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在研制中分析熱泵式低溫干燥設(shè)備裝置
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熱泵式低溫干燥設(shè)備也屬于眾多干燥設(shè)備中的一種，它的設(shè)備與其它干燥設(shè)備有所不同，這也是因?yàn)樗玫母稍镌聿煌嘘P(guān)系，但是它的作用是其它干燥設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)的，它的優(yōu)勢(shì)是其它干燥設(shè)備無法比擬的，下面就是針對(duì)對(duì)熱泵式低溫干燥設(shè)備裝置的研制分析，可以讓我們?nèi)娴牧私鉄岜檬降蜏馗稍餀C(jī)的特點(diǎn)以及功能。
熱泵式低溫干燥設(shè)備是一種利用低品位熱源，實(shí)現(xiàn)將熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩幢盟偷难h(huán)系統(tǒng)。是回收利用低溫位熱能的有效裝置，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的雙重作用。
熱泵式低溫干燥設(shè)備的原理與特點(diǎn)隨著對(duì)生物物料加工質(zhì)量要求的提高，藥物制劑（如丸劑）、生物活性制品（如血液制品）、菇菌制品（如香菇）及其它農(nóng)副產(chǎn)品的低溫加工（≤60℃）是基本發(fā)展趨勢(shì)[1]。干燥是生物物料加工的基本環(huán)節(jié)，應(yīng)用低溫干燥設(shè)備能較好地保持其色、香、味及營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)構(gòu)，對(duì)保證生物物料的加工質(zhì)量具有重要意義。
目前常用的低溫干燥方式中，冷凍干燥、微波干燥成本高，真空干燥溫度不易做到太低，自然陰干直接受天氣影響，利用吸濕劑（分子篩、硅膠等）制取冷干空氣的方法易污染生物物料。因此研制物料干燥質(zhì)量好（介于冷凍干燥和熱風(fēng)干燥之間）、初投資適中、運(yùn)行費(fèi)用低、干燥時(shí)間短的新型低溫干燥設(shè)備，對(duì)于發(fā)展生物物料低溫加工具有積極的作用。熱泵式低溫干燥設(shè)備基本可滿足上述要求[2]。
熱泵與干燥設(shè)備組合，可回收干燥設(shè)備的排風(fēng)熱量（包括空氣的顯熱和水蒸汽的潛熱），制取低溫（20℃至60℃）的干燥空氣，并可改進(jìn)物料的干燥工藝，實(shí)現(xiàn)干燥系統(tǒng)的集成、高效、綠色。以熱泵式流化床干燥設(shè)備為例，其原理如圖1。設(shè)備的工作過程為：熱泵產(chǎn)生的20℃～60℃左右的低溫干燥空氣，在循環(huán)風(fēng)機(jī)推動(dòng)下進(jìn)入流化床。
在流化床中，低溫干燥空氣與待干物料進(jìn)行熱濕交換，吸收物料中的水分，變?yōu)槌睗窭淇諝猓M(jìn)入熱泵蒸發(fā)器。在熱泵蒸發(fā)器中，潮濕冷空氣進(jìn)一步被冷卻至露點(diǎn)溫度以下，凝結(jié)出其中的水分，變?yōu)楦稍锢淇諝�，進(jìn)入熱泵冷凝器。在熱泵冷凝器中，干燥冷空氣又被加熱為20℃～60℃左右的低溫干燥空氣，通過循環(huán)風(fēng)機(jī)提高壓力后又進(jìn)入流化床，開始下一個(gè)循環(huán)。如此循環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)干燥。
由上可見，熱泵式低溫干燥設(shè)備有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)：能耗低。加熱冷空氣所用的熱量主要來自熱泵蒸發(fā)器吸收流化床排風(fēng)的余熱，熱泵壓縮機(jī)消耗功率很小，僅為干燥設(shè)備加熱空氣能量的1/3～1/10，設(shè)備具有較高的能效，運(yùn)行費(fèi)用可大幅度降低。
