应用空气能热泵干燥设备提高农产品加工的效率和品质

卢昌阜

一、空气能热泵干燥设备的工作原理

作为一种高效的制热装置，空气能热泵干燥设备主要由两个子系统组成，即热泵子系统和干燥子系统，二者通过干燥介质有机的耦合来成为一个整体，通过消耗少量高品位能来换取大量的热能。其中，热泵子系统是由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀组成封闭回路，热泵工质就在其中循环流动；干燥子系统主要由干燥器、蒸发器和冷凝器组成封闭回路，空气就在其中循环流动。因此在某种程度上来讲，空气能热泵干燥设备其实是热泵和干燥器的有机结合。在空气能热泵干燥设备运行中，干燥器所排出的废气不再是直接排出到环境中，而是进入热泵；由热泵对废气降温除湿，再加热升温以后由干燥器循环利用。

二、空气能热泵干燥设备的应用优势

第一，空气能热泵烘干设备有着标准化的生产程序，在使用过程中可以根据农产品情况以及相关要求对烘干参数进行控制，这是其灵活性的优势。第二，空气能热泵烘干设备比较容易清洗和维护，使用寿命较长。第三，空气能热泵烘干设备热惯性比较小，不仅升温比较迅速，发热率也比较高，有着很好的节能效果；同时降温速率也比较快，在使用中可以随时调整，有着较明显的应用优势。

三、空气能热泵干燥设备的具体应用

1.不同类型设备的应用。空气能热泵干燥设备，在实际应用中一般不采用分体机的结构方式，根据和外界的相关关系，在农产品加工中的应用主要分为三种：（1）闭式热泵除湿干燥设备。这是一种封闭的热泵循环系统，干燥温度比较低，一般不会高于35℃，在水产品、热敏性物料以及中药材等的干燥上有着比较广泛的应用。（2）开式热泵除湿干燥设备。这类主要用于粮食谷物的干燥，温度一般不会超过50℃。先让待处理的空气依次经过蒸发器、回热器冷端和冷凝器，经过冷却之后就形成了低温空气；低温空气经过回热器冷端表面的时候会使冷端的温度降低，冷端的冷量就会迅速转移，整个环境空气就会变为进入干燥室的热干空氣；热干空气穿过农产品物料时会带走农产品的部分水分，在全部排放以后就不会再循环利用。（3）半开式热泵除湿干燥设备。这是适用性比较广泛的空气能热泵干燥设备，目前能够满足绝大多数农产品和果蔬的干燥要求，温度一般不会超过65℃。半开式热泵除湿干燥设备不仅有着其他除湿干燥设备的除湿特性，还可以根据干燥过程中环境的变化来实现干燥室的自动排气，干燥效率极高。

2.应用实例分析。某厂在对木瓜、红薯、番茄、芒果等农产品进行加工时，利用热泵干燥和传统蒸汽干燥进行了实验对比，结果发现热泵干燥有着极强的应用价值。热泵干燥在农产品的加工过程中，整机运行比较稳定，所产生的噪音比较小，比传统蒸汽干燥节能70%以上，烘烤出的农产品品质也更好。农产品在经过传统蒸汽干燥以后，由于干燥时间太长，致使农产品出现营养缺失的现象。但热泵干燥是一种温和干燥形式，更接近自然干燥，表面水分的蒸发速度和内部水分的表面迁移速度都比较接近；而且整个干燥系统往往处于一种密封状态，更能保护干燥物的色、香、味，所以热泵干燥的农产品品质比较高。

3.前景展望。该厂在使用空气能热泵干燥技术的时候，在成本方面做了充足考虑，并没有在空气能热泵干燥设备上安装PLC可编程控制器和触摸屏人机界面控制系统，所以在实际干燥过程中，还没有做到根据农产品物料不同，对循环空气的温度、湿度以及循环流量精准有效的进行控制。因此，实际应用往往需要对物料干燥进行定制制作，使用范围也会受到限制。针对这种情况，需要在应用中加大成本投入，将空气能热泵干燥设备向着标准化和自动化的方向发展。

对于很多农产品烘干来说，其要求是既不能炭化和糖化，同时更不能使得物料内部的一些有益元素流失，所以一般来说烘干55℃就是一个临界点，而空气能热泵干燥设备就可以对其进行很好的把控。作为一种降低能源消耗和提高烘干质量的有机结合技术，空气能热泵干燥设备有着巨大的发展应用空间。