熱泵干燥技術(shù)的特點(diǎn)
(1)節(jié)約能源
節(jié)約能源是熱泵最初應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn),也是主要的優(yōu)點(diǎn)。熱泵低溫(15~45℃)干燥木材時(shí)可節(jié)約能耗40%~70%。干燥大米的適宜溫度為35~50℃。溫度雖低,但是需要大量的熱。傳統(tǒng)干燥器的效率只有3%~5%,而用熱泵干燥效率將明顯提高。布匹對(duì)干燥溫度有嚴(yán)格的要求,熱泵干燥機(jī)組不但能滿足此要求,而且比傳統(tǒng)的熱泵干燥機(jī)組節(jié)能50%左右。熱泵干燥技術(shù)應(yīng)用在蔬菜脫水中節(jié)能高達(dá)90%。近年來(lái),越來(lái)越多的研究人員也證實(shí)了熱泵干燥機(jī)組的節(jié)能特性。
(2)干燥產(chǎn)品品質(zhì)好
熱泵干燥是一種溫和的干燥方式,接近自然干燥。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,使被干燥物品的品質(zhì)好、色澤好、產(chǎn)品等級(jí)高。用普通的干燥方法得到的芳香類揮發(fā)性物質(zhì)保留少、耐熱性差的維生素保留低、顏色變化較大。例如:用滾筒干燥機(jī)得到生姜的生姜素保持率僅為20%,而用熱泵干燥得到的生姜素保持率高達(dá)26%。Van Blarcom和Mason的試驗(yàn)表明,即使在50℃下,采用熱泵干燥的澳大利亞堅(jiān)果也不會(huì)出現(xiàn)上面所說(shuō)的褐變現(xiàn)象,能較好地保持堅(jiān)果原有的色澤、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分。
(3)干燥參數(shù)易于控制且可調(diào)范圍寬
熱泵干燥過(guò)程中,循環(huán)空氣的溫度、濕度及循環(huán)流量可得到精確、有效的控制,且溫度調(diào)節(jié)范圍為-20 ~100℃ (加輔助加熱裝置),相對(duì)濕度調(diào)節(jié)范圍為15%~80%,適合于熱敏性物料的干燥。
(4)環(huán)境友好
物料干燥不僅要求提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約能耗,同時(shí)必須對(duì)環(huán)境友好?;谙嗤脑u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),熱泵對(duì)全球變暖的影響與電釋放的CO2 相比是很小的。對(duì)環(huán)境的友好是熱泵干燥的優(yōu)點(diǎn)。目前,國(guó)外提倡應(yīng)用熱泵來(lái)減少CO2的排放,它必將得到進(jìn)一步應(yīng)用。
2.3 熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例
(1) 煙草烘干
針對(duì)我國(guó)煙葉烘烤質(zhì)量及目前國(guó)內(nèi)節(jié)能烘烤設(shè)施缺陷等問(wèn)題,由東莞市耐朗節(jié)能科技有限公司科研小組歷近幾年,研制了高溫?zé)岜脽煵萑詣?dòng)烘干系統(tǒng),已在煙草、食用菌、農(nóng)作物烘烤領(lǐng)域已經(jīng)獲得規(guī)?;纳a(chǎn)應(yīng)用。該設(shè)備首次應(yīng)用已獲國(guó)家發(fā)明專利的熱泵加熱和冷凝除濕技術(shù),經(jīng)檢測(cè)設(shè)備熱效比達(dá)1∶3~5,安全、環(huán)保;率先使用已獲國(guó)家實(shí)用新型專利的煙葉烘烤監(jiān)控儀,采用數(shù)字式溫度傳感器,精度達(dá)0.1℃,內(nèi)置多種烘烤“專家系統(tǒng)”,并具備在線調(diào)節(jié)功能,可實(shí)現(xiàn)不同生態(tài)條件下煙葉烘烤的溫濕度自動(dòng)控制。
本項(xiàng)目自1998年開(kāi)始,從更深層次研究了影響煙葉烘烤過(guò)程最主要的生理生化變化規(guī)律及其與烘烤環(huán)境條件的關(guān)系,揭示了煙葉烘烤質(zhì)量形成的本質(zhì);研究開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)國(guó)情的烤煙適度規(guī)模種植的熱泵供熱,冷凝排濕的密集烤房及其自控設(shè)備,其熱效比最高達(dá)到5左右,烘烤性能穩(wěn)定,能有效準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)烘烤工藝要求的各項(xiàng)指標(biāo),確保煙葉內(nèi)在和外觀品質(zhì),烤干1kg干煙葉耗電量?jī)H有1kW?h。而且,烘烤過(guò)程污染達(dá)到零排放,能夠一機(jī)多用,隨著我國(guó)電力供應(yīng)逐漸達(dá)到富裕程度,該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
(2) 木材的干燥
木材干燥是較成功的應(yīng)用熱泵干燥技術(shù)的領(lǐng)域之一。 雖然用熱泵技術(shù)干燥木材較常規(guī)氣流干燥耗時(shí)多,但顯著的節(jié)能效果和較高的木材利用率使熱泵干燥法成為木材干燥加工的主要手段之一,特別適用于那些商業(yè)價(jià)值高、干燥難度大的“難干木材”。近年來(lái),北京林業(yè)大學(xué)一直致力于木材熱泵干燥的理論研究(1992,張璧光;1996,張璧光),積累了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而 在實(shí)際運(yùn)行中節(jié)能效果和干燥效果均較理想。