太阳能热泵污泥干燥技术

为解决当前污泥干燥存在的问题,该文研究利用太阳能热泵对污泥进行干燥,阐述了太阳能热泵污泥干燥系统的结构与工作原理,对系统的主要设备进行了计算设计并进行试验及性能分析,最后对太阳能热泵干燥与其他几种典型干燥方式的能耗及经济性做了比较。该系统具有节能、环保、经济等优点,配备太阳能系统平均可节省电量10%左右。该研究可为太阳能热泵干燥污泥的工程应用提供参考。     

水产品热泵干燥装置性能参数的理论分析

为了降低水产品干燥加工能耗,该文以能源效率和除湿能耗比为指标,对热泵干燥装置性能参数的影响因素进行了分析。根据水产品干燥特性和亚热带地区气候特点,首先对开式热泵干燥系统和闭式热泵干燥系统的能源效率进行了比较;然后以闭式热泵干燥装置为例,对其除湿能耗比的影响因素进行了分析。结果表明,闭式热泵干燥装置的能源效率为2.52,而开式热泵干燥装置的能源效率为2.39,两者相差不大;蒸发温度和冷凝温度对热泵干燥系统的除湿能耗比均有明显的影响,其中蒸发温度的影响尤为显著;为了提高除湿能耗比,可提高蒸发温度和降低冷凝温度。     

半封闭热泵干燥系统的热力学分析与试验

为实现谷物干燥装置的车载移动功能,必须通过提高设备性能来实现装置小型化,为此,基于前期谷物干燥试验和理论研究,设计出一种半封闭热泵流化床谷物干燥系统。该系统采用蒸汽压缩式热泵(热泵工质为R134a)提供热量,以卧式多室流化床为干燥器,让热泵蒸发器回收流化床前段排气中水蒸气潜热,鼓入环境状态的新风以回收干燥后物料的热量。针对该系统建立了集流化床内的流动、颗粒传热传质、床层干燥过程与热泵系统耦合为一体的综合数学模型。计算表明：干燥室入口空气温度在60～90℃之间变化时,干燥系统的除湿能耗比（SMER）存在一个最大值。开发出了干燥样机。试验表明：干燥过程中,干燥室入口空气温度在64.4～71.7℃间波动,新风比约为30%,平均热泵性能系数 （COP）为3.34,SMER可达1.935 kg/(kW?h)。模型计算与试验结果吻合良好,采用该装置进行谷物干燥节能效果明显。     

热泵干燥系统性能试验研究

设计了一套热泵干燥装置，压缩机3.73 kW，制冷工质为R22，并在此试验装置上进行了热泵干燥系统的性能试验。试验结果表明，在开路式热泵干燥运行时，蒸发器析水速率较低，但热泵运行稳定；而在半开路式热泵运行时，随着外排干燥废气的减少，蒸发器析水速率不断增加。闭路式热泵干燥循环过程中，空气旁通率(BAR)对热泵的运行状况影响较大。开路式、半开路式热泵干燥循环中，系统的单位能耗除湿量较高。在闭路式热泵干燥循环过程中，当BAR=0.4和BAR=0.6时， 系统的单位能耗除湿量有最大值。     

脱水蔬菜热泵-热风组合干燥试验

为了解决脱水蔬菜热泵干燥中后期干燥效率较差的问题,文章进行了热泵、热风组合干燥试验。结果表明:采用热泵-热风组合干燥装置生产脱水蔬菜,其耗能只有隧道式干燥的74.1%,网带式干燥的84.7%和真空冷冻干燥的9.4%。胡萝卜产品经24h充分复水后,组合干燥的复水性比热泵干燥高16.6%,比热风干燥高24.5%。采用前期热泵除湿干燥与后期热风干燥的组合干燥技术,克服了单一热泵干燥的缺点,降低了能耗,提高了产品质量。     

热泵间歇干燥白菜种子内部含水率变化规律

为了研究热泵干燥条件下种子内部传质机理,以热泵干燥的白菜种子为研究对象,建立了其非均质动态传质模型,并利用该模型分析热泵恒温连续干燥与间歇干燥条件下种子内部含水率变化规律。研究表明,所建模型能较好的模拟种子含水率的动态变化,模拟值与试验值相关系数为0.9974,相对偏差在±10%以内,模拟精度满足要求;间歇干燥时种子内部含水率更均匀,更有利于种子品质的保证;间歇干燥过程比例系数取1/3、间歇运行周期中运行时间取400s时热泵机组节能近50%。该研究可为热泵干燥技术的应用推广提供参考。     

