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热泵烘干蔬菜解决方案

时间:2019-04-04

热泵干燥技术应用到脱水蔬菜生产时其优点表现如下:


1、加热温度低——热泵干燥技术生产工艺可比传统干燥工艺温度降低38~52摄氏度,热泵干燥工艺的加热温度约为37摄氏度。2、干燥时间短——热泵干燥脱水蔬菜生产工艺所需要的时间最长不会超过8小时,一般从预热到出产品四小时即可完成。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——由于热泵采用空气闭式循环,所以热泵干燥耗能较少,是一种很好的节能干燥方法。


蔬菜中的水以游离水、胶体结合水和化合水三种不同的状态存在。大部分游离水和胶体结合水在干燥过程中除去,化合水一般不能用干燥的方法除去。蔬菜中水分的蒸发速率快慢,不完全取决于干燥空气的温度,而是决定于该温度下空气的相对湿度,相对湿度愈低,水分蒸发速度愈快。


我们在果蔬干燥原理及热泵理论的基础上,根据果蔬干燥特性,进一步探索其干燥过程中的节能和提高产品品质的方案,研制出一台既可提高产品质量又可降低能耗的果蔬热泵干燥装置。果蔬干燥装置主要由热泵系统、气流循环系统、控制系统组成,如下图所示。


理论上讲,热泵干燥设备内干燥介质的循环应为全封闭内循环,但在装置设计时,为了增强装置对环境、物料等变化的适应性,通过调节风门与挡板来分别完成全封闭式、半开式、全开式三种循环。结构如下:循环风道加设与环境相通的进、排风口,用于补加新风及排风,也便于进行果蔬的气流干燥。当KA、KB关闭时,系统进行封闭式循环;当KA、KB半开时,系统进行半封闭循环,补加新风,排出在干燥过程中产生的废气,甚至有害气体;当KA、KB全开时,热泵停止运行时,系统相当于电热热风干燥设备。


通过改变循环气流回路,对热泵干燥与单纯的电热热风干燥进行能耗比较。下表是对甘蓝干燥的数据计算,单位能耗由常压热风干燥的1.39~1.86度电脱水一千克降低到0.6~0.7度电脱水一千克。干燥效率由热风干燥的30%~50%,提高到80%~90%,节能效果显著。


由于该装置将传统的开放式热风干燥改为封闭式干燥,使产品更安全、卫生。干燥温度为30~60摄氏度,接近自然状态,使表面水的蒸发速率与内部向表面转移的速率相接近。通过对苹果片、豆角等果蔬的干燥试验,所得的果蔬干制品感官品质好,营养损失小,复水性好。


我们对热泵干燥与传统干燥工艺经济技术指标分析如下:


1、热泵干燥工艺根据测试结果,加热器加工1吨鲜菜耗标准煤20千克,热泵功率2.75千瓦,循环风扇功率0.2千瓦,按工作四小时计算,其能耗11.8度,标准煤折算系数407克/度,耗标准煤4.803千克。总耗能量为20千克+4.803千克=24.803千克(标准煤)。


2、传统干燥工艺共耗用标准煤240千克,循环风扇耗电2.4度,折算标准煤系数407/度,共折合标准煤0.977千克。总耗能量为240千克+0.977千克=240.977千克(标准煤)。


3、计算节能率(1-24.803/240.977)x100%=90%。