熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用
一、熱泵烘干的工作原理
熱泵是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用少量的電能驅(qū)動熱泵，通過熱泵裝置中的構(gòu)成部分—蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥或節(jié)流閥，促使工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)( 吸收外界空氣中熱量，或回收干燥過程中排氣余熱) —壓縮—冷凝—節(jié)流—蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，使空氣環(huán)境中的能量搬運至烘箱( 房) 內(nèi)，烘箱內(nèi)熱空氣經(jīng)過反復(fù)循環(huán)升溫，吸收物料中水分，自身降溫加濕，經(jīng)熱風(fēng)排濕或冷凝除水過程把物料中水分排除帶走，終實現(xiàn)物料連續(xù)干燥。
熱泵烘干過程中，若消耗了一份的能量( 電能) ，它同時從環(huán)境空氣中吸收轉(zhuǎn)移三份的能量( 熱量) 到干燥介質(zhì)中，相對于電熱烘干機而言，就節(jié)約了三分之二的電能，熱泵憑其高 效節(jié)能的大特點成了備受關(guān)注的新型綠色能源產(chǎn)業(yè)。
二、熱泵烘干設(shè)備的應(yīng)用
中國農(nóng)作物種類豐富，特色產(chǎn)品如荔枝、龍眼
、香蕉、木瓜
、薯類
、煙葉
、茶葉
、中藥材等產(chǎn)量大
，常常需要再加工，現(xiàn)有加工企業(yè)多是中小規(guī)模的廠家
，目前多是采用蒸氣或電熱風(fēng)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品干燥
，熱泵烘干技術(shù)只是開始在中小農(nóng)產(chǎn)品加工廠家嘗試使用。
物料烘干是一個巨大耗能過程，大多數(shù)發(fā)達(dá)國 家用于烘干的能耗占全國能耗的 7%—15%
，熱效率僅為 25%—60%
，空氣能熱泵烘干作為能將降低能源消耗和提高烘干產(chǎn)品質(zhì)量兩者完 美統(tǒng)一起來的技術(shù)將給烘干(干燥) 行業(yè)帶來重大的技術(shù)革命
。大部分烘干脫水的農(nóng)產(chǎn)品要求是既不能炭化和糖化，更不能使物料內(nèi)部的各種有益元素流失
，通常烘干溫度 55℃就是一個臨界點
，而熱泵烘干設(shè)備能有效的控制這個關(guān)鍵點。
農(nóng)作物種類豐富，產(chǎn)量大，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，每年因為不能及時加工而損失的農(nóng)產(chǎn)品的量很大。熱泵烘干設(shè)備的成功運用將對的蔬果、農(nóng)產(chǎn)品加工提供更好的選擇。熱泵干燥設(shè)備的適用范圍非常廣，不僅適用于常規(guī)的農(nóng)產(chǎn)品加工，還可用于海產(chǎn)品、蔬菜脫水、肉制品、糧食谷物、布料、衣物、藥品、中藥材
、紙品、木材甚至肥料
、污泥
、石膏、五金產(chǎn)品
、冶金產(chǎn)品
、礦山副產(chǎn)品
、化工產(chǎn)品
、粉煤
、煤泥、褐煤等的烘干
。其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效應(yīng)巨大
。目前
，熱泵干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)是在控制成本的情況下實現(xiàn)對不同物料優(yōu)操作條件下改進(jìn)干燥器