热管联合多级串联热泵玉米干燥系统性能试验

中国东北地区现有的粮食干燥系统多为大型多段塔式燃煤干燥系统,在粮食干燥过程中,热空气与粮食经过一次换热后,生成的高温高湿废气直接排入了大气,不仅造成了能量的巨大浪费,而且严重污染了环境。该文针对东北地区寒冷气候特点及多段塔式燃煤玉米干燥系统存在的高能耗、高污染问题,开发了一种热管联合多级串联热泵玉米干燥系统,该系统能够实现对多段塔式燃煤玉米干燥中废气的余热回收和废气中杂质的清洁处理,从而达到节能减排的效果。在该系统的基础上研制了50、150和300 t/d的系列化玉米热泵干燥装备,进行了3种规模的产业化示范,并对300 t/d的玉米热泵干燥系统进行了性能试验。结果表明,系统每小时的耗电量为538 kW·h,除湿速率为2016 kg/h,热泵机组的制热系数COP(coefficient of performance,COP)在3.7~6.7之间,除湿能耗比SMER(specific moisture extraction rate,SMER)为3.75 kg/(kW·h)。对多段塔式玉米热泵干燥和玉米燃煤干燥经济性进行比较研究,结果表明:得到1 kg干玉米的热泵干燥成本为0.038元,而燃煤干燥的成本为0.049元,单位玉米的热泵干燥成本比燃煤干燥成本降低22.4%。与玉米燃煤干燥相比,玉米热泵干燥能大量降低污染物的排放,节能减排效果明显,可为热泵干燥技术在粮食烘干领域应用提供有价值的参考。     

全封闭热泵干燥装置监控系统的设计与试验

为了改善干燥试验过程中的监控方式,提高了试验的精确性和效率,减轻了试验人员的工作负荷,并支持后期数据分析,该课题将热泵干燥技术、自动检测控制技术、SCADA技术融合,开发出一套由热泵干燥装置、数据采集与监控系统组成的热泵干燥监控系统。系统由一套全封闭的热泵干燥装置执行干燥过程;数据采集系统采集干燥现场数据,OPC服务器通过通信协议获取数据;监控系统主要具备PLC自动控制和PC机监控功能。试验结果表明,该系统能够实现温湿度精确控制,并具备数据的实时显示、归档、信息报警等功能,将作为后续研究的试验平台。     

我国中草药干燥的现状及发展趋势

通过对我国中草药干燥现状及主要存在问题的分析，提出了中草药干燥的发展趋势，阐述了真空冷冻、微波、远红外、热泵等新型干燥技术的应用原理，中草药干燥前预处理的重要性，并对中草药干燥发展的现实意义及市场前景进行了讨论。     

杏鲍菇转轮除湿热泵干燥系统结构设计及工艺参数优化

为了实现农产品低湿节能干燥,分析了典型转轮除湿干燥模式,基于能耗高、结构不合理等问题,开展转轮热泵联合除湿干燥系统优化设计与试验研究,研制出转轮除湿热泵干燥机。为了检验并提高转轮除湿热泵干燥机的作业性能,该文以杏鲍菇为研究对象,以降低杏鲍菇色差、除湿能耗比,提高复水性为目标,运用Box-Benhnken中心组合试验设计理论,对再生温度、干燥温度、转换点相对湿度影响其干燥品质与能耗的因素开展响应面试验。通过数据分析,建立了响应面模型,结合四维渲染图分析了上述3个考察指标受3个试验因素取值变化的影响机制,同时对各影响因素进行了综合优化与试验验证。结果表明,3个模型的R2均大于0.98,试验因素对干燥品质及能耗有较大影响,当再生温度87℃,干燥温度50℃,转换点相对湿度45%时,杏鲍菇复水比4.028,色差22.89,除湿能耗比(specific power consumption,SPC)2 633 k J/kg,与预测绝对值误差均低于6个百分点。该研究为转轮除湿热泵干燥设备的设计及干燥工艺优化提供参考。     

