热泵干燥技术在脱水蔬菜加工中的应用与问题分(3)

热泵干燥技术在脱水蔬菜加工中的应用与问题分

吕金虎等：热泵干燥技术在脱水蔬菜加工中的应用与问题分析

4.3产品色泽好、品质高

热泵供热手段比较温和。在干燥过程中，可根据蔬菜的

坤等[21]的研究表明：单位时间除湿量在干燥的初始阶段比较高，随着时间的增加而急剧下降；物料的含水率在干燥的初始阶段下降迅速，经干燥一定时间后趋于平缓。这是因为在干燥的初始阶段，物料的水分较大，水分从物料内向外蒸发的速度快，但是经过一段时间干燥后，物料的含水率降到一定的水平时，在物料中的水分向外蒸发的速度减缓，即在热泵干燥初期，除湿率SMER大，在干燥后期，除湿率SMER变小。

特性与要求，调节循环空气的温度、湿度及循环流量，使得表面水分的蒸发速度与内部向表面迁移速度基本相同，接近自然干燥，从而保证了被干燥蔬菜的品质好、色泽好和产品等级高。

4.4内环境卫生，外环境环保

热泵可采用环保制冷剂，不会对大气臭氧层造成破坏。

热泵干燥装置中干燥介质在其中封闭循环，没有物料粉尘、挥发性物质及异味随干燥废气向环境排放而带来的污染，干燥室排气中的余热直接被热泵回收用来加热干燥介质，没有机组对环境的热污染。

谢继红等[19]对热泵干燥装置进行了技术经济与环境分析，与以电能和天然气为能源的热风干燥装置相比，热泵干燥装置在技术、经济和环境方面均具有明显的优势；与以煤为能源的热风干燥装置相比，热泵干燥装置的经济性略低。

目前在我国脱水蔬菜所用的加工技术是热风干燥技术、真空冷冻干燥技术和热泵干燥技术。根据以上分析，表5给出了这3种加工技术在设备投资、运行费用、产品质量和产品价格等方面的情况。从表5可以看出，热风干燥加工技术在我国应用较广。

表5

干燥技术类型与投资和产品状况

5.2间歇工作，干燥规模小

闭式结构的热泵干燥机，配置的压缩机功率一般较小，

一般都低于10kW，因而箱体的体积有限。每次干燥所放置的蔬菜仅限于箱体所容纳的量，故干燥的规模较小。同时由于闭式结构，热泵干燥对蔬菜而言只能采用间歇式工作方式，即在蔬菜干燥完成后，从干燥箱中取出，再装入湿蔬菜进行干燥，不能实现蔬菜的连续作业，难于实现大批量的生产。

5.3变温运行较为困难

虽然热泵可以在一定的温度范围内实现变温运行，但

是热泵的性能系数COP同热泵的蒸发温度和冷凝温度有关。为了获得较高的干燥温度，势必得提高热泵的冷凝温度，但这会使得热泵的性能系数COP值下降，同时导致供热量降低，从而无法满足干燥温度的要求，并使热泵的节能特性受到影响。

6措施研究

热泵干燥具有良好的除湿与节能效果，如何在脱水蔬

技术类型设备投资运行费用产品质量产品价格使用状况热风干燥低低低低广热泵干燥中低-中中-高中较少真空冷冻干燥高高高昂贵少

菜的干燥加工中发挥热泵干燥的优势，克服现存的问题，这需要采取一些综合措施。

5热泵干燥存在的问题

热泵的效率可用热泵性能系数COP来表示，其定义为

6.1干燥工艺的研究

合理的干燥工艺可以实现高效与节能。但目前大部分

消耗单位能量所获得的热量，其计算公式为：

研究都是将干燥系统和物料内部传热传质机理分开研究，缺少系统化研究。为了将热泵干燥技术应用于脱水蔬菜的加工，必须研究不同脱水蔬菜与热泵相适应的干燥工艺。这需研究脱水蔬菜的质量指标以及质量指标随温度、含水量和干燥时间等的变化关系，为脱水蔬菜的最佳热泵干燥工艺的确定提供依据。

COP=Q

P

其中，Q为热泵输出的热量，单位为kW；P为热泵系统所消耗的功率，单位为kW。

热泵的性能也可以采用除湿率SMER来表示。除湿率

SMER的定义为消耗单位能量所除去湿物料中的水分量，其

计算公式为：

6.2专用热泵的开发

蔬菜的种类较多，但不同的蔬菜有其不同的特性。因

SMER=W

其中，W为热泵除去的水分量，单位为kg；P为热泵系统所消耗的功率，单位为kW。

热泵干燥具有热效率高、节能、干燥温度低、干燥物的品质好和卫生等特点，尤其适合于营养丰富、含水率高和热敏性的蔬菜及鱼类物料的干燥。但是目前使用的热泵装置主要为闭式（又称箱式）结构，在应用过程中存在如下问题。

此，通过对干燥工艺的研究，可以针对某类或某种脱水蔬菜开发综合技术经济指标优势明显的专用热泵。

6.3采用联合干燥，提高干燥速度

热泵干燥在低温干燥中有较强的优势，因此可以将热

泵与其他干燥方法相结合。张绪坤等[22]针对胡萝卜采用了热泵与热风联合干燥的方法进行了对比试验研究。在干燥初期采用热泵干燥，干燥温度为35℃；当胡萝卜中的水分降到20%时换为热风干燥，干燥温度为65℃。研究结果表明热泵与热风组合干燥使产品质量明显改善，产品的色泽与营养成分均比热风干燥的产品得到大幅提高。由此可见，在脱水蔬菜的初始干燥中采用热泵，充分发挥热泵在低温干燥中除湿快又节能的特点，而在脱水蔬菜的中后期，从整个

5.1干燥中后期，干燥速度慢，干燥时间长 …… 此处隐藏：66字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……