热泵式低温干燥装置的研制分析
1 热泵RCZ系列轻型直线振动筛式低温干燥装置的原理与特点
随着对生物物料加工质量要求的提高，药物制刮板输送机剂（如丸剂）、生物活性制品（如血液制品）、菇菌制品（如香菇）及其它农副产品的低温加工（≤
目前常用的低温干燥方式中，冷冻干燥、微波干燥成本高，真空干燥温度不易做到太低，自然阴干直接受天气影响，利用吸湿剂（分子筛、硅双螺旋给料机胶等）制取冷干空气的方法易污染生物物料。因此研制物料干燥质量好（介于冷冻干燥和热风干燥之间）、初投资适中、运行费用低、干燥时间短的新型低温干燥装置，对于发展生物物料低温加工具有积极的作用。热泵式低温干燥装置基本可满足上述要求[2]。
热泵与干燥装置组合，可回收干燥装置的排风热量（包括空气的显热和水蒸汽输送设备的潜热），制取低温（
在流化床中，低温干燥空气与待干物料进行热湿交换单辊破碎机，吸收物料中的水分，变为潮湿冷空气，进入热泵蒸发器。在热泵蒸发器中，潮湿冷空气进一步被冷却至露点温度以下，凝结出其中的水分，变为干燥冷空气，进入热泵冷凝器。在热泵冷凝器中，干燥冷空气又被加热为20℃～
由上可见，热泵式低温干燥装置有以下几个突出特点：
(1)能耗低。加热冷空气所用的热量主要来自热泵蒸发器吸收流化床排风的余热，热泵压缩机消耗功率很小，仅为干燥装置加热空气能量的1/3～1/10，装置具有较高的能效，运行费用可大幅度降低。
(2)低温干燥空气的吸湿容量大。在热泵蒸发器中用冷冻凝结方法去除空气中的水分，出热泵蒸发器时干燥冷空气中的含湿量已很小（
(3)物料的干燥质量好。物料有效成分、营养成分及生物活性成分等的降解反应一般与温度成指数关系，对热敏性物料实现低温干燥是确保物料干燥质量的重要手段，这对于干燥时间长、干燥负荷相对较小的降速干燥阶段具有特别重要的意义[3,4]。此外，热泵式流化床干燥装置是采用干燥介质（如空气等）的密闭循环方式，可减少空气净化设备的负荷，必要时还可采用惰性气体（如氮气等）作为干燥介质、以及采用真空操作等方法减少物料在干燥过程中的氧化，降低茶叶、香料等物料在干燥过程中的香气损失，因此，热泵式流化床干燥装置对热敏性物料、含易氧化成分的物料、含易挥发成分的物料尤为适宜。
2 热泵式低温干燥装置的研制方法
热泵式低温干燥装置研制的目的主要有两个：降低运行费用与提高干燥质量。根据干燥时物料中水分运动特点的不同，热泵式低温干燥装置可分为两大类，装置结构和研制内容也不同。
2.1 逆向型热泵式干燥装置的研制
这类热泵干燥装置多系热泵与当前广泛应用的干燥装置(如流化床、喷雾、转筒、烘房、带式干燥装置等)相结合，干燥过程中物料中水分的运动方向与热量传递方向相反。这类热泵干燥装置干燥热敏性物料时，在恒速干燥段干燥装置进风温度可能较高，但物料温度维持较低（低于
⑴基本结构 一般当干燥热风温度不大于
⑵能效 设干燥装置进风温度为
⑶技术经济性 以加热量为100kW的流化床干燥装置为例，取电费为0.8元/kW.h,干燥装置每天工作10h,热泵式干燥装置比电加热式干燥装置每月可节省电费约1.5万元，干燥装置加入热泵系统或利用热泵系统改造已有干燥装置的投资回收期约为3～5个月。
⑷部件 热泵式流化床（及喷雾、烘房、带式）干燥装置的热泵蒸发器、热泵冷凝器均可采用翅片管式换热器，换热器的平均传热温差10～15℃；热泵式转筒干燥装置中，冷凝器可采用套管式、壳管式、板式等型式，传热温差5～10℃。
⑸热泵工质 热泵循环工质宜采用环境友好的非共沸混合工质（NARM），如R227ea/R141b等，以确保较好的能效、工作压力、安全性、换热器内外介质温度变化的匹配性等[6]。
⑹其它 当前热泵加热空气所提供的空气温度一般低于
2.2 正向型热泵式干燥装置的研制
这类干燥装置干燥物料时，物料中水分的运动方向与热流方向相同或靠真空形成水分运动的推动力。热泵与这类干燥装置(如微波、红外、真空干燥装置等)相结合，目的是在保证物料干燥质量的前提下，降低干燥能耗，强化干燥过程，缩短干燥时间，弥补单纯干燥装置的不足，其研制关键是热泵的除湿加热功能与干燥装置的加热驱湿功能的有效综合。
