论文部分内容阅读
摘要：社会发展推动技术的进步，食品行业中应用的现代技术越来越多，再加上国家越来越重视粮食安全问题，加强了农作物的种植、运输以及存储的管理。本着节约粮食的原则需要进行合理存储粮食，以免在水分、温度等因素的影响下发霉、发芽，缩短粮食的存储时间，造成较大的浪费，影响农户以及企业的经济效益。再一个就是传统的晾晒方法不能实现粮食最大化收益。因此本文就从干燥机入手，对现在干燥常用的热泵流化床干燥机的研制与应用进行研究，希望能够推动粮食的收益。
关键词：热泵;流化床;干燥机;研制;应用;研究
引言
干燥机在果蔬作物的干燥上发挥了重要作用，干燥介质与物料的接触面积大，换热效果较好;设备的维护费用低、热效率高;干燥过程易控制，应用范围广泛等特点。干燥机在农业得到了广泛的应用，提升了干燥速度以及质量，有效提升了农产品产量，而且还有助于更好的存储果蔬粮食，笔者结合自己的工作经验以及搜集到的资料，对热泵流化床干燥机的研制与应用展开研究，为设计人员提供一些帮助，推动该类型干燥机的发展。
1热泵结构与流化床分析
1.1结构与工作流程
热泵是由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等4个主要部分构成，其中包含着循环工质。基本的流程为蒸发器将低温低压的工质饱和蒸气蒸发出来，蒸汽进入压缩机;然后压缩机把低压工质蒸气压缩为高压高温过热蒸气，进入冷凝器;工质在冷凝器中凝结，同时将内部热量传给被加热空气，工质自身变为高压中温饱和液;工质之后进入节流阀，通过节流阀后变为低压低温湿蒸气，进入蒸发器;在蒸发器中吸收干燥装置排风或环境大气、地下水等低温热源处的热量，工质变为低压低温饱和蒸气，又进入压缩机开始下一个循环。如此循环往复，实现热量由低温热源向被加熱空气的连续高效泵送。
1.2干燥装置工作原理
在流化床中，中温干燥空气与待干食品物料进行热湿交换，吸收物料中的水分，空气出流化床后变为20～40 ℃左右的低温潮湿空气，进入热泵蒸发器;在热泵蒸发器中，低温潮湿空气被冷却至露点温度以下，析出从物料中吸收的水分，变为0 ℃的冷冻干燥空气，进入热泵冷凝器;在热泵冷凝器中，冷冻干燥空气又被加热为40～80 ℃左右的中温干燥空气，通过循环风机后提高压力后再进入流化床，开始下一个循环。如此循环运行，实现物料的连续干燥。
1.3热泵流化床干燥机的特点
首先是干燥性能好，通过的多个环节蒸发能够最大限度的将粮食中的水分以及气体蒸发出来，而且是通过冷冻的方式干燥粮食，减少了对了粮食的损害，提升了的干燥质量，使其更加便于存储。其次是费用低，干燥的全过程中用到的添加物质较少，而且干燥机可以循环往复的利用，并且一次可以干燥很多的粮食。最后就是环保性能高，机器运行各个环节中使用的热量大部分都是流化床排风的余热，减少了燃料的应用，大大提升了经济效益。还有一个就是干燥机在干燥的过程中可以较好的保持农作物产品的味道，尤其是茶叶、香料等的干燥，对味道有很高的要求，其真空干燥方法能够减少香味的流失。
2热泵干燥机类型介绍
2.1空气源压缩式热泵干燥机
这类干燥机使用电能进行工作，但是其借助自身热力循环产生大量的热，在此过程中消耗的电能并不多。通过热泵流动工质在设备中气液两相的热力循环过程收集空气中的低温热量，加工后产生更高质量的热，从而干燥物质。这种机器运行过程中使用的能源少、应用范围大，且费用低。
2.2太阳能辅助热泵干燥器
该类干燥机是由太阳能干燥装置和热泵装置组成。太阳能集热器是主要部件，还有的设备中具备储热罐或集热水箱等装置。借助太阳能这种清洁能源进行加热，具备良好的环境效益，而且降低了运行费用消耗，干燥量大，但是因为技术不成熟，应用范围并不大，还需进行深入的研究，提升设备的利用率。
2.3化学热泵干燥机
工业生产中会产生大量的余热，但是绝大部分余热直接排放，造成资源浪费。技术人员也加强了余热应用的研究，以更好的实现二次利用。在干燥过程中要有效利用余热，但热量经过多个环节的消耗后排放出的多为低温热源，需要转换为高温，这就需要用到热泵系统最。化学热泵是蓄热和低温余热利用的新型节能装置，其不用消耗电能，却能提升热度，并且工作中也不会产生很大的污染，便于操作。
3干燥机发展现状
3.1企业发展能力迟缓
近几年干燥机市场发展态势并不好，经过笔者的调查发现部分烘干机企业人员流失率高达40%。当前干燥机在农产品干燥中有很多可以开发的市场，尤其是国家“优质粮食工程”等项目的提出。但是公开招标的形式，提升了供应商的资质和技术要求。中国干燥机事业的发展历程短，缺少组织大型工程的经验，不能很好适应项目的需求。因此还需要各企业更新自身的发展模式，提高干燥机的技术含量，以增强自身的竞争力。
