空氣能高溫熱泵應用案例(二 )—藥材烘干

藥材為什么需要烘干?

????????干燥是許多工業生產和農副產品加工過程中必不可少的加工工序,藥材的烘干,主要是對藥材進行脫水處理,在保持藥性的前提下,使藥材能夠長期保存。根據具體中藥材的不同,烘干工藝是不一樣的,有的中藥材超過一定溫度后,便會失去其藥效,所以在藥材烘干是相當重要的。

藥材烘干面臨什么問題?

????? 在藥材對于烘干的高標準要求下,傳統的烘干方式,主要面臨以下問題:

(1)烘干溫度控制難,波動幅度較大,成品質量難以保證;溫、濕度偏差較大,物料干濕程度不均衡。

(2)燃料等能源利用率偏低,存在資源不必要浪費;而且燃料等能源運輸需要產生一筆不小的費用支出。

(3)燃煤、燃油、電熱等烘干方式,會產生CO2、CO、SO2等氣體,對周圍環境污染非常嚴重,同時存在中毒、漏電、火災等安全隱患。

(3)缺乏有效的控制系統,需要人為調整、控制溫度,容易產生人為的偏差,會導致產品的烘干效果不理想。

(4)維護復雜,且難度大,耗時耗力。

藥材烘干為什么要用空氣源熱泵?

??????? 在傳統烘干方式存在這么多問題,卻無法改善的時候,空氣源熱泵適應時代的需求,應運而生。空氣源熱泵烘干機,剛好彌補了傳統烘干方式的不足,優勢明顯。空氣源熱泵采用全自動化控制,可以根據設定模式自動調節機組的運行的狀態。升溫穩定,溫度均勻,溫差波動小,藥材烘干的品質高,保有了藥材的最大藥用價值。空氣源熱泵用于藥材烘干主要由以下優點:

☆效果更好

??????? 熱泵干燥是一種溫和的干燥方式, 接近自然干燥, 表面水分的蒸發速度與內部向表面遷移速度比較接近,保證了被干物品的品質好、色澤好、產品等級高。

☆更節能高效,運行費用低:

??????? 空氣源熱泵根據逆卡諾循環的原理,消耗一份電能,就能從空氣中轉移三份熱能,能耗小;不需要任何燃料,節省燃料運輸費。

☆更安全環保:

??????? 采用通用型高溫環保冷媒R134A,無爆炸、漏電、漏油、漏氣等安全隱患,機組運行過程不產生任何污染物。

☆更加智能:

??????? 采用全自動化控制,可以根據設定模式自動調節機組的運行的狀態。升溫穩定,溫度均勻,溫差波動少。避免燃料干燥機操作過程人為因素對烘干質量的影響。

☆維護更簡單:

??????? 采用微電腦自動控制,具有多種保護功能,操作簡單,非專業人員可操作維護。

 

熱泵烘干設計過程介紹

1、熱泵烘干的概念

??????? 熱泵烘干(干燥):是指通過熱泵產生的熱量加于所需烘干的物料(即濕物料)上,使物料脫水的過程。物料所含的水分有兩種,一種是存在于物料中的結合水(即物料里面的水分),一種是游離于物料表面的非結合水(即物料表面的水分)。

2、物料烘干的兩種過程

??????? 當對濕物料進行烘干時,有以下兩種過程發生:

1)過程1:熱量從周圍環境傳遞至物料表面,使表面水分(濕分)蒸發,液體以蒸汽形式從物料表面被帶走。

影響此過程干燥速率的因素:物料的溫度空氣溫度濕度和空氣流速暴露的表面積壓力等外部條件。此過程稱外部條件控制過程,也稱恒速干燥過程。

2)過程2 內部水分(濕分)傳遞到物料表面,隨之再發生表面蒸發。

影響此過程物料內部水分的遷移的因素:是物料性質溫度濕含量(水分濃度差)。此過程稱內部條件控制過程,也稱降速干燥過程。

干燥速率由上述兩個過程中較慢一個速率控制。物料干燥特性與采用的干燥方法也有關,這種特性通常用含濕量和時間函數表示,即干燥曲線或者干燥速率曲線表示。

恒定干燥條件下的?典型干燥速率曲

3、濕物料干燥過程

4、熱泵烘干原理

??????? 熱泵烘干機是利用逆卡諾原理,吸收烘干房外空氣的熱量并將其轉移到房內,實現烘干房的溫度提高,配合相應的設備實現物料的干燥。工作過程中,熱泵蒸發器吸收外界空氣中的熱量,或者回收干燥過程中排氣的余熱,經過壓縮機做功,將能量搬運(轉移)至烘干房中,烘干房內的熱空氣經過反復循環加溫,通過熱風將熱量加于物料上,使物料表面水分蒸發,并經過熱風將水分排走或者冷凝排水的過程,把物料中的水分排出,最終實現物料的連續干燥。 熱泵干燥房的運行原理如下圖示:

5、熱泵烘干的設計參數

6、烘干系統熱負荷計算

??????? 烘干系統總熱負荷(Q)主要由濕物料吸收的熱量(Q1)進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(Q2)維護結構(烘房)的散熱量(Q3)濕物料水分蒸發吸收的熱量(Q4)這四部分熱負荷組成。計算公式如下:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (kw)

(1) 濕物料吸收的熱量(Q1)應按下式計算:

Q1=cwM(tn – ts)/860

式中:Q1——濕物料吸收的熱量(kw);

cw——物料比熱[kcal/(kg?℃)],水的比熱=4.2×103J/(kg·℃) ≈1kcal/(kg?℃),查相關資料或根據含水量而定;

M——濕物料重量(kg);

ts——濕物料初始溫度 (℃),取室外環境溫度twn

tn——室內設計溫度(℃)。

?(2)進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(Q2) 應按下式計算:

Q2= G2/(dbp – dbh )? (tntwn) ? Cq/860

式中:Q2——進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(kw);

G2——濕物料排出的水分(脫水量) (kg);

dbp——平均排濕溫度濕含量(kg/kg),查焓濕圖

dbh——環境溫度濕含量(kg/kg),查焓濕圖

tn——室內設計溫度(℃);

twn——室外環境溫度(℃);

Cq——空氣比熱(kcal/kg℃),取0.24 kcal/kg℃。

(3)維護結構的散熱量(Q3)應按下式計算:

Q3=αFK(tn – twn) ?h /1000

式中:Q3——維護結構的散熱量(kw);

α——圍護結構溫差修正系數,取α=1;

F——圍護結構的面積(m2);

K——圍護結構的傳熱系數[W/(m2 ?K)];根據實際情況,可簡化為K=λ/d(λ查附錄表1),λ為維護結構材料的導熱系數[W/(m ?K)],d為維護結構厚度(m)。

tn——室內設計溫度(℃);

twn——室外環境溫度(℃);

h——設計烘干時間(h)。

(4)物料水分蒸發吸收的熱量(Q4) 應按下式計算:

Q4=G2?γ÷3600

式中:Q4——濕物料水分蒸發吸收的熱量(kw);

G2——濕物料排出的水分(脫水量) (kg);

γ——水的汽化潛熱(kj/kg),室內設計溫度對應的汽化潛熱(查水的汽化潛熱表)。

 

7、熱泵烘干機選型計算

(1)在預熱階段(不進行排濕),平均單位時間所需熱泵制熱量(Qj1) 應按下式計算:

Qj1= Q1/ hy+ Q3/ h

式中:Qj1——預熱階段所需熱泵制熱量(kw);

Q1——濕物料吸收的熱量(kw);

hy——設計預熱時間(h);

Q3——維護結構的散熱量(kw);

h——設計烘干時間(h)。

(2)在達到室內設定溫度下,烘干排濕過程中,平均單位時間所需熱泵制熱量(Qj2)應按下式計算:

Qj2= (Q2+ Q4)/ hp +Q3/ h

式中:Qj2——排濕階段所需熱泵制熱量(kw);

Q2——進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(kw);

Q3——維護結構的散熱量(kw);

Q4——濕物料水分蒸發吸收的熱量(kw);

hp——設計排濕時間(h);

h——設計烘干時間(h)。

 

8、部分熱泵烘干機圖片

 

中宇熱泵藥材烘干案例

??????? 通過公司的努力和客戶的支持,我司在全國各地完成了很多藥材類的烘干項目工程,以下為部分工程案例圖片:

1、湖南衡陽某藥廠桅子烘干

2、廣東普寧中藥飲片烘干

3、江西某藥廠中藥飲片烘干

4、廣東茂名桂圓烘干

總結

??????? 電熱、燒煤、燒油等傳統烘干方式,能耗高,對環境會造成污染。隨著人們生活質量的提高,對環境保護的意識越來越強,以及不可再生能源儲量的日益枯竭,隨之而來的是不可再生能源的價格將會越來越高,傳統高耗能、高污染烘干設備的使用會逐漸淘汰。中宇空氣能高溫熱泵烘干機作為一種可替代傳統烘干方式,而且安全、環保、節能的烘干設備,在藥材烘干領域有很大的應用前景。我司誠邀全國各地客商洽談合作事宜。

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