⑴温度 为保证热敏性物料的干燥质量，干燥温度一般不高，干燥条件相对较温和，所需热泵的相关技术及部件较成熟，热泵循环工质的可选范围大，如R
⑵热泵式微波及红外干燥装置 微波及红外干燥均有透入物料表面对物料进行三维加热，形成温度内高外低的正向温度场（与水分排出物料的运动方向一致）的优点，可实现在较低温度下对物料的高质量干燥，但物料表面处富集水蒸汽的排除、干燥成本、大型化（尤其对微波干燥）是制约其应用的不利因素。热泵的引入可较好地克服上述不足，利用热泵制取的低温干燥空气即可保证物料的干燥质量，又可快速带走物料表面的水分，使微波或红外能量主要用于驱动水分由内向外的运动，水分的汽化与移走则热泵完成，形成优势互补型的集成，使热泵式微波或红外干燥装置具有物料干燥质量好、时间短、能耗低、易于实现大型化等综合优势。
⑶热泵式真空干燥装置 热泵式真空干燥装置可通过采用类似冷冻干燥装置的结构。利用热泵蒸发器作为冷阱，使物料中排出的水分在热泵蒸发器中凝结析出，可大幅度降低真空设备的负荷（真空设备仅用于排除不凝气体）；利用热泵冷凝器加热物料，提供物料中水分蒸发排出所需的热量。与电加热式真空干燥装置相比，热泵式真空干燥装置用能（运行费用）仅为1/5。
3 热泵式低温干燥装置的应用分析
应用机会：热泵与微波、红外、真空等低温干燥装置相结合，可大幅度降低其干燥成本，可使诸多附加值相对低的物料也可采用低温干燥来提高干燥质量，拓展了可适用的物料范围，即将其适用物料范围向低附加值物料拓展了一大块。热泵与流化床等中高温干燥装置相结合，可在相对低的温度下实现较高的吸湿能力和干燥强度，从而可对原来不适宜的热敏性物料进行干燥，也拓展了可适用的物料范围，即将其适用物料范围向热敏性物料拓展了一大块。热泵与各类干燥装置的成功集成，可使干燥过程的能耗大幅度降低，提高了干燥产品的经济性和产品的市场竞争力[8]。
市场定位：综上，热泵式低温干燥装置与冷冻干燥装置、中高温热力干燥装置相比，其物料的干燥质量与初投资均介于二者之间，而干燥运行费用则最低，可作为不能耐受高温但又不必冷冻干燥的一大类物料的理想干燥装置。
技术关键：热泵式低温干燥装置应用与推广的技术关键是低温干燥空气与物料间的热质传递过程的强化，热泵式低温干燥装置的结构优化，热泵式低温干燥装置的工况调控，热泵式低温干燥装置的功能集成等。
4 结论与建议
热泵式低温干燥装置为一大类热敏性物料提供了较理想的干燥方法，影响其应用与推广的主要因素是初投资与可靠性，解决的主要途径是通过干燥与热泵两个领域的密切合作，在对典型物料干燥过程与热泵除湿加热过程均有透彻掌握的基础上，通过系统结构与功能的高度集成，实现装置的模块化、绿色化与智能化，研制出初投资与传统装置相近、物料适应性好、能耗低、技术易掌握、物料干燥质量上好的高水平热泵式低温干燥装置。
参考文献：
[1] 张嘉辉. 热泵干燥理论与种子干燥性能的研究[D]. 天津大学博士学位论文，1999，1-5.
[2] 谢继红,陈东,刘荣辉,李满峰. 热泵在生物物料干燥装置中的应用分析[A].高等学校工程热物理研究会第十届全国学术会议[C],2003,合肥.
[3] Pan Y K,Zhao L J,Mujumdar A S, Kudra T. Quality interaction in thermal dehydration of biological materials[A]. IDS’98[C]，vol.B,1343-1349.
[4] 赵丽娟. 生物物料的热力脱水和质量保护的研究[D]. 天津轻工业学院硕士学位论文，1997,25-28.
[5] 李建国. 振动惰性粒子流化床传热传质特性的研究[D]. 天津轻工业学院硕士学位论文，1999,37-39.
[6] 陈东. 压缩式中高温热泵低环害循环工质的理论和实验研究[D].天津大学博士学位论文,1997，63-65.
