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干燥技術的特點

（1）節(jié)約能源

節(jié)約能源是熱泵初應用的出發(fā)點，也是主要的優(yōu)點。熱泵低溫(15～45℃)干燥木材時可節(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。布匹對干燥溫度有嚴格的要求，熱泵干燥機組不但能滿足此要求，而且比傳統(tǒng)的熱泵干燥機組節(jié)能50％左右。熱泵干燥技術應用在蔬菜脫水中節(jié)能高達90％。近年來，越來越多的研究人員也證實了熱泵干燥機組的節(jié)能特性。

（2）干燥產(chǎn)品品質好

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好、色澤好、產(chǎn)品等級高。用普通的干燥方法得到的芳香類揮發(fā)性物質保留少、耐熱性差的維生素保留低、顏色變化較大。例如：用滾筒干燥機得到生姜的生姜素保持率僅為20％，而用熱泵干燥得到的生姜素保持率高達26％。Van Blarcom和Mason的試驗表明，即使在50℃下，采用熱泵干燥的澳大利亞堅果也不會出現(xiàn)上面所說的褐變現(xiàn)象，能較好地保持堅果原有的色澤、風味及營養(yǎng)成分。

（3）干燥參數(shù)易于控制且可調(diào)范圍寬

熱泵干燥過程中，循環(huán)空氣的溫度、濕度及循環(huán)流量可得到、有效的控制，且溫度調(diào)節(jié)范圍為-20 ～100℃(加輔助加熱裝置)，相對濕度調(diào)節(jié)范圍為15％～80％，適合于熱敏性物料的干燥。

（4）環(huán)境友好

物料干燥不僅要求提高產(chǎn)品質量和節(jié)約能耗，同時必須對環(huán)境友好�；谙嗤脑u價標準，熱泵對全球變暖的影響與電釋放的CO2 相比是很小的。對環(huán)境的友好是熱泵干燥的優(yōu)點。目前，國外提倡應用熱泵來減少CO2的排放，它必將得到進一步應用。

1.2 熱泵干燥技術的應用實例

（1） 煙草烘干

針對我國煙葉烘烤質量及目前國內(nèi)節(jié)能烘烤設施缺陷等問題，由東莞市永淦節(jié)能科技有限公司科研小組歷近十年，研制了高溫熱泵煙草全自動烘干系統(tǒng)，已在煙草、食用菌、農(nóng)作物烘烤領域已經(jīng)獲得規(guī)模化的生產(chǎn)應用。該設備首次應用已獲國家發(fā)明專利的熱泵加熱和冷凝除濕技術，經(jīng)檢測設備熱效比達1∶3～5，安全、環(huán)保；率先使用已獲國家實用新型專利的煙葉烘烤監(jiān)控儀，采用數(shù)字式溫度傳感器，精度達0.1℃，內(nèi)置多種烘烤“專家系統(tǒng)”，并具備在線調(diào)節(jié)功能，可實現(xiàn)不同生態(tài)條件下煙葉烘烤的溫濕度自動控制。

本項目自1998年開始，從更深層次研究了影響煙葉烘烤過程主要的生理生化變化規(guī)律及其與烘烤環(huán)境條件的關系，揭示了煙葉烘烤質量形成的本質；研究開發(fā)了適合我國國情的烤煙適度規(guī)模種植的熱泵供熱，冷凝排濕的密集烤房及其自控設備，其熱效比達到5左右，烘烤性能穩(wěn)定，能有效準確地實現(xiàn)烘烤工藝要求的各項指標，確保煙葉內(nèi)在和外觀品質，烤干1kg干煙葉耗電量僅有1kW·h。而且，烘烤過程污染達到零排放，能夠一機多用，隨著我國電力供應逐漸達到富裕程度，該技術具有廣闊的應用前景。

（2） 木材的干燥

木材干燥是較成功的應用熱泵干燥技術的領域之一。雖然用熱泵技術干燥木材較常規(guī)氣流干燥耗時多，但顯著的節(jié)能效果和較高的木材利用率使熱泵干燥法成為木材干燥加工的主要手段之一，特別適用于那些商業(yè)價值高、干燥難度大的“難干木材”。近年來，北京林業(yè)大學一直致力于木材熱泵干燥的理論研究(1992，張璧光；1996，張璧光)，積累了大量實驗數(shù)據(jù)和實踐經(jīng)驗，而在實際運行中節(jié)能效果和干燥效果均較理想。

（3） 谷物的干燥

谷物干燥是熱泵干燥技術的主要研究及應用領域之一。美國于1950年就試驗采用空氣／空氣熱泵干燥谷物。實際現(xiàn)場試驗表明，電熱式干燥谷物的除水率約為1．1kg／kW·h，而熱泵法干燥谷物的除水率約為1．8kg／kW·h，后者比前者能量消耗約少40％。目前，英國、德國等發(fā)達國家的熱泵干燥技術已在谷物干燥加T生產(chǎn)實踐中得到廣泛應用。

（4） 茶葉的干燥

采用水／水熱泵烘干茶葉，每噸茶葉大約消耗能源1250kW·h(相當于0．45t標準燃料)；而煙氣或熱空氣烘干茶葉，每噸茶葉大約消耗1833 kW·h(相當于0．66t標準燃料)，大約節(jié)約32％的能源。同時可以控制的溫度狀態(tài)，提高了產(chǎn)品質量，防止了茶葉過度干燥。采用熱泵干燥技術，可溶性鞣酸的損失可減少1 1％～13％。

（5） 種子的干燥

熱泵干燥技術的低溫干燥特性比較適合于種子干燥，相關研究人員用熱泵干燥機分別對玉米、大豆、稻谷、白菜種子進行了干燥試驗研究。

天津大學的馬一太教授通過熱泵干燥種子的實驗” 研究證實了熱泵干燥是一種良好的種子干燥方法，能夠保證種子的干燥品質，提高干燥溫度，減小干燥空氣相對濕度，降低初含水率，縮短干燥時間。在干燥空氣流速較低的情況下，干燥空氣流速對干燥速率影響很小。種子的發(fā)芽率和健芽率受干燥溫度影響，建議白菜種子的干燥溫度不宜超過40℃。在條件允許的情況下，熱干燥可采用雙干燥室和較低溫度進行間歇干燥，從而提高種子的干燥質量。

（6） 食品的干燥

把熱泵干燥技術應用于食品物料的干燥愈來愈得到人們的關注。一方面是過去對食品等熱敏感性物料的干燥一般采取冷凍干燥，但干燥成本太高；另一方面是熱泵干燥的干燥條件溫和，干燥參數(shù)易于控制，能夠得到與冷凍干燥品質相近的產(chǎn)品熱泵干燥食品物料時其干燥溫度能在-20 ～60℃范同內(nèi)調(diào)節(jié)，采用恰當?shù)目刂品椒�，熱泵干燥系統(tǒng)可在常壓下實現(xiàn)冷凍干燥。Chua et a1．(2000)應用他們自己設計的二級蒸發(fā)熱泵干燥系統(tǒng)，根據(jù)不同的農(nóng)產(chǎn)品，設定了不同的干燥介質溫度，得到的產(chǎn)品質量好，而且在整個干燥過程中顏色和維生素C的損失分別下降87％和20％。