热泵干燥槟榔中试工艺参数优化

为了探索新型节能、低碳排放的槟榔干燥技术,应用热泵干燥设备对槟榔进行干燥研究,获得槟榔热泵干燥中试工艺参数。单因素试验分析了煮沸时间对槟榔硬度的影响,干燥温度和装载量对槟榔水分的影响;采用正交试验,通过加权评分值计算方法评价干果品质,优化热泵干燥工艺参数;测定储藏30 d后的干果进行理化和微生物指标;比较热泵干燥、蒸汽干燥和传统干燥槟榔的成本及品质。结果表明,新鲜槟榔经过沸水煮沸15 min,前12 h内干燥温度为50℃、12 h后干燥温度为65℃、装料量为3.5 t、烘房空气相对湿度为25%时,槟榔含水率为16.8%,好果率为96.0%,均匀度为91%,单位质量干果耗电量为0.92(k W·h)/kg,所干燥的槟榔干果综合评分为90.1分,呈橄榄黄或褐色。25℃储藏30 d无霉腐现象,检测结果显示含水率为17.8%,未检测出汞和苯并芘,铅和砷质量分数分别为0.02和0.1 mg/kg,致病菌未检出,大肠菌群数30 cfu/g,霉菌计数为30 cfu/g。经比较,热泵干燥槟榔比蒸汽干燥成本低11%,比传统土炉干燥成本低50%,零排放、无污染、操作智能化。研究结果为槟榔热泵干燥的标准化生产提供技术参考。     

热泵干燥婆枣的方案改进和试验对比

枣的人工干制有利于提高产品质量,避免发生丰产不丰收的现象。根据太行山区婆枣的特性,在自行搭建的热泵法箱式干燥器上进行了两种参考方案的干燥试验研究。通过分析干燥速率和干燥质量的变化,提出了改进方案,并进行试验验证。脱水量、干燥能耗和发热量的分析表明：改进的干燥方案符合干燥物内部的水分迁移规律,干燥效果好、节能效果明显。     

热泵干燥北极虾和鱼块的干燥特性研究

利用热泵干燥机，分别在-2～0℃和20℃两种温度下对北极虾整虾、去头北极虾、去壳北极虾和尺寸分别为50 mm(直径)×(7～9)mm(厚度)和50 mm×(14～18) mm的鱼块进行了干燥研究。结果显示，虾的状态(有壳或无壳、有头或无头)和鱼块的厚度对其干燥特性有着显著影响。无论干燥温度为-2～0℃还是20℃，去壳虾所需干燥时间均最少，去头虾的干燥速度均大于整虾；薄鱼块的干燥速度在20℃显著大于厚鱼块的干燥速度。扩散模型MR=Aexp(-kt)可以很好地描述热泵干燥北极虾和鱼块的干燥特性，根据试验结果建立的一系列统计回归模型显示，当热泵干燥温度由-2～0℃增加到20℃时，干燥速度和K值显著增加，干燥时间明显减小。     

低温环境下热泵热风干燥藏药性能试验

为提升低温环境下藏药干燥特性，该研究提出回热、喷焓热泵干燥系统模式，并通过试验探究所设计系统持续运行的稳定性及能效特性，获取低温条件不同方式载物模式下热泵连续运行的特性及变化规律。研究结论如下：在冬季高原严寒大温差（30 ℃）下，回热型热泵系统换热器换热效率平均为13.58%。喷气增焓热泵系统（?13.39～16.69 ℃）最低制热系数COP（Coefficient of Performance, COP）比普通涡旋热泵系统（?11.4～18.3 ℃）提升了51.5%，COP平均提高16.9%，有效提高了低温下系统制热能效。物料摆放方式以及铺料厚度对干燥效果影响显著，当装载量为100%，码放高度20 cm时，物料成品表皮色泽金亮，干燥度均匀，单位能耗除湿量SMER（Specific Moisture Extraction Rate，SMER）大。与传统方式相比，对同等数量的物料，热泵干燥耗时仅为传统阴干方式的1/9，且成本降低1 160元/t，同时避免了环境的二次污染。研究结果表明回热、喷焓型热泵系统能满足低温工况下藏药材干燥所需的能量供给且能够稳定运行。     

罗非鱼片热泵-微波联合干燥工艺

采用响应面分析法优化罗非鱼片热泵-微波联合干燥工艺参数。分别以干燥能耗和产品复水率为试验指标,以热泵干燥温度、转换点含水率、微波功率3因素为自变量,设计3因素3水平组合响应面分析试验,得出干燥能耗和产品复水率随热泵干燥温度、联合干燥转换点含水率和微波干燥功率变化的回归模型。三组验证试验的试验值与相应模型预测值的误差绝对值均小于5%。基于能耗最小的优化参数为:热泵干燥温度为34.34℃,转换点含水率为42.12%,微波功率为131.69 W;基于复水率最大的优化参数为:热泵干燥温度为33.87℃,转换点含水率为30%,微波功率为201.43 W。以热泵-微波联合干燥工艺参数组合(干燥温度为35℃,转换点含水率为39%,微波干燥功率取微波炉功率档252 W)进行试验,并与相同工况(温度和风速)热泵干燥试验值进行比较,结果表明,热泵-微波联合干燥时间比热泵干燥时间缩短了2/3;热泵-微波联合干燥罗非鱼片复水40 min,复水率达到57.40%,比热泵干燥的复水率(39.16%)增加46.5%。该文为热泵—微波联合干燥罗非鱼提供参考。     