低溫干燥空氣的吸濕容量大。在熱泵蒸發(fā)器中用冷凍凝結(jié)方法去除空氣中的水分，出熱泵蒸發(fā)器時(shí)干燥冷空氣中的含濕量已很�。�0℃時(shí)，約為4g水蒸氣/kg干空氣），加熱到20℃～60℃即可得到具有一定吸濕能力的低溫空氣(加熱到40℃時(shí)，吸濕能力約為45g水蒸汽/kg干空氣；而直接加熱環(huán)境空氣用來干燥物料時(shí)，設(shè)環(huán)境溫度為20℃，相對(duì)濕度80%時(shí)，加熱到40℃吸濕能力約為35g水蒸汽/kg干空氣)。物料所要求的干燥溫度越低，采用熱泵除濕－加熱方式提供低溫干燥空氣的優(yōu)勢(shì)就越突出。尤其當(dāng)物料所要求的干燥溫、濕度低于當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度的溫、濕度時(shí)(夏季濕熱天氣時(shí))，直接采用環(huán)境空氣加熱方式就不再可行。
物料的干燥質(zhì)量好。物料有效成分、營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性成分等的降解反應(yīng)一般與溫度成指數(shù)關(guān)系，對(duì)熱敏性物料實(shí)現(xiàn)低溫干燥是確保物料干燥質(zhì)量的重要手段，這對(duì)于干燥時(shí)間長(zhǎng)、干燥負(fù)荷相對(duì)較小的降速干燥階段具有特別重要的意義[3,4]。此外，熱泵式流化床干燥設(shè)備是采用干燥介質(zhì)（如空氣等）的密閉循環(huán)方式，可減少空氣凈化設(shè)備的負(fù)荷，必要時(shí)還可采用惰性氣體（如氮?dú)獾龋┳鳛楦稍锝橘|(zhì)、以及采用真空操作等方法減少物料在干燥過程中的氧化，降低茶葉、香料等物料在干燥過程中的香氣損失，因此，熱泵式流化床干燥設(shè)備對(duì)熱敏性物料、含易氧化成分的物料、含易揮發(fā)成分的物料尤為適宜。
熱泵式低溫干燥設(shè)備的研制方法熱泵式低溫干燥設(shè)備研制的目的主要有兩個(gè)：降低運(yùn)行費(fèi)用與提高干燥質(zhì)量。根據(jù)干燥時(shí)物料中水分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的不同，熱泵式低溫干燥設(shè)備可分為兩大類，設(shè)備結(jié)構(gòu)和研制內(nèi)容也不同。
逆向型熱泵式干燥設(shè)備的研制這類熱泵干燥設(shè)備多系熱泵與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的干燥設(shè)備(如流化床、噴霧、轉(zhuǎn)筒、烘房、帶式干燥設(shè)備等)相結(jié)合，干燥過程中物料中水分的運(yùn)動(dòng)方向與熱量傳遞方向相反。這類熱泵干燥設(shè)備干燥熱敏性物料時(shí)，在恒速干燥段干燥設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度可能較高，但物料溫度維持較低（低于60℃）[5]；在降速干燥段干燥設(shè)備進(jìn)風(fēng)為低于60℃的低溫干燥空氣。其研制關(guān)鍵是通過熱泵與干燥設(shè)備的集成技術(shù)來強(qiáng)化干燥過程、提高熱泵效率、降低熱泵成本，以及熱泵的變工況適應(yīng)技術(shù)（恒速干燥段提供中高溫干燥空氣，降速干燥段提供低溫干燥空氣），使整個(gè)干燥過程中熱泵均可高效提供所需溫度的干燥空氣，確保物料的低溫干燥。
