1.1 熱泵干燥技術(shù)簡(jiǎn)介

熱泵干燥系統(tǒng)的形式較多，按照干燥介質(zhì)(空氣)的循環(huán)情況可分為開路式、部分乏氣循環(huán)式和閉路式3種。對(duì)干燥溫度不宜過高的生物材料，目前大多采用圖2-1所示的閉路式熱泵干燥系統(tǒng)。

閉路式熱泵干燥系統(tǒng)有內(nèi)外兩個(gè)工作循環(huán)，即制冷劑在熱泵系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)和干燥介質(zhì)的干燥循環(huán)。制冷劑在蒸發(fā)器中吸收由干燥系統(tǒng)排出的廢氣中的熱量后，使液體蒸發(fā)為蒸氣；經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，送到冷凝器中；在高壓下，熱泵工質(zhì)冷凝液化，放出的高溫冷凝熱去加熱來自蒸發(fā)器的降溫除濕的低溫干空氣，把低溫干空氣加熱到要求的溫度后，排入干燥室作為干燥介質(zhì)循環(huán)使用；液化后的熱泵工質(zhì)經(jīng)膨脹閥再次返回到蒸發(fā)器內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)。同時(shí)，廢氣中的大部分水蒸汽在蒸發(fā)器中被冷凝下來直接排掉。

該系統(tǒng)的熱泵部分采取輔助冷凝器的形式。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于控制干燥溫度靈活方便，且輔助冷凝器的換熱系數(shù)較高，不需要特殊技術(shù)的換熱器。另外，若采用輔助冷凝器加熱外界空氣對(duì)物料進(jìn)行預(yù)干，可以回收這部分溫度比較高的冷凝熱，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)效率。在蒸發(fā)器設(shè)置旁通的目的在于使通過蒸發(fā)器的濕熱空氣能較好地與蒸發(fā)器中的制冷量相匹配， 允分地發(fā)揮蒸發(fā)器的除濕能力；同時(shí)，還可以調(diào)節(jié)冷凝器和蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，使之較好地匹配，以減少損失和強(qiáng)化冷凝器的換熱，兼顧了熱泵和干燥兩個(gè)單元各自的要求。

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，越來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的色澤、風(fēng)味及營養(yǎng)成分。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)上面所說的褐變現(xiàn)象，能較好地保持堅(jiān)果原有