3.2干燥机的质量与销量不匹配
受到种种因素的影响，大部分干燥机企业进行裁员，但是现代技术并不足以支撑企业进行全自动化生产。这就导致生产、质检、安装和售后等过程质量不达标，大大影响了干燥剂的性能。这就导致干燥机行业迟迟不能完成升级换代，使用的干燥剂仍是中低端设备，因此成本并不高。再加上干燥机行业尚无相关招投标规范和标准，导致企业持续压低价格竞争，严重影响了行业的发展。
3.3资金问题影响发展
目前国内“优质粮食工程”涉及的粮食产后服务中心项目在完成招标之后，需要企业自行垫资进行生产、运输、安装和调试，然后向地方粮食与物质储备局主管部门申请验收，验收通过后才能收到合同款的70%～90%，余款要到1年后才能结清。过程复杂，还需要垫付大量的资金，给企业带来很大的经济压力，这将会影响企业的资金运转以及长期发展。企业也没有更多的资金用于新设备以及新技术的研发，阻碍了设备的更新换代进度。
3.4政策问题
日本、美国这些发达国家的粮食机械化干燥发展水平高，几乎实现了全覆盖。随着发展我国也将迎来干燥设备发展的大机遇。尽管我国市场需求空间还很大，但是“井喷式”购买趋势下降，客户选购时更加的理性和挑剔。目前因为国家粮食与物质储备局“优质粮食工程”政策的不断推动，给予农户以及企业一定的补贴，在一定程度上推动了干燥机的发展，但是补贴有限，并不会调动所有人的购买积极性。所以要想推动干燥机的发展，还需重视问题，提升自身的竞争力。
结束语：农业作为我国的基础性产业，我国农村中有大量的人员从事农业生产活动，而且随着农业发展水平的提升，集约化农业成为发展的主要趋势，尽可能获取更多的农业经济效益。现代化农业设备也大量出现，极大地推动了农业的进步与发展。例如干燥机，提高了农产品的干燥速度，也提高了农作物的转化率。但是当前干燥机发展还存在很大的问题，仍需要继续进行研究，提高机器的性能。本文对热泵流化床干燥机 的研制与应用研究还存在很大的问题，日后还会继续进行研究、分析。
参考文献：
[1]薛宏伟，王成军，孙颖. 盐用振动流化床干燥机的设计特点及应用研究[J]. 盐科学与化工，1996，（14）：124-125.
[2]向飞，杨晶，王立，et al. 小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用[J]. 北京科技大学学报，2005（01）：111-115.
[3]阎红，陈国防，王维，et al. 离心流化床干燥设备的研究进展[J]. 南京林业大学学报（自然科学版），1997，21（S1）：086-89.
关键词：热泵;流化床;干燥机;研制;应用;研究
引言
干燥机在果蔬作物的干燥上发挥了重要作用，干燥介质与物料的接触面积大，换热效果较好;设备的维护费用低、热效率高;干燥过程易控制，应用范围广泛等特点。干燥机在农业得到了广泛的应用，提升了干燥速度以及质量，有效提升了农产品产量，而且还有助于更好的存储果蔬粮食，笔者结合自己的工作经验以及搜集到的资料，对热泵流化床干燥机的研制与应用展开研究，为设计人员提供一些帮助，推动该类型干燥机的发展。
1热泵结构与流化床分析
1.1结构与工作流程
热泵是由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等4个主要部分构成，其中包含着循环工质。基本的流程为蒸发器将低温低压的工质饱和蒸气蒸发出来，蒸汽进入压缩机;然后压缩机把低压工质蒸气压缩为高压高温过热蒸气，进入冷凝器;工质在冷凝器中凝结，同时将内部热量传给被加热空气，工质自身变为高压中温饱和液;工质之后进入节流阀，通过节流阀后变为低压低温湿蒸气，进入蒸发器;在蒸发器中吸收干燥装置排风或环境大气、地下水等低温热源处的热量，工质变为低压低温饱和蒸气，又进入压缩机开始下一个循环。如此循环往复，实现热量由低温热源向被加熱空气的连续高效泵送。
1.2干燥装置工作原理
在流化床中，中温干燥空气与待干食品物料进行热湿交换，吸收物料中的水分，空气出流化床后变为20～40 ℃左右的低温潮湿空气，进入热泵蒸发器;在热泵蒸发器中，低温潮湿空气被冷却至露点温度以下，析出从物料中吸收的水分，变为0 ℃的冷冻干燥空气，进入热泵冷凝器;在热泵冷凝器中，冷冻干燥空气又被加热为40～80 ℃左右的中温干燥空气，通过循环风机后提高压力后再进入流化床，开始下一个循环。如此循环运行，实现物料的连续干燥。
1.3热泵流化床干燥机的特点