[7] 陈东,谢继红,刘荣辉,李满峰. 利用新型工质实现高温热泵卡诺循环的研究[A].高等学校工程热物理研究会第十届全国学术会议[C],2003,合肥.
[8] Prasertsan S. Heat pump dryer: research and development needs and opportunities[J]. Drying Technology,1998(1).
相关资讯
- 《反垄断法》近日出台 将遏制"价格联盟"
- 制冰机介绍和雪花制冰机详细介绍
- 台达V系列变频器转矩模式分条机上应用
- 我国的包装机械发展提速在即
- 台正仪器推出全自动破裂强度试验机
- 圆管式带式输送机在火力发电厂的应用优势
- 广东质监抽查结果 个别外墙涂料甲醛超标_质监抽查,外墙涂料,甲醛超标－中国建材网资讯中心
- 立体停车库专用减速电机技术参数及特点
- 超声波使用方面的十大常见学术问题解答
- 电力机车牵引轴承故障的振动诊断
相关产品
- 固定带式输送机
- 固定带式输送机是一种输送量大、运行费用低、使用范围广的输送设备。
- 移动输送机
- DY型移动输送机主要用于装卸地点经常变动的场合，如：港口、码头、车站、煤场、仓库、建筑工地、砂石料场、农场等，用来短途运输及装卸散料或单件重100公斤以下的成件物品。
- 移动式输送机
- DY型移动式输送机主要用于装卸地点经常变动的场合，如：港口、码头、车站、煤场、仓库、建筑工地、砂石料场、农场等，用来短途运输及装卸散料或单件重100公斤以下的成件物品。
- 伸缩输送机
- 伸缩输送机由主体加架和伸缩机架组成，输送长度根据需要伸缩调节，能适应各种场所颗粒物料的输送作业，移动转场安全方便，存放时占用空间小。
- 链条输送机
- 链条输送机是以链条作为牵引和承载体输送物料,链条可以采用普通的套筒滚子输送链,也可采用其它各种特种链条（如积放链,倍速链）。
- 固定式输送机
- 固定式输送机由于工艺结构简单、造价低；部件通用性强、维修方便；且输送量能够满足通常情况，因而成为一种大众型输送机。
- 斗式输送机
- HB型链斗式输送机是一种固定输送机设备。
- 挡边输送机
- 大倾角波形挡边输送机是散状物料连续输送设备，广泛用于煤炭、粮食、建材、化工、水电和冶金等部门。
- 垂直输送机
- 垂直输送机是一种新型的垂直振动输送设备，广泛适用于冶金、煤炭、建材、粮食、机械、医药、食品等行业。用于粉状、颗粒状物料的垂直提升作业，输送机也可对物料进行干燥、冷却作业。
- 板式输送机
- 板式输送机广泛应用于冶金、煤炭、化工、电力、机械制造及国民经济的其他工业部门。
- 皮带式输送机
- 皮带式输送机具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点，广泛应用于矿山、冶金、煤炭等行业，用来输送松散物料或成件物品。
- 链斗输送机
- LD系列链斗输送机是以沿轨道运行的料斗来水平或倾斜输送物料的设备，广泛应用于电站、矿山、煤炭等行业的各种松散物料的输送。
- 刮板输送机
- Fu刮板输送机广泛用于建材、建筑、化工、矿山、机械、冶炼、粮饲加工等行业。
- 砂石破碎机
- 砂石破碎机是指排料中粒度大于三毫米的含量占总排料量50％以上的破石机械。沙石破碎作业常按给料和排料粒度的大小分为粗碎砂石破碎机,沙石设备、中碎砂石破碎机,沙石设备和细碎砂石破碎机,沙石设备。
- 粉体输送
- LS型螺旋输送机是常用的粉体输送设备，该粉体输送机是化工、医药、农药、化肥、染料、冶金、矿山、食盐、砼外加剂、塑料、建材、粮食、饲料等行业理想的输送设备。
- 板链输送机
- 板链输送机适用于形状不规则物品的重载输送。
- 输煤皮带机
- TD皮带输送机（TD型通用固定式带式输送机）的特点是托辊安装在固定的机架上，机架是落地式的，是一种常用的输煤皮带机。
.jpg)
- 曲柄振动输送机(ZPL型)
- 南通康诚重工机械有限公司主要生产各种规格的矿山机械、输送机械、给料机械、振动筛、破碎机、振动机械等等
- 皮带输送