热泵干燥北极虾的物理和感观特性研究

对分别在(-2～0)℃和20℃两种温度下热泵干燥北极虾(整虾、去头北极虾、去壳北极虾)的物理和感官特性进行了研究.结果显示,当热泵干燥温度由(-2～0)℃增加到20℃时,干燥虾的收缩率和所需的剪切力增大.干燥温度对干燥虾的色泽影响不显著.所有热泵干燥虾均具有高的复水能力和水分保持能力(WHC).研究结果还显示,虾的处理状态(有壳或无壳、有头或无头、解冻处理)对其物理和感官特性有着显著影响.解冻处理不利于虾色泽的保持并使之收缩增加.在所有的干燥虾样品中,在20℃下干燥的冷冻去头虾(B-2)具有最好的综合表现.与热风干燥相比,利用热泵干燥虾可获得高质量干燥产品.     

热泵干燥北极虾的物理和感观特性研究(英)

对分别在(-2～0)℃和20℃两种温度下热泵干燥北极虾（整虾、去头北极虾、去壳北极虾）的物理和感官特性进行了研究。结果显示,当热泵干燥温度由(-2～0)℃增加到20℃时,干燥虾的收缩率和所需的剪切力增大。干燥温度对干燥虾的色泽影响不显著。所有热泵干燥虾均具有高的复水能力和水分保持能力（WHC）。研究结果还显示,虾的处理状态（有壳或无壳、有头或无头、解冻处理）对其物理和感官特性有着显著影响。解冻处理不利于虾色泽的保持并使之收缩增加。在所有的干燥虾样品中,在20℃下干燥的冷冻去头虾（B-2）具有最好的综合表现。与热风干燥相比,利用热泵干燥虾可获得高质量干燥产品。     

海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制

干燥是海带加工过程中的工序之一，为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题，该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统，其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成。采用USS协议与G120变频器通讯，采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器，PLC对行走电机进行加减速判断；同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯，实现晾晒杆准确定位；然后编程控制气动抓手，自动实现海带晾晒杆的抓放等动作；利用限位开关作为数据传递的触发信号，晾晒棚与热泵房导轨自动对接，实现了海带自然晾晒与热泵烘干结合。试验结果表明，该控制系统总运行时间为5.7 h，晾晒杆定位误差±1 cm，高速运行时间20 m/min，晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%，烘干后海带含水率为15.2%左右，泥沙、杂质率为0%，为一级品。系统运行稳定，节约人工，保证海带干燥的品质。该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板。     

滚筒式作物种子干燥机自动控制装置的研制

作物种子干燥对种子的安全、保纯、适应性、温度控制精度的要求较高，为此设计了滚筒式作物种子干燥机及以单片机为核心的控制装置。分析了自行研制的滚筒式作物种子干燥机的结构及工作原理，讨论了其自动控制装置在种子干燥过程中的作用及工作原理，介绍了所设计的单片机自动控制装置的硬件电路和控制程序。使用结果表明：该控制装置设计合理，干燥的均匀性好，速度快、能保证种子的纯度，能满足不同作物种子在干燥过程中的安全性及控制精度的要求。     

适宜添加剂预处理提高罗非鱼片冻融-热泵干燥品质

为了获得添加剂预处理对罗非鱼片冻融-热泵干燥品质的综合影响,并为真空冷冻干燥提供常压低温干燥的替代比较,以罗非鱼片为试验材料,选取海藻糖、山梨醇和麦芽糊精3种添加剂,进行了不同质量分数的添加剂浸渍预处理对罗非鱼片冻融结合热泵干燥过程影响的系列试验,获得了干燥曲线,品质指标变化规律和试验条件下的最佳工艺条件,并与热风干燥,热泵干燥和真空冷冻干燥所得样品性能进行了对比试验。结果表明:合适的预处理添加剂及其质量分数能对冻融结合热泵干燥方式产生有利的促进作用,能取得提高干燥速度和改善干燥品质的双重效果,且以质量分数为15%的海藻糖溶液浸渍处理获得的效果较佳,在较佳工艺下获得的罗非鱼片的干燥品质综合评分比热风干燥和常规热泵干燥分别提高了40.18%和33.57%,相比于不经添加剂预处理的对照组有25.41%的提高,与真空冷冻干燥比仅低了4.39%,但其常压干燥条件比真空冷冻干燥的真空条件有较大程度的改善,研究结果能为水产品的常压低温干燥提供参考。