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热泵烘干食品解决方案

时间:2019-03-30

大部分食品加工都需要经过干燥处理,且多属中、低温干燥(0~80℃)。评价食品干燥后的质量一般采用被干后物料的色泽、风味和质地的退化程度等指标来衡量。干燥过程中,影响产品质量的主要参数是干燥温度和时间。传统的热风对流干燥得到的食品,通常是芳香类挥发性物质保留少,耐热性差的维生素保留低,颜色变化大。


热泵应用在食品干燥上,具有低温、脱水效率高的特点,热泵干燥的潜在优势是可较好地保持干燥产品的质量。特别适合于热敏性食品的干燥处理。由于具有以上特点,热泵烘干机在食品工业上有广泛的用途。


我们设计了一套食品热泵干燥设备,如下图所示。食品热泵烘干机主要由热泵(制冷)系统(1.1千瓦全封压缩机、冷凝器、辅助冷凝器、蒸发器、辅助蒸发器及节流装置等)和空气回路(离心风机和干燥室等)组成。热泵干燥系统的干燥空气在热泵烘干机组中循环流动,风道中的挡板和机组干燥空气进出口处的调节风门可以调控干燥空气的流速,该干燥设备实测风速可在0.3~10米/秒范围内任意可调,所以能够满足不同的干燥要求。

热泵烘干食品解决方案

热泵烘干机的干燥室分三层,可分别进行单层、两层和三层干燥实验,这样干燥物质质量可以在大范围内调控,因而机组既能进行物品特征研究实验,又能进行物品大批量干燥的生产型实验。在干燥实验中物品放置在干燥室内的托架上,干燥空气吹过物品的上下表面,将物品中的水分带走。


热泵烘干机的制冷系统中布置了两个蒸发器(除湿用蒸发器和用于快速泵热升温的辅助蒸发器)。辅助蒸发器内制冷剂从环境热源中吸取热量,经制冷系统泵热升温后从冷凝器传递给干燥空气,将干燥室温度快速升高到干燥所需的温度。


实验证明,利用辅助蒸发器泵热升温的热泵烘干机组完全可以实现电辅助加热的热泵烘干机的干燥升温效果。由于热泵的性能系数高达3~4以上,所以利用辅助蒸发器泵热升温比电辅助加热更经济、更合理。


热泵烘干机利用热泵的冷凝热与蒸发热的差值来提升干燥温度,但当达到预定的干燥温度后,其余部分的热量成为多余的热量。因为干燥实验需要保持干燥温度稳定,所以这部分热量应当被除去。利用辅助冷凝器和尾气排放两种方法来除去实验过程中的多余热量。


实验结果表明,采用辅助蒸发器和辅助冷凝器后,大大提高了热泵干燥系统的调节能力,干燥温度在室温到60摄氏度之间可调。另外,该系统中布置有许多挡板和调节风门等系统部件,可以对热泵烘干机组进行多种工况的性能研究。