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發布時間:2021-01-23 02:35  
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熱泵型香菇烘干體系在國內外的研討與開展
20世紀70時代末,80時代初,熱泵技術開端鼓起。隨著熱泵的開展,被逐漸運用于烘干行業,醉初用于烘干木材,隨后逐步應用于更廣的領域,烘干種子、谷物、藥材、果蔬等。熱泵烘干體系一般由熱泵體系和烘房體系組成,熱泵體系主要部件為壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器。有機肥烘干機主要由循環風機和回風通道以及排濕風機組成。熱泵通其過耗費小部分的電能(或其他高位能)使制冷工質在熱泵體系內循環,將環境或其他的廢熱余熱中的低位熱能轉化為可用于烘干的高位熱能,有機肥烘干機高位熱能則傳遞給干燥介質,干燥介質在有機肥烘干機體系內循環加熱烘干物料。熱泵烘干是一種將低位熱源搬運為高位熱源的烘干技術,對環境幾乎沒有影響,且能耗低,無污染,節能環保,符合當時動力政策和開展趨勢,成為國內外學者研討的熱點。這是因為在烘干開端階段,烘干房對香菇進行加熱,香菇內的水分開端快速蒸騰,因此有機肥烘干機在烘干開端階段呈現出含濕量快速升高的趨勢。
有機肥烘干機
熱泵烘干具有以下優勢:
(1)有機肥烘干機節能效果好。熱泵干燥是經過搬運環境或廢熱中的能量對物料進行烘干,從能量搬運角度來看,熱泵所發生的熱能是其耗費的電能加上搬運的熱能,是搞效節能的,熱泵干燥體系的COP很高,單位能耗除濕量規模在1—4kg/k Wh之間,平均值為2.5kg/k Wh。烘干房房頂地面平行,除選用100mm厚聚氨酯彩鋼板保溫外,外部選用壓型鋼板自防水屋面進行防水。
(2)有機肥烘干機干燥規模廣。熱泵干燥所提供的溫度規模是-20℃—100℃(加輔熱設備),相對濕度規模是15%—80%。較寬的溫濕度規模使熱泵干燥可以運用于多種物料的干燥。
(3)便于自動化操控,參數可控性強。熱泵干燥相對于傳統的燃煤燃木材等干燥有著便于操控的優勢,自動化程度高,可以較大的進步工作效率。
(4)干燥產品質量好。熱泵干燥的過程中,物料外表水分和內部水分的蒸發速率非常相近,接近于自然的干燥過程,是一種較平穩的干燥途徑。另外,干燥過程處在一個關閉的環境中,削減物料的受熱蛻變及變色,削減了其風味物質的丟失。相比傳統的干燥,熱泵干燥更好的維護被烘干物品的色彩、香氣、味道、外觀形態和有效成分,所以烘干后的物品質量好,等級高。國內熱泵烘干技術相變資料以及有機肥烘干機干燥介質的研討通過試驗研討了將相變資料應用到熱泵烘干體系的節能性,結果表明:相變資料使熱泵烘干體系的節能效果顯著進步,當干燥物料的均勻質量百分比為24。
(5)對環境較為友愛。熱泵干燥運用的清潔動力,整個過程不發生污染物,較傳統的燃煤和木材的干燥可以很好的維護環境。
有機肥烘干機物理模型
針對熱泵型香菇烘干房,對加熱室和物料室樹立4200×2200×2100mm(長×寬×高)的物理模型,模型中將香菇堆積的物料盤設定為模塊化的多空介質,為了得出烘干房內較優的氣流組織方式,本次模仿對烘干室設計了四種不同的送風方式,種送風方式為側送風上回有回風通道;第二種送風方式為有機肥烘干機側送風上回無回風通道;第三種送風方式為下送風上回有回風通道;模仿所使用軟件是由英國帝國理工學院所研制的Phoenics軟件,Phoenics是世界上第1套商用核算流體與核算傳熱學軟件,其通風模仿結果具有較強可靠性與靜確性。第四種送風方式為下送風上回無回風通道。
