空氣能熱泵原理
熱風(fēng)干燥基本介紹
它是現(xiàn)代干燥方法之一,是將熱空氣吹入干燥箱或干燥室以加速空氣流動的干燥方法。干燥室有熱風(fēng)管、鼓風(fēng)機(jī)等。燃燒室以煤為熱源,熱空氣通過熱風(fēng)管輸入室內(nèi)。由于鼓風(fēng)機(jī)的作用,熱空氣對流達(dá)到均勻溫度,余熱通過熱風(fēng)口排出。
熱風(fēng)干燥原理
熱空氣干燥以熱空氣為干燥介質(zhì),自然或強(qiáng)制對流循環(huán)和食物進(jìn)行濕熱交換。材料表面的水分是水蒸氣,通過表面的氣膜擴(kuò)散到氣流主體;同時(shí),由于材料表面的蒸發(fā),材料內(nèi)部和表面之間存在水分梯度差,材料內(nèi)部的水分以蒸汽或液體的形式擴(kuò)散到表面。這個(gè)過程是材料傳熱傳質(zhì)的干燥過程;但是對于干燥介質(zhì),也就是熱空氣,是一個(gè)冷卻加濕的過程。干燥介質(zhì)既是載熱體,也是載濕體。
熱風(fēng)干燥的特點(diǎn)
熱風(fēng)干燥在工業(yè)干燥生產(chǎn)中具有以下特點(diǎn):氣固兩相傳熱傳質(zhì)表面積較大的固體顆粒在氣流中高度分散懸浮,大大增加了氣固兩相傳熱傳質(zhì)表面積。因?yàn)闅馑佥^高,氣固兩相的相對速度也較高,不但使氣固兩相傳熱面積較大,而且體積傳熱系數(shù)也相當(dāng)高。物料的臨界濕度大大降低,因?yàn)楣腆w顆粒在氣流中高度分散。②熱效高,干燥時(shí)間長,處理量大。氣流干燥采用氣固兩相并流操作,可采用高溫?zé)峤橘|(zhì)干燥。材料的濕度越高,干燥介質(zhì)的溫度就越高。③氣流干燥器結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)能力大,操作方便,氣流干燥系統(tǒng)設(shè)備投資成本低,干燥、粉碎、篩分、輸送等單元工藝聯(lián)合運(yùn)行,工藝簡單,自動控制方便。熱空氣干燥不足:熱空氣干燥系統(tǒng)流動阻力大,必須選擇高壓或中壓通風(fēng)機(jī),耗電大。氣速高,流量大,常需選用大型旋風(fēng)分離器和袋式除塵器,造成設(shè)備體積大,占地面積大。干燥氣流對干燥載荷十分敏感。如果固體物料輸送量過大,氣流輸送就不能正常工作。
1.對不同藥材的特殊要求,分別掌握干燥程度。
2.土壤干燥室干燥:干燥室主要由磚和水泥結(jié)構(gòu)構(gòu)成。燃燒煤和柴火作為熱源,干燥中草藥通過空氣或風(fēng)和濕熱傳遞。成本低,干燥量大,適用于偏遠(yuǎn)、工業(yè)基礎(chǔ)差、資源豐富。主要缺點(diǎn)是溫度不易控制,干燥不均勻,能耗高,時(shí)間長,產(chǎn)品質(zhì)量差。
3.現(xiàn)代新型高溫?zé)岜酶稍锸矣筛邷責(zé)岜酶稍镏鳈C(jī)、巖棉保溫板或泡沫保溫板、星鐵龍骨架、除濕風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、電輔應(yīng)急系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、熱泵干燥機(jī)組成;*大的優(yōu)點(diǎn)是干燥溫度接近自然溫度,干燥的中草藥產(chǎn)品保持原有風(fēng)味,保持中草藥的性質(zhì)和顏色;是企業(yè)深加工中草藥的*佳干燥選擇!熱泵干燥室*大的特點(diǎn)是采用逆卡諾原理,采用*新的能源和空氣能技術(shù)加熱,比電加熱節(jié)能50-80%,比燒煤節(jié)能30%(不燃燒)。
4.廂式干燥機(jī):結(jié)構(gòu)簡單,廣泛應(yīng)用于小批量中草藥干燥。干燥時(shí),將中草藥攤在有孔的托盤上,將托盤堆放在有架子的軌道車上,推到干燥室干燥。事實(shí)上,為了獲得均勻干燥的產(chǎn)品,通常需要更換軌道車或托盤的位置幾次。操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力,單位水分蒸發(fā)成本高。
5.網(wǎng)帶干燥機(jī):中草藥均勻鋪在網(wǎng)帶上,由傳動裝置拖動,在干燥機(jī)內(nèi)循環(huán)。機(jī)器自動化程度高,連續(xù)工作,操作方便,特別適合干燥各種中草藥,經(jīng)常選擇。缺點(diǎn)是材料溫度不均勻,藥物性質(zhì)經(jīng)常喪失。
6.隧道干燥機(jī):干燥時(shí),將裝有中草藥的盤子放在車架上,從隧道的一端進(jìn)入,從另一端出來,在移動過程中干燥。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,半自動操作,投資節(jié)約,處理量大。
7.翻板干燥機(jī):中草藥從給料機(jī)送到翻板的頂部,然后翻板打開,藥材降到底部,第二層翻板干燥,翻板打開,藥材再次落下,循環(huán)干燥,完成干燥周期。這臺機(jī)器的特點(diǎn)是干燥層多;缺點(diǎn)是氣體分配不均勻,導(dǎo)致各層溫度不均勻。