其它 當(dāng)前熱泵加熱空氣所提供的空氣溫度一般低于100℃，當(dāng)恒速干燥階段需要更高溫度的熱空氣時(shí)（如噴霧干燥等設(shè)備中），則需采用新的高溫?zé)岜眉夹g(shù)[7]。對(duì)中小型蒸汽壓縮式熱泵，可選方案有以電為能源的近卡諾循環(huán)技術(shù)、無油潤(rùn)滑技術(shù)、濕壓縮技術(shù)，以燃?xì)狻⒂蜑槟茉吹娜細(xì)饣蛉加蛣?dòng)力式熱泵技術(shù)；對(duì)大型設(shè)備，可考慮以油、氣、煤為能源的吸收式高溫?zé)岜眉夹g(shù)。
正向型熱泵式干燥設(shè)備的研制這類干燥設(shè)備干燥物料時(shí)，物料中水分的運(yùn)動(dòng)方向與熱流方向相同或靠真空形成水分運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力。熱泵與這類干燥設(shè)備(如微波、紅外、真空干燥設(shè)備等)相結(jié)合，目的是在保證物料干燥質(zhì)量的前提下，降低干燥能耗，強(qiáng)化干燥過程，縮短干燥時(shí)間，彌補(bǔ)單純干燥設(shè)備的不足，其研制關(guān)鍵是熱泵的除濕加熱功能與干燥設(shè)備的加熱驅(qū)濕功能的有效綜合。
溫度 為保證熱敏性物料的干燥質(zhì)量，干燥溫度一般不高，干燥條件相對(duì)較溫和，所需熱泵的相關(guān)技術(shù)及部件較成熟，熱泵循環(huán)工質(zhì)的可選范圍大，如R134a、R227ea、R142b、R600及其混合物等可較好地滿足這一溫度區(qū)間各類熱泵干燥設(shè)備的要求[6]。
熱泵式微波及紅外干燥設(shè)備 微波及紅外干燥均有透入物料表面對(duì)物料進(jìn)行三維加熱，形成溫度內(nèi)高外低的正向溫度場(chǎng)（與水分排出物料的運(yùn)動(dòng)方向一致）的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)在較低溫度下對(duì)物料的高質(zhì)量干燥，但物料表面處富集水蒸汽的排除、干燥成本、大型化（尤其對(duì)微波干燥）是制約其應(yīng)用的不利因素。熱泵的引入可較好地克服上述不足，利用熱泵制取的低溫干燥空氣即可保證物料的干燥質(zhì)量，又可快速帶走物料表面的水分，使微波或紅外能量主要用于驅(qū)動(dòng)水分由內(nèi)向外的運(yùn)動(dòng)，水分的汽化與移走則熱泵完成，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)型的集成，使熱泵式微波或紅外干燥設(shè)備具有物料干燥質(zhì)量好、時(shí)間短、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)大型化等綜合優(yōu)勢(shì)。
熱泵式真空干燥設(shè)備 熱泵式真空干燥設(shè)備可通過采用類似冷凍干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)。利用熱泵蒸發(fā)器作為冷阱，使物料中排出的水分在熱泵蒸發(fā)器中凝結(jié)析出，可大幅度降低真空設(shè)備的負(fù)荷（真空設(shè)備僅用于排除不凝氣體）；利用熱泵冷凝器加熱物料，提供物料中水分蒸發(fā)排出所需的熱量。與電加熱式真空干燥設(shè)備相比，熱泵式真空干燥設(shè)備用能（運(yùn)行費(fèi)用）僅為1/5。
熱泵式低溫干燥設(shè)備的應(yīng)用分析應(yīng)用機(jī)會(huì)：熱泵與微波、紅外、真空等低溫干燥設(shè)備相結(jié)合，可大幅度降低其干燥成本，可使諸多附加值相對(duì)低的物料也可采用低溫干燥來提高干燥質(zhì)量，拓展了可適用的物料范圍，即將其適用物料范圍向低附加值物料拓展了一大塊。熱泵與流化床等中高溫干燥設(shè)備相結(jié)合，可在相對(duì)低的溫度下實(shí)現(xiàn)較高的吸濕能力和干燥強(qiáng)度，從而可對(duì)原來不適宜的熱敏性物料進(jìn)行干燥，也拓展了可適用的物料范圍，即將其適用物料范圍向熱敏性物料拓展了一大塊。熱泵與各類干燥設(shè)備的成功集成，可使干燥過程的能耗大幅度降低，提高了干燥產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[8]。
