長。采用傳統方法，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返工而重新加熱烘干現象。

3、能源消耗量大。傳統干燥工藝，熱效率均較低，約為30%-60%，在干燥過程中，干燥蒸發水分的熱量約占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、熱泵干燥技術在脫水蔬菜生產中的優點

熱泵干燥技術由于獨具特性被廣泛應用到計算機房、倉庫、檔案館、圖書館等各行業，應用到脫水蔬菜生產時其優點表現為：

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

2、干燥時間短。熱泵干燥脫水蔬菜生產工藝，所需用的時間z*長不會超過8h，一般從預熱到出產品4h即可完成。

3、品質好。用熱泵干燥工藝生產的蔬菜，產品色澤較好，內在品質穩定。

4、能源消耗低。由于此工藝利用空氣循環，加熱溫度低，干燥時間短，容量大。所以熱泵干燥工藝耗能較少，是一種很好的節能產品。

三、熱泵干燥原理

常用熱泵干燥裝置采用對流式的干燥系統，來自熱泵的氣體對干燥裝置內的原料進行加熱干燥。如圖1所示。

 

 

四、熱泵干燥與傳統干燥工藝經濟技術指標分析

測試結果表明，熱泵干燥技術工藝的各項經濟技術指標均大幅度優于傳統干燥工藝，主要體現在節能、優質、高效等方面。

1、能耗對比

1)熱泵干燥工藝：根據測試結果，加熱器加工1t鮮菜耗標準煤20kg，熱泵2.75kW，循環風扇耗電0.2kW，按工作4h計算，其能耗11.8kW，標準煤折算系數407g/(kW•h)，標準煤4.803kg。總耗能量為20kg+4.803kg=24.803kg(標準煤)。

2)傳統干燥工藝：共耗用標準煤240kg，循環風扇耗電2.4kW，折算標準煤系數407g/(kW•h)，共折合標準煤0.977kg。總耗能量為240+0.977=240.977kg(標準煤)。

3)計算節能率：(1-24.803/240.977)×100%=90%。

2、質量對比

熱泵干燥工藝，產品質量穩定，色澤好，無SO2等有露物殘留物質。

3、干燥效率對比

采用熱泵干燥工藝產品，水分含量合格，無返工現象，且干燥時間較短。

五、綜合評價

熱泵干燥設備的投用，不僅節省了大量的能源，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，是技術上可行，經濟上合理的節能項目，這項新技術、新工藝從理論到實踐，都是非常成功的。