8.振動流化床干燥:振動使中草藥向上翻轉(zhuǎn),懸浮在干燥介質(zhì)中,接觸面積大,加熱均勻,提高了保持藥性,但難以適應(yīng)各種規(guī)格的中草藥干燥。
上述方法缺少的是高能耗的熱源。常用的能源消耗包括熱風(fēng)爐、導(dǎo)熱油和蒸汽。大多數(shù)企業(yè)在當(dāng)前市場競爭激烈的時(shí)期是不能接受的。此外,有效成分的損失也很大,甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量下降。為提高熱風(fēng)干燥的生產(chǎn)效率,工業(yè)上常常允許較高的材料溫度和較厚的材料層,導(dǎo)致中草藥成分熱分解,造成變色、性味消失、質(zhì)量差等缺陷。使用溫和的材料層已經(jīng)成為制約工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)嚴(yán)重問題。溫和的材料層厚度不能很好地保持中草藥的干燥質(zhì)量。
此外,中草藥在干燥前需要適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,以調(diào)節(jié)氣味,消除毒性,減少初始含水量。但由于程序復(fù)雜、耗時(shí),往往不注意或忽視實(shí)際的干燥生產(chǎn)過程:干燥過程自動化程度低,中草藥含水量、水活性、干燥介質(zhì)溫度、濕度、流速自動監(jiān)測,導(dǎo)致干燥質(zhì)量差,*終含水量不符合要求,嚴(yán)重影響中草藥產(chǎn)品質(zhì)量。
我國新型中草藥干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著中草藥干燥中暴露出的問題,人們對干燥質(zhì)量的提高、能耗的降低和操作的可靠性提出了更高的要求。干燥將朝著提高產(chǎn)品質(zhì)量、有效利用能源、減少環(huán)境影響、使用計(jì)算機(jī)提高自控水平、操作簡單等方向發(fā)展。目前,正在開發(fā)和應(yīng)用的干燥技術(shù)主要包括真空冷凍、微波、遠(yuǎn)紅外線、太陽能干燥、高溫?zé)岜酶稍锏取?/p>
1.真空冷凍干燥:真空冷凍干燥是指將物料中的水在高真空狀態(tài)下冷凍成冰,然后直接升華為蒸汽的方法。中草藥汁是一種復(fù)雜的流體。為了完成冷凍,溫度和壓力應(yīng)至少控制在三相點(diǎn)以下,從固相直接轉(zhuǎn)化為氣相。因此,整個(gè)干燥過程應(yīng)在低溫下進(jìn)行,以有效防止熱敏物質(zhì)的氧化變性,獲得色彩保真(原色)、理想的干燥產(chǎn)品,有效成分損失少,性味強(qiáng)。目前人參、鹿茸、鹿鞭、冬蟲夏草、山藥、靈芝地黃等。與其他工藝相比,真空冷凍干燥設(shè)備價(jià)格昂貴,加工成本高,但增值率高,是保證中草藥干燥質(zhì)量的更好工藝,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。
2.微波干燥:微波干燥是指利用微波能量蒸發(fā)物料中的水分的過程。微波加熱具有很強(qiáng)的滲透性,可以使中草藥表面溫升均勻。微波能量可以達(dá)到中草藥材料的深度轉(zhuǎn)化為熱能,使深層水分迅速蒸發(fā),形成較高的內(nèi)部蒸汽壓力,消除干燥表面常見的皺紋萎縮,保持干燥質(zhì)量,這是常規(guī)加熱干燥無法企及的。同時(shí),微波還伴隨著生物效應(yīng)(非熱效應(yīng)),在短時(shí)間內(nèi)殺死蟲卵、大腸桿菌、孢子等微生物。數(shù)據(jù)顯示,人參、鹿茸、天麻等貴重藥材采用微波干燥技術(shù),具有較高質(zhì)量和熱效。
3.遠(yuǎn)紅外干燥:是指利用遠(yuǎn)紅外輻射元件發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線被材料吸收,直接轉(zhuǎn)化為熱能而進(jìn)行的加熱干燥。新鮮中草藥富含水分,能強(qiáng)烈吸收遠(yuǎn)紅外線,反復(fù)產(chǎn)生共振加熱,水分不斷加熱蒸發(fā),實(shí)現(xiàn)中草藥干燥。遠(yuǎn)紅外干燥設(shè)備簡單,輻照均勻,干燥速度快,干燥時(shí)間約為熱風(fēng)干燥的十分之一。生產(chǎn)效率高,可連續(xù)操作,實(shí)現(xiàn)溫度、風(fēng)量、進(jìn)料的自動控制,不會引起中草藥物理結(jié)構(gòu)的變化,更好地保持味道和有效成分。遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)通常用于低振動流化床結(jié)構(gòu)。
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