市場(chǎng)定位：綜上，熱泵式低溫干燥設(shè)備與冷凍干燥設(shè)備、中高溫?zé)崃Ω稍镌O(shè)備相比，其物料的干燥質(zhì)量與初投資均介于二者之間，而干燥運(yùn)行費(fèi)用則較低，可作為不能耐受高溫但又不必冷凍干燥的一大類物料的理想干燥設(shè)備。
技術(shù)關(guān)鍵：熱泵式低溫干燥設(shè)備應(yīng)用與推廣的技術(shù)關(guān)鍵是低溫干燥空氣與物料間的熱質(zhì)傳遞過程的強(qiáng)化，熱泵式低溫干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，熱泵式低溫干燥設(shè)備的工況調(diào)控，熱泵式低溫干燥設(shè)備的功能集成等。
熱泵式低溫干燥設(shè)備為熱敏性物料提供了較理想的干燥方法，但是應(yīng)用與推廣還存在問題，主要因素是初投資與可靠性。熱泵式低溫干燥設(shè)備物料適應(yīng)性好、能耗低、技術(shù)易掌握、物料干燥質(zhì)量上好的高水平熱泵式低溫干燥設(shè)備，在未來一定會(huì)很普遍的被人們所應(yīng)用，剛好的造福于社會(huì)。把谷物的閃蒸干燥機(jī)在兩電他熱空氣的作用從稻殼燃燒器進(jìn)入混流干燥層通過熱糧食�？諝饬鲃�(dòng)帶來的濕氣，麥片。然后廢氣排出機(jī)外的排氣扇吸。當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，干燥過程是在機(jī)器停止工作�！ 」任镩W蒸干燥機(jī)特點(diǎn) 1、適用于水稻、小麥、玉米、大豆、油菜等種子的多功能設(shè)計(jì)，閃蒸干燥機(jī)采用間接加熱，^，可清立式沸騰干燥機(jī)短的干燥時(shí)間提供了一個(gè)垂直的容器與溫和加熱一起攪拌。此槽的容積可以變化為50升10000升，干燥器需要較少的空間與攪拌干燥的其它系統(tǒng)相比。根據(jù)不同的應(yīng)用中，容器可以由合適的材料制成。沸騰干燥器的另一優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)廣泛的起始原料，可混合以獲得具有所需特性的^終產(chǎn)物（濕沉淀粘稠物質(zhì)漿料的成顆粒 超細(xì)粉碎機(jī)是一種細(xì)粉及超細(xì)粉的粉碎加工設(shè)備，此設(shè)備主要適用于中、低硬度，濕度小于6%，莫氏硬度在9級(jí)以下的非易燃易爆的非金屬物料。它比球磨機(jī)效率高、電耗低、占地面積小，一次性投資小。磨輥在離心力的作用下緊緊地碾壓在磨環(huán)上，因此當(dāng)磨輥、磨環(huán)磨損到一定厚度時(shí)不影響成 作為椰子粉的專業(yè)干燥設(shè)備，沸騰干燥機(jī)的主干燥室采用多筒結(jié)構(gòu)。原料首先到達(dá)頂層，在循環(huán)熱風(fēng)攪拌后，除去原料水分，二次干燥后水分降至2％-3％，干燥后的椰子粉按粒徑進(jìn)行篩分。 椰子粉沸騰干燥機(jī)的特點(diǎn) 1.椰子粉將徹底干燥 &e NLG內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)是在傳統(tǒng)的流化床干燥和一個(gè)新的干燥技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的間接加熱干燥，熱交換器浸沒在流化干燥的材料，以及用于從所述熱交換器脫水熱和熱空氣與流動(dòng)的材料提供，可以是材料的更小的空氣體積流量，以滿足干燥的要求。由于大部分的熱量是通過內(nèi)置的熱交換器設(shè)置，熱空氣
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