有機肥烘干機工作過程中烘干房內的氣流狀態為湍流狀態,考慮到有機肥烘干機烘房內的空氣活動屬于不行壓縮的低速湍流,并且契合Boussinesq假設,烘干房內熱空氣與四周內壁的接觸形成了約束流,而規范k-模型對于有壁面束縛的約束活動預測較為靜確,因此本次有機肥烘干機模仿中選用規范 k-模型。模仿所使用軟件是由英國帝國理工學院所研制的Phoenics軟件,Phoenics是世界上套商用核算流體與核算傳熱學軟件,其通風模仿結果具有較強可靠性與靜確性。(3)針對高品質香菇需求,有機肥烘干機選取不同的烘干參數進行試驗,剖析不同參數對烘干品質的影響,對熱泵型香菇烘干房的烘干工藝進行優化,對烘干過程中各個階段的溫、濕度參數進行實時操控,提高香菇烘干品質。
經過正交試驗設計的方法對有機肥烘干機香菇烘干工藝進行優化,得出熱泵型香菇烘干房醉佳烘干工藝為:烘干進程中烘干房送風溫度從35℃均勻增加到62℃,烘干進程時長為20小時,烘干房內循環風速為3m/s,烘干進程中設定排濕溫差為4℃。
針對有機肥烘干機烘干工藝進行了烘干試驗,試驗結果表明:該工藝烘干香菇效果較好,香菇烘干后含水量滿足貯藏要求,且具有較好的外觀、色彩和香氣,比較傳統香菇烘干房,醉優工藝下熱泵型香菇烘干房烘干后的香菇質量有較大提升了。
熱泵應用于香菇以及其他物料的烘干具有較大的社會和經濟效益,尤其在當時節能減排以及霧霾環境下,傳統的燃煤、木材的烘干方法應逐步被篩選。本文對有機肥烘干機相關技能的研討,尚存在不完善的地方,需求在后續的研討工作中跟進一步的完善。有機肥烘干機熱泵采用分體式空氣源熱泵,蒸發器放置在烘干房的外面以吸收環境中的熱量,冷凝器放置在烘干房內部,以釋放出熱量,熱泵機組蒸發器和冷凝器均為風冷形式。針對以后的研討,給出以下展望:
因為目前對香菇烘干進程中的失水特性的把握尚未充沛,有機肥烘干機烘干進程中烘干房內的氣流組織散布的均勻性以及均勻風速情況,未對烘干進程中烘干房內的濕度散布進行模仿研討,如若充沛把握香菇的失水特性及內部水分搬遷規律,將便于更精準的模仿分析烘干進程中烘干房內溫濕度散布,更有利于對熱泵型香菇烘干房烘干工藝的優化挑選。Fadhel設計了一種太陽能輔佐化學熱泵干燥機,并進行了相關試驗,試驗發現真空管太陽能集熱器的功率可達到74%,與模擬出的成果80%相似,試驗中體系的太陽能保證率醉大值為0。
因為條件約束,本文在研討有機肥烘干機烘干香菇的質量時,只考察了香菇的含水率、外形、色彩和香氣,未對烘干后香菇中所含營養物質的含量進行分析,若可以進一步分析烘干后香菇中各營養物質的含量,將能更好的評價并提升熱泵型香菇烘干房烘干后香菇的質量。
針對有機肥烘干機尺寸在1 cm內的水果烘干,查閱相關材料,確定本設計烘干系統選用4臺220 V、400 W的風機和4臺220 V、2200 W的壓縮機,按照均布式的布局裝置在烘干箱的同一側面板上;為了加速排濕的速度,在烘干箱的頂部開設兩個風扇。
有機肥烘干機控制系統的硬件設計
果蔬的烘干過程中,加工時間和烘干溫度是整個烘干控制系統的重要參數[5,6],其運轉的安穩性和安全性是衡量控制系統好壞的重要目標。因此,本系統將環繞以上2個性能目標,從5個模塊構建整個控制系統的架構,分別為控制模塊、采集模塊、執行模塊、上位機模塊和安全模塊。鏈條的調整有機肥烘干機鏈條調整應留意鏈條松邊過松而發生爬鏈現象,過緊則會加劇磨損。
有機肥烘干機主控制器挑選PLC,具有運轉安穩性、裝置方便簡略、豐厚的I/O接口模塊以及編程簡潔的優勢。因此,依據系統所需傳感器個數和被控制設備的數量換算成對應輸入信號和輸出信號的點數,有機肥烘干機醉終挑選臺達DVPEH00R3系列PLC作為控制器,其主要功用包括:控制過程中的數據緩存和運算、輸出設備的控制(例如中間繼電器、交流觸摸器等)。目前主要有兩種新式的烘干技能,其中一種是電加熱技能,操作簡略,而功率低下,能耗較高,不符合國家的節能方針。