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热泵烘干机在食用菌加工中的应用

四川烘干机设备-热泵除湿干燥机-空气能热泵烘干机厂家[原创] 2016-08-10 09:20:30

热泵是一种能从低温热源吸取热量 , 并使其在较高温度下作为有用热能加以利用的热能装置 。 它能够有效地利用环境热源 , 因而成为比能耗最低的加热装置 。 由于世界能源短缺 , 热泵装置能够节省能源消耗的优点受到广泛的重视并被越来越多地应用于工农业生产之中 。

 

1 热泵干燥技术发展概况

农副产品加工直接影响着农业生产的效益和人们的生活 。 很多农副产品 (包括食用菌) , 由于富含水分 (一般含水率在 80 %以上) 、 糖 、 蛋白质及维生素等营养物质以及芳香类特殊物质 , 在储藏 、运输及加工成食品或其他生活用品之前 、 之中 , 都必须进行干燥 , 而干燥作业一般都消耗大量能源 。据英国对食品 、 农业 、 化工 、 纺织 、 木材加工等十一种产业的统计 , 干燥作业的能源消耗占总能源消耗的 1116 %。 美国农业部的统计资料也表明 , 农副产品干燥消耗的能源要比农业机械作业消耗的能源多得多 。 为了降低能源消耗和提高加工品质 , 美 、日 、 德等国早在 70 年代就开始把热泵用到农副产品干燥作业中 。 国内从 90 年代开始了在干燥作业中应用热泵的尝试 , 一些企业引进国外热泵装置干燥鱼 、 青菜 、 水果 、 茶叶 、 粮食种子 。 直到现在 ,热泵装置才开始用来干燥香菇 、 美味牛肝菌等 , 取得了节约能源和提高质量的双重效益 。

2 热泵干燥的特点

热泵烘干机可以分为两类 。 第一类是开式结构 , 用调节配气比例实现温度自动控制 , 应用于连续干燥作业 ; 第二类是闭式结构 , 是在开式结构的基础上发展起来的 , 用调节冷凝器实现温度自动控制 , 气流在干燥箱内循环 , 无废气排放 , 热能利用有效系数更高 。

蜀冷热泵干燥机 , 就是一种应用闭式热泵装置的箱式干燥机。 近年来应用于食用菌、 蔬菜种子、 中药材、 蔬菜等的干燥加工生产及试验。 本机结构简单 , 热泵装置安装在箱体的一侧 , 除去必要的风道 , 余下的地方用来安放分层托盘 , 待干燥的物料均匀地摊放在托盘上。

其工作原理和特点如下
循环风机驱动空气按风道引导的走向在箱体内循环往返 。 热泵装置先是通过其蒸发器从空气中吸取热量 , 使空气的温度迅速下降到露点温度以下 ,这时空气中的水蒸气凝露析出 (析出的露水被排出箱体外) 。 接着把从空气中吸取的热量用来加热被脱了水的干燥冷空气 , 使空气升温而相对湿度大幅度降低 , 成为载湿能力很强的干燥热空气 。 随后 ,干燥热空气被引导均匀地通过待干燥物料 , 在流经待干燥物料时 , 和物料中的水分发生着热交换和相平衡作用 , 物料中的水分子吸收了空气中的热能 ,迅速地从物料中逸出而被气流带走 , 物料因而得到干燥 。 从待干燥物料中带走水分的空气重新进入热泵装置被脱水和加热 , 开始了又一个循环 。 空气不断地循环 , 物料则被不停地干燥 , 直到符合生产要求为止 。

在热泵干燥中 , 物料中水分蒸发所需的热量来自水蒸气凝结时发出的热量 , 整个干燥过程 , 无须对物料进行额外加热 。 因而不必附加任何形式的发热装置 , 这使得热泵干燥方法比别的干燥方法能够降低能源消耗 。 这是热泵干燥的主要特点 。

和其它气流干燥不同 , 热泵干燥的另一个特点是它通过对气流进行脱水来获得介质的强载湿能力 , 所以能够在常温以下获得强载湿能力的干燥空气 。 这就使得干燥作业能够在较低的温度下进行 ,一般干燥温度选择在 15 ℃~35 ℃的范围内 。 在这样低的干燥温度下 , 可以有效地抑制待干燥物料中的细菌的滋生 ; 防止了蛋白质受热变性 , 含糖物质受热结焦 , 易熔物质受热溶融 , 有生命的种子受热失效以及物料个体的变形 、 变色和芳香类物质的逃逸等等 , 这对于食用菌如香菇 、 美味牛肝菌 、 羊肚菌的干燥 , 尤其具有重要意义 。

另外热泵干燥机都不需要加热装置 , 省去了锅炉 ,热风炉和电加热器等发热设备的建设和管理 , 节省了建设投资和生产费用。

热泵干燥机是一种气流干燥设备 , 气流在箱体内循环 , 无废气烟气排放 , 流出的露水是由露滴集合的清澈的蒸馏水 , 不会对环境造成任何污染 , 噪声也只有 60~70dB , 是一种环保型的干燥设备 。 它还可以在风机上安装变频调速器 , 方便地调控箱体内的气流速度 ; 通过调节冷凝器工质的流量大小 , 就可以实现干燥温度的自动控制 。
 

3 热泵干燥在食用菌加工中的应用实例及效益

一、香菇的干燥 : 香菇的加工手段主要是干制 ,干香菇的含水率要求在 13 %以下 。 鲜活香菇的特点是水分含量高 , 一般在 85 %左右 , 蛋白质和各种营养成份含量丰富 。 采用蒸汽热风式或火力热风式烘干设备干燥 , 因烘烤温度较高 (一般在 40~70 ℃) , 烘房内上下温度不均匀 , 干燥速度变化不易掌握 , 常使烘烤出来的香菇外型过份收缩 , 开裂变形 , 表面出现硬化结壳现象 , 手感硬而脆 ; 同时在烘烤过程中香菇特有的清香气味会逃逸 , 符合出口外销标准的成品仅占 10 %左右 。 而用热泵干燥机干燥的香菇 , 成品符合出口外销标准的占 60 %以上 , 外形收缩均匀 , 不变形 , 菇形圆整 , 菇盖颜色为深褐色 , 色泽悦目 , 菇褶为乳白色 , 条纹清晰不倒 , 气味清香纯正 , 不带有烟味 、 焦味 , 深受日本市场欢迎 。

二、牛肝菌的干燥 : 美味牛肝菌又名白牛肝菌 , 在干制过程中不适宜高温干燥 , 在高温条件下 , 其外表会结膜变黑 , 影响内部水分向外部渗透蒸发 , 因而不能得到干燥均匀的产品 。 摊晒干燥的不均匀 , 不能得到储藏所要求 的 较 低 的 含 水 量(12 %) , 产品质量较差 。 用热泵干燥机干燥白牛肝菌 , 产品干燥均匀 , 片面平整 , 不纽曲卷边 , 颜色美观 , 芳香气味纯正 。

随着食用菌产品加工向深加工方向发展 , 干燥工艺将对机器设备提出越来越高的要求 。 热泵装置在食用菌产品干燥中已经表现出独特的优点 , 随着这些优点被更多的人们所认识 , 热泵干燥机一定会被更普遍地应用到食用菌产品的加工中去 。