首先是干燥性能好，通过的多个环节蒸发能够最大限度的将粮食中的水分以及气体蒸发出来，而且是通过冷冻的方式干燥粮食，减少了对了粮食的损害，提升了的干燥质量，使其更加便于存储。其次是费用低，干燥的全过程中用到的添加物质较少，而且干燥机可以循环往复的利用，并且一次可以干燥很多的粮食。最后就是环保性能高，机器运行各个环节中使用的热量大部分都是流化床排风的余热，减少了燃料的应用，大大提升了经济效益。还有一个就是干燥机在干燥的过程中可以较好的保持农作物产品的味道，尤其是茶叶、香料等的干燥，对味道有很高的要求，其真空干燥方法能够减少香味的流失。
2热泵干燥机类型介绍
2.1空气源压缩式热泵干燥机
这类干燥机使用电能进行工作，但是其借助自身热力循环产生大量的热，在此过程中消耗的电能并不多。通过热泵流动工质在设备中气液两相的热力循环过程收集空气中的低温热量，加工后产生更高质量的热，从而干燥物质。这种机器运行过程中使用的能源少、应用范围大，且费用低。
2.2太阳能辅助热泵干燥器
该类干燥机是由太阳能干燥装置和热泵装置组成。太阳能集热器是主要部件，还有的设备中具备储热罐或集热水箱等装置。借助太阳能这种清洁能源进行加热，具备良好的环境效益，而且降低了运行费用消耗，干燥量大，但是因为技术不成熟，应用范围并不大，还需进行深入的研究，提升设备的利用率。
2.3化学热泵干燥机
工业生产中会产生大量的余热，但是绝大部分余热直接排放，造成资源浪费。技术人员也加强了余热应用的研究，以更好的实现二次利用。在干燥过程中要有效利用余热，但热量经过多个环节的消耗后排放出的多为低温热源，需要转换为高温，这就需要用到热泵系统最。化学热泵是蓄热和低温余热利用的新型节能装置，其不用消耗电能，却能提升热度，并且工作中也不会产生很大的污染，便于操作。
3干燥机发展现状
3.1企业发展能力迟缓
近几年干燥机市场发展态势并不好，经过笔者的调查发现部分烘干机企业人员流失率高达40%。当前干燥机在农产品干燥中有很多可以开发的市场，尤其是国家“优质粮食工程”等项目的提出。但是公开招标的形式，提升了供应商的资质和技术要求。中国干燥机事业的发展历程短，缺少组织大型工程的经验，不能很好适应项目的需求。因此还需要各企业更新自身的发展模式，提高干燥机的技术含量，以增强自身的竞争力。
3.2干燥机的质量与销量不匹配
受到种种因素的影响，大部分干燥机企业进行裁员，但是现代技术并不足以支撑企业进行全自动化生产。这就导致生产、质检、安装和售后等过程质量不达标，大大影响了干燥剂的性能。这就导致干燥机行业迟迟不能完成升级换代，使用的干燥剂仍是中低端设备，因此成本并不高。再加上干燥机行业尚无相关招投标规范和标准，导致企业持续压低价格竞争，严重影响了行业的发展。
3.3资金问题影响发展
目前国内“优质粮食工程”涉及的粮食产后服务中心项目在完成招标之后，需要企业自行垫资进行生产、运输、安装和调试，然后向地方粮食与物质储备局主管部门申请验收，验收通过后才能收到合同款的70%～90%，余款要到1年后才能结清。过程复杂，还需要垫付大量的资金，给企业带来很大的经济压力，这将会影响企业的资金运转以及长期发展。企业也没有更多的资金用于新设备以及新技术的研发，阻碍了设备的更新换代进度。
3.4政策问题
日本、美国这些发达国家的粮食机械化干燥发展水平高，几乎实现了全覆盖。随着发展我国也将迎来干燥设备发展的大机遇。尽管我国市场需求空间还很大，但是“井喷式”购买趋势下降，客户选购时更加的理性和挑剔。目前因为国家粮食与物质储备局“优质粮食工程”政策的不断推动，给予农户以及企业一定的补贴，在一定程度上推动了干燥机的发展，但是补贴有限，并不会调动所有人的购买积极性。所以要想推动干燥机的发展，还需重视问题，提升自身的竞争力。
结束语：农业作为我国的基础性产业，我国农村中有大量的人员从事农业生产活动，而且随着农业发展水平的提升，集约化农业成为发展的主要趋势，尽可能获取更多的农业经济效益。现代化农业设备也大量出现，极大地推动了农业的进步与发展。例如干燥机，提高了农产品的干燥速度，也提高了农作物的转化率。但是当前干燥机发展还存在很大的问题，仍需要继续进行研究，提高机器的性能。本文对热泵流化床干燥机 的研制与应用研究还存在很大的问题，日后还会继续进行研究、分析。
参考文献：
[1]薛宏伟，王成军，孙颖. 盐用振动流化床干燥机的设计特点及应用研究[J]. 盐科学与化工，1996，（14）：124-125.
[2]向飞，杨晶，王立，et al. 小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用[J]. 北京科技大学学报，2005（01）：111-115.
[3]阎红，陈国防，王维，et al. 离心流化床干燥设备的研究进展[J]. 南京林业大学学报（自然科学版），1997，21（S1）：086-89.