空气能高温热泵应用案例(二 )—药材烘干

药材为什么需要烘干?

        干燥是许多工业生产和农副产品加工过程中必不可少的加工工序,药材的烘干,主要是对药材进行脱水处理,在保持药性的前提下,使药材能够长期保存。根据具体中药材的不同,烘干工艺是不一样的,有的中药材超过一定温度后,便会失去其药效,所以在药材烘干是相当重要的。

药材烘干面临什么问题?

      在药材对于烘干的高标准要求下,传统的烘干方式,主要面临以下问题:

(1)烘干温度控制难,波动幅度较大,成品质量难以保证;温、湿度偏差较大,物料干湿程度不均衡。

(2)燃料等能源利用率偏低,存在资源不必要浪费;而且燃料等能源运输需要产生一笔不小的费用支出。

(3)燃煤、燃油、电热等烘干方式,会产生CO2、CO、SO2等气体,对周围环境污染非常严重,同时存在中毒、漏电、火灾等安全隐患。

(3)缺乏有效的控制系统,需要人为调整、控制温度,容易产生人为的偏差,会导致产品的烘干效果不理想。

(4)维护复杂,且难度大,耗时耗力。

药材烘干为什么要用空气源热泵?

        在传统烘干方式存在这么多问题,却无法改善的时候,空气源热泵适应时代的需求,应运而生。空气源热泵烘干机,刚好弥补了传统烘干方式的不足,优势明显。空气源热泵采用全自动化控制,可以根据设定模式自动调节机组的运行的状态。升温稳定,温度均匀,温差波动小,药材烘干的品质高,保有了药材的最大药用价值。空气源热泵用于药材烘干主要由以下优点:

☆效果更好

        热泵干燥是一种温和的干燥方式, 接近自然干燥, 表面水分的蒸发速度与内部向表面迁移速度比较接近,保证了被干物品的品质好、色泽好、产品等级高。

☆更节能高效,运行费用低:

        空气源热泵根据逆卡诺循环的原理,消耗一份电能,就能从空气中转移三份热能,能耗小;不需要任何燃料,节省燃料运输费。

☆更安全环保:

        采用通用型高温环保冷媒R134A,无爆炸、漏电、漏油、漏气等安全隐患,机组运行过程不产生任何污染物。

☆更加智能:

        采用全自动化控制,可以根据设定模式自动调节机组的运行的状态。升温稳定,温度均匀,温差波动少。避免燃料干燥机操作过程人为因素对烘干质量的影响。

☆维护更简单:

        采用微电脑自动控制,具有多种保护功能,操作简单,非专业人员可操作维护。

 

热泵烘干设计过程介绍

1、热泵烘干的概念

        热泵烘干(干燥):是指通过热泵产生的热量加于所需烘干的物料(即湿物料)上,使物料脱水的过程。物料所含的水分有两种,一种是存在于物料中的结合水(即物料里面的水分),一种是游离于物料表面的非结合水(即物料表面的水分)。

2、物料烘干的两种过程

        当对湿物料进行烘干时,有以下两种过程发生:

1)过程1:热量从周围环境传递至物料表面,使表面水分(湿分)蒸发,液体以蒸汽形式从物料表面被带走。

影响此过程干燥速率的因素:物料的温度空气温度湿度和空气流速暴露的表面积压力等外部条件。此过程称外部条件控制过程,也称恒速干燥过程。

2)过程2 内部水分(湿分)传递到物料表面,随之再发生表面蒸发。

影响此过程物料内部水分的迁移的因素:是物料性质温度湿含量(水分浓度差)。此过程称内部条件控制过程,也称降速干燥过程。

干燥速率由上述两个过程中较慢一个速率控制。物料干燥特性与采用的干燥方法也有关,这种特性通常用含湿量和时间函数表示,即干燥曲线或者干燥速率曲线表示。

恒定干燥条件下的 典型干燥速率曲

3、湿物料干燥过程

4、热泵烘干原理

        热泵烘干机是利用逆卡诺原理,吸收烘干房外空气的热量并将其转移到房内,实现烘干房的温度提高,配合相应的设备实现物料的干燥。工作过程中,热泵蒸发器吸收外界空气中的热量,或者回收干燥过程中排气的余热,经过压缩机做功,将能量搬运(转移)至烘干房中,烘干房内的热空气经过反复循环加温,通过热风将热量加于物料上,使物料表面水分蒸发,并经过热风将水分排走或者冷凝排水的过程,把物料中的水分排出,最终实现物料的连续干燥。 热泵干燥房的运行原理如下图示:

5、热泵烘干的设计参数

6、烘干系统热负荷计算

        烘干系统总热负荷(Q)主要由湿物料吸收的热量(Q1)进行排湿操作需要补充新风消耗的热量(Q2)维护结构(烘房)的散热量(Q3)湿物料水分蒸发吸收的热量(Q4)这四部分热负荷组成。计算公式如下:

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

(1) 湿物料吸收的热量(Q1)应按下式计算:

Q1=cwM(tn – ts)/860

式中:Q1——湿物料吸收的热量(kw);

cw——物料比热[kcal/(kg•℃)],水的比热=4.2×103J/(kg·℃) ≈1kcal/(kg•℃),查相关资料或根据含水量而定;

M——湿物料重量(kg);

ts——湿物料初始温度 (℃),取室外环境温度twn

tn——室内设计温度(℃)。

 (2)进行排湿操作需要补充新风消耗的热量(Q2) 应按下式计算:

Q2= G2/(dbp – dbh )• (tntwn) Cq/860

式中:Q2——进行排湿操作需要补充新风消耗的热量(kw);

G2——湿物料排出的水分(脱水量) (kg);

dbp——平均排湿温度湿含量(kg/kg),查焓湿图

dbh——环境温度湿含量(kg/kg),查焓湿图

tn——室内设计温度(℃);

twn——室外环境温度(℃);

Cq——空气比热(kcal/kg℃),取0.24 kcal/kg℃。

(3)维护结构的散热量(Q3)应按下式计算:

Q3=αFK(tn – twn) •h /1000

式中:Q3——维护结构的散热量(kw);

α——围护结构温差修正系数,取α=1;

F——围护结构的面积(m2);

K——围护结构的传热系数[W/(m2 •K)];根据实际情况,可简化为K=λ/d(λ查附录表1),λ为维护结构材料的导热系数[W/(m •K)],d为维护结构厚度(m)。

tn——室内设计温度(℃);

twn——室外环境温度(℃);

h——设计烘干时间(h)。

(4)物料水分蒸发吸收的热量(Q4) 应按下式计算:

Q4=G2•γ÷3600

式中:Q4——湿物料水分蒸发吸收的热量(kw);

G2——湿物料排出的水分(脱水量) (kg);

γ——水的汽化潜热(kj/kg),室内设计温度对应的汽化潜热(查水的汽化潜热表)。

 

7、热泵烘干机选型计算

(1)在预热阶段(不进行排湿),平均单位时间所需热泵制热量(Qj1) 应按下式计算:

Qj1= Q1/ hy+ Q3/ h

式中:Qj1——预热阶段所需热泵制热量(kw);

Q1——湿物料吸收的热量(kw);

hy——设计预热时间(h);

Q3——维护结构的散热量(kw);

h——设计烘干时间(h)。

(2)在达到室内设定温度下,烘干排湿过程中,平均单位时间所需热泵制热量(Qj2)应按下式计算:

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

式中:Qj2——排湿阶段所需热泵制热量(kw);

Q2——进行排湿操作需要补充新风消耗的热量(kw);

Q3——维护结构的散热量(kw);

Q4——湿物料水分蒸发吸收的热量(kw);

hp——设计排湿时间(h);

h——设计烘干时间(h)。

 

8、部分热泵烘干机图片

 

fun88体育注册热泵药材烘干案例

        通过公司的努力和客户的支持,我司在全国各地完成了很多药材类的烘干项目工程,以下为部分工程案例图片:

1、湖南衡阳某药厂桅子烘干

2、广东普宁中药饮片烘干

3、江西某药厂中药饮片烘干

4、广东茂名桂圆烘干

总结

        电热、烧煤、烧油等传统烘干方式,能耗高,对环境会造成污染。随着人们生活质量的提高,对环境保护的意识越来越强,以及不可再生能源储量的日益枯竭,随之而来的是不可再生能源的价格将会越来越高,传统高耗能、高污染烘干设备的使用会逐渐淘汰。fun88体育注册空气能高温热泵烘干机作为一种可替代传统烘干方式,而且安全、环保、节能的烘干设备,在药材烘干领域有很大的应用前景。我司诚邀全国各地客商洽谈合作事宜。