- 皮带输送机是经济型输送设备，高速、平稳，噪音低，可以上下坡传送。运用输送带的连续或间歇运动来输送100KG以下的物品或粉状、颗状物品。
- 伸缩式皮带输送机(伸缩式皮带机)
- 伸缩式皮带输送机（伸缩式皮带机）普遍应用于港口、码头、车站、机场、仓库、矿山、邮电、电器、轻工、食品等行业。
- 环锤破碎机
- 环锤破碎机是一种带有环锤的冲击转子式破碎机，适用于破碎各种脆性物料。
- 带输送
- 皮带输送机是经济型输送设备，高速、平稳，噪音低，可以上下坡传送。
- 筛料机
- RCZ系列轻型直线振动筛是一种传统、经典、通用的筛料机，广泛应用于塑料、磨料、化工、医药、建材、粮食、炭素、化肥等行业。
- 自击式破碎机
- 自击式破碎机适用于制作磨料、耐火材料、水泥、石英砂、钢砂、炉渣粉、铜矿石、铁矿石、金矿石、混凝土骨料、沥青骨料等多种硬、脆物料的细碎与中碎。
- 带式输送机(TD75)
- 南通康诚重工机械有限公司主要生产各种规格的矿山机械、输送机械、给料机械、振动筛、破碎机、振动机械等等
- 制砂破碎机
- 制砂破碎机，又名节能复合细碎机，广泛适用于各种岩石，磨料，耐火材料，水泥熟料，石英石，铁矿石，混凝土骨料等多种硬、脆物料的中碎、细碎（制砂粒）。
.jpg)
- 颚式破碎机设计
- 在分析复摆颚式破碎机机构运动方式的基础上,提出具有倒置4杆机构特征的双腔颚式破碎机.该双腔颚式破碎机的工作方式是2个破碎腔交替破碎物料。
- 砂石生产设备
- PCL直通冲击式破碎机俗称立式冲击破，也就是制砂机，是常用的砂石生产设备。
- 页岩破碎机
- 页岩破碎机主要用于粉碎煤矸石，炉渣，钢渣，石灰石，焦碳，方铅矿，菱铁矿，闪锌矿，褐铁矿等。
- 岩石破碎机
- 岩石破碎机别名：反击式破碎机。PF系列反击式破碎机(反击破)是一种新型高效率的岩石破碎机，广泛应用于各种矿石破碎、铁路、高速公路、能源、水泥、化工、建筑等行业。其排料粒度大小可以调节，破碎规格多样化。
- 轻型直线筛
- DZSF系列直线振动筛广泛用于矿山、煤炭、冶炼、建材、耐火材料、轻工、化工等行业。
- 旋回破碎机
- 旋回破碎机用于冶金、化工、建材、电力、交通等工业部门的大型厂中，粗碎坚硬、中硬的各种矿石和岩石。
- 轻型输送机
- 轻型输送机适用于大多数规则和不规则物品的输送，如：箱装、袋装、散件、小件、颗粒。
- 小型锤式破碎机
- PC小型锤式破碎机用于破碎各种中硬且磨蚀性弱的物料。
- 轻型皮带输送机
- 轻型皮带输送机是一种经济型输送设备，可以用来实现对微小物品的输送。
- 细碎破碎机
- 细碎破碎机适用于建材、矿业、冶金、化工工业破碎石灰石、熟料、煤及其它矿石。
- 细碎颚式破碎机
- PEX型细碎颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。
- 反击破碎机
- 反击破碎机，适用于破碎中硬物料，如水泥厂的石灰石破碎机，具有生产能力大，出料粒度小的特点。
- 碎石破碎机
- 碎石破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门。目前常用碎石机械有鄂式碎石机、反击式碎石机、锤式碎石机、冲击式碎石机、辊式碎石机、复合式碎石机等。
- 四辊破碎机
- 四辊破碎机是一种冶金矿山设备配套中、细碎产品，也可通过调整上、下辊的间隙，破碎所需粒度的物料。
最新产品
CZ系列仓壁振动器
- 仓壁振动器用于防止和排除各种料仓由于物料的内摩擦、潮解、带电、成分偏析等原因引起的“堵塞”、“塔拱”现象；亦可用于清除各种仓壁、管道粘结物料
防闭塞装置(ZFB)
惯性振动器(ZG)
振动电机
最新资讯
- 关于网站内容违禁词、极限词失效说明
- 振动输送机的六大选型步骤及四大注意点
- 惯性振动输送机运行期间会出现哪些故障呢
- 刮板输送机的特点表现
- 螺旋输送机的六点操作注意事项
- 中型板式给料机有什么结构特点，怎样维护保养
- 怎样调节惯性振动给料斗出料量大小
- 操作振动给煤机的工作原理是什么，又有哪些操作注意点
- 关于圆振动筛先进结构及使用与维护要点
- 如何维护检修，才能延长电机振动给料机的使用寿命