，著力改進(jìn)對原料的適應(yīng)性以實現(xiàn)大型化和高經(jīng)濟(jì)性
。
三、傳統(tǒng)干燥方法存在的具體問題
蒸氣烘干或電熱風(fēng)干燥等傳統(tǒng)烘干生產(chǎn)工藝存在以下幾方面的主要問題:
1、加熱溫度過高 傳統(tǒng)工藝干燥技術(shù)，加熱溫度不易控制
，加熱溫度不易均勻，往往使干燥溫度較高
。
2、干燥時間過長，產(chǎn)品的品質(zhì)不高 傳統(tǒng)的加熱干燥是依靠熱力通過傳導(dǎo)
、熱對流和熱輻射等途徑對物料加熱，這種由表及里的干燥過程延長了農(nóng)產(chǎn)品的干燥時間
，容易導(dǎo)致食品營養(yǎng)成分損失
，并破壞了食品原有的自然口感，使產(chǎn)品的等級不高
。
3、能耗大 由于廢氣損失熱量所占比例較高，加上干物料帶走熱量等
，傳統(tǒng)干燥過程熱效率不高
，僅為 30%—60%。
4 、工作環(huán)境不友好 傳統(tǒng)干燥工藝
，往往勞動強度較大，工作環(huán)境不夠友好
，會產(chǎn)生大量的廢氣( 尤其是有燃煤
、燃油過程) ，不環(huán)保
。
四、空氣能熱泵技術(shù)有以下主要優(yōu)點:
1、節(jié)約能源
運行費用低 節(jié)約能源是高溫?zé)岜贸鯌?yīng)用的出發(fā)點，也是主要的優(yōu)點
。與原來的燃煤蒸氣烘干相比
，可節(jié)省 60%—70%的能耗成本，且節(jié)約人工成本
，運用費用低
。
2、安全環(huán)保
熱泵烘干機組采用了電氣分離技術(shù)，具有很高的安全性
，生產(chǎn)過程的零污染排放使環(huán)境更綠色環(huán)保
。
3、干燥物品質(zhì)好
熱泵烘干的溫和干燥方式，接近自然干燥，其表面水分的蒸發(fā)速度與內(nèi)部水分向表面遷移速度比較接近
。整個干燥系統(tǒng)處于密閉狀態(tài)，減少受熱變性及變色
，風(fēng)味物質(zhì)損失少
，比傳統(tǒng)干燥設(shè)備更有效地保護(hù)干燥物的色、香
、味、個體形態(tài)和有效成分
，所以成品品質(zhì)好
，等級高。
4 、結(jié)構(gòu)簡單可靠
該干燥系統(tǒng)的冷卻設(shè)備和干燥設(shè)備是獨立模塊設(shè)計 ，兩部分用連接管連接，進(jìn)入連接管的空氣以制冷系統(tǒng)調(diào)節(jié)( 溫度
、流速和絕 對濕度) 后進(jìn)入干燥室
，這能保證各模塊元件靈活拆裝，且干燥室的大小和配置也更簡單
、靈活
，設(shè)備成本容易控制
。
5 、干燥房設(shè)計更合理
使成品率接近 100 % 熱泵干燥技術(shù)的烘干質(zhì)量由熱泵烘干設(shè)備的技術(shù)工藝所決定，但烘干房的設(shè)計也會相應(yīng)影響著烘干設(shè)備的效率和烘干品質(zhì) ，該系統(tǒng)設(shè)備的干燥房設(shè)計合理
，使整個干燥房的溫度均勻穩(wěn)定，均勻平衡脫水技術(shù)使成品率很高。
6 、自動控制溫度濕度
該設(shè)備使用時穩(wěn)定性較高 ，根據(jù)被加工的農(nóng)產(chǎn)品的類別事先 進(jìn)行溫度和濕度的調(diào)控
，應(yīng)根據(jù)物料脫水情況及環(huán)境狀況實時調(diào)控工藝參數(shù)
，所以自動化控制尤其重要，設(shè)備安裝有操作使用方便的可編程控制器
、觸摸屏人機界面控制系統(tǒng)
，能做到熱泵干燥過程中，根據(jù)不同物料自動的將循環(huán)空氣的溫度
、濕度及循環(huán)流量精 確
、有效的控制
。但對不同類型的物料干燥需要進(jìn)行量身定制
，很難做到混用，使設(shè)備不能標(biāo)準(zhǔn)化
