热泵型香菇烘干体系在国内外的研讨与开展
20世纪70时代末,80时代初,热泵技术开端鼓起。随着热泵的开展,被逐渐运用于烘干行业,醉初用于烘干木材,随后逐步应用于更广的领域,烘干种子、谷物、药材、果蔬等。热泵烘干体系一般由热泵体系和烘房体系组成,热泵体系主要部件为压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。滚筒式烘干机主要由循环风机和回风通道以及排湿风机组成。在20世纪60
滚筒式烘干机
热泵型香菇烘干体系在国内外的研讨与开展
20世纪70时代末,80时代初,热泵技术开端鼓起。随着热泵的开展,被逐渐运用于烘干行业,醉初用于烘干木材,随后逐步应用于更广的领域,烘干种子、谷物、药材、果蔬等。热泵烘干体系一般由热泵体系和烘房体系组成,热泵体系主要部件为压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。滚筒式烘干机主要由循环风机和回风通道以及排湿风机组成。在20世纪60时代日本也开端滚筒式烘干机进行研讨,1987年日本已有各种热泵干燥设备大约3000套。热泵通其过耗费小部分的电能(或其他高位能)使制冷工质在热泵体系内循环,将环境或其他的废热余热中的低位热能转化为可用于烘干的高位热能,滚筒式烘干机高位热能则传递给干燥介质,干燥介质在滚筒式烘干机体系内循环加热烘干物料。热泵烘干是一种将低位热源搬运为高位热源的烘干技术,对环境几乎没有影响,且能耗低,无污染,节能环保,符合当时动力政策和开展趋势,成为国内外学者研讨的热点。
滚筒式烘干机
热泵烘干具有以下优势:
(1)滚筒式烘干机节能效果好。热泵干燥是经过搬运环境或废热中的能量对物料进行烘干,从能量搬运角度来看,热泵所发生的热能是其耗费的电能加上搬运的热能,是搞效节能的,热泵干燥体系的COP很高,单位能耗除湿量规模在1—4kg/k Wh之间,平均值为2.5kg/k Wh。滚筒式烘干机在烘干过程中还会由围护结构损失必定的热量,因此滚筒式烘干机烘干必定容量香菇所需的热量可由下式核算。
(2)滚筒式烘干机干燥规模广。热泵干燥所提供的温度规模是-20℃—100℃(加辅热设备),相对湿度规模是15%—80%。较宽的温湿度规模使热泵干燥可以运用于多种物料的干燥。
(3)便于自动化操控,参数可控性强。热泵干燥相对于传统的燃煤燃木材等干燥有着便于操控的优势,自动化程度高,可以较大的进步工作效率。
(4)干燥产量好。热泵干燥的过程中,物料外表水分和内部水分的蒸发速率非常相近,接近于自然的干燥过程,是一种较平稳的干燥途径。另外,干燥过程处在一个关闭的环境中,削减物料的受热蜕变及变色,削减了其风味物质的丢失。总的来说传统烘干房在节能减排、烘干功率、自动控制、烘干质量上都存在弊端。相比传统的干燥,热泵干燥更好的维护被烘干物品的色彩、香气、味道、外观形态和有效成分,所以烘干后的物量好,等级高。
(5)对环境较为友爱。热泵干燥运用的清洁动力,整个过程不发生污染物,较传统的燃煤和木材的干燥可以很好的维护环境。
香菇堆积孔隙率
在滚筒式烘干机作业过程中,香菇是均匀堆积在物料盘中的,香菇堆积中存在空地,因此在模拟中将物料盘和香菇当成多孔介质模块。多孔介质的孔隙率就是物料盘中堆积香菇中孔隙的体积与一切香菇的密实体积的比值。
滚筒式烘干机的物理模型和数学模型,主要内容如下:
(1)滚筒式烘干机通过phoenics软件对500kg容量热泵型香菇烘干房不同送风方法别离建立了 4200×2200×2100mm(长×宽×高)物理模型并进行结构化网格划分,X轴方向的网格单元数为NX=90,Y轴方向的网格单元数为NY=50,Z轴方向的网格单元数为NZ=55。完全烘干期:此阶段烘干房内的温度为60℃到65℃之间,此阶段排气口全部封闭,此阶段时刻一般为5-6个小时。
(2)针对热泵型香菇烘干房内气流组织,滚筒式烘干机选用标准k-模型作为模拟计算的数学模型,并设置烘干房的送风温度为50℃,送风风量为4m3/s,排湿/排热风机的排风风量设置为用0.39m3/s,香菇堆积孔隙率设定为0.3。
针对滚筒式烘干机尺寸在1 cm内的水果烘干,查阅相关材料,确定本设计烘干系统选用4台220 V、400 W的风机和4台220 V、2200 W的压缩机,按照均布式的布局装置在烘干箱的同一侧面板上;为了加速排湿的速度,在烘干箱的顶部开设两个风扇。
滚筒式烘干机控制系统的硬件设计
果蔬的烘干过程中,加工时间和烘干温度是整个烘干控制系统的重要参数[5,6],其运转的安稳性和安全性是衡量控制系统好坏的重要目标。因此,本系统将环绕以上2个性能目标,从5个模块构建整个控制系统的架构,分别为控制模块、采集模块、执行模块、上位机模块和安全模块。此种办法在原有的核桃烘干机的基础上,根据数字化和自动化技能,滚筒式烘干机操控核桃的受热区域及烘干机的内温度,旨在节约生产成本,提高核桃烘干出产效率以及核桃的。
滚筒式烘干机主控制器挑选PLC,具有运转安稳性、装置方便简略、丰厚的I/O接口模块以及编程简洁的优势。因此,依据系统所需传感器个数和被控制设备的数量换算成对应输入信号和输出信号的点数,滚筒式烘干机醉终挑选台达DVPEH00R3系列PLC作为控制器,其主要功用包括:控制过程中的数据缓存和运算、输出设备的控制(例如中间继电器、交流触摸器等)。因此,需要对香菇烘干进程中的工艺参数进行研究,以使热泵型香菇烘干房烘干后的香菇质量更优,且在烘干进程中使得热泵型烘干房能更搞效、节能。
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