隧道式干燥机节能研究现状及展望

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1、隧道式干燥机节能研究现状及展望   干燥是农产品加工中的重要单元操作之一，其能耗相当惊人。据报导，我国干燥消耗的能量约占总能耗的12％m。“十一五”规划的建议中，要求单位GDP能耗比“十五”期末降低20％，因此降低干燥能耗是一项十分重要而有意义的工作。隧道式干燥机是工农业生产中的传统干燥设备，在各种农产品、中药材、木材和纸张的干燥中，应用非常普遍。干燥设备能耗高一直是制约干燥工业发展的瓶颈。一方面，高能耗干燥设备无法推广使用，直接影响了农产品及中药材的生产与产品质量。例如，利用热风进行干燥的隧道式干燥机，热能利用率较

2、低，只有30％-40％。另一方面，目前传统干燥技术和设备仍占很大比例，热风对流干燥占据了脱水食品生产量的90％以上州，使干燥新技术的大规模应用受到限制。因此，在干燥新技术开发和规模化应用的同时，还要研究传统干燥技术与设备的节能降耗。研究降低隧道式干燥设备能耗，具有很大的社会效益和经济效益。1 从干燥方式着手节能降耗1．1组合干燥由于物料的多样性及其性质的复杂性，用单一的干燥方式来干燥物料，往往达不到最终产品的质量要求，或者是消耗能量太大。如果把2种或2种以上的干燥方式结合起来，在物料不同水分阶段采用不同的干燥方式，不

3、仅可以有效提高干燥效率，节约能源，而且可以较好地控制整个干燥过程，有助于获得高质量的产品，这种干燥方式就称为组合干燥闸。   许多学者研究了微波热风组合干燥方式对农产品的干燥，取得了良好的效果。马先英等人同研究了热风与微波组合干燥胡萝卜片的干燥特性，发现采用热风与微波组合干燥方式的干燥速率比常规的热风干燥提高了1．4倍以上，总干燥时间缩短了34min，并且干制品的色泽、香味、形状和组织都有明显的改善。这是因为热风干燥对物料表面的自由水分的排除效果明显，但进入降速干燥阶段后，物料内部水分较难被排除；而微波干燥过程中，湿

4、物料的温度梯度是内高外低，含水率梯度也是内高外低，二者方向一致，并且能量集中供给水分，因此干燥速率非常快。但微波干燥的缺点是干燥均匀性差，易出现焦煳，并且正是由于其干燥速率非常高，致使物料内部水分汽化后，不容易排出，在物料内部形成高温高压的空腔，使物料过热和膨化。因此，将这2种干燥方式有机结合起来，寻找合适的转换点和最佳干燥r艺，在热风干燥进入降速干燥阶段时，换用微波干燥来完成最终的干燥，不但可以提高制品的品质，还可以降低能耗。还有其他的干燥组合，如采用超声波与普通干燥组合，即在干燥过程中施加超声波能量场，激励物料内

5、部分子的振荡，有助于水分子的扩散。这也是一种新型的干燥方式。1．2风向控制顺流干燥和逆流干燥是最常见的2种送风方式，两者各有其优缺点。混流干燥则集二者的优点于一身，既使得干燥均匀，又可加快干燥速度，缩短干燥时间，节约能源。热风换向技术在现代木材的干燥加工中已经是一项非常成熟的技术，但在农产品的干燥中应用还不多见，很有研究价值。王传耀等人研究了银耳的热风换向干燥技术，用以取代传统的垂直气流热风干燥。采用垂直气流热风换向干燥和横向水平气流热风换向干燥技术改造方案，得出较优干燥工艺为：干燥温度70-80℃，换向时间间隔1h

6、。这两项改造方案分别比传统垂直气流热风干燥速率提高30％与40％，而且横向水平气流热风换向干燥的节能达50％。热风换向技术可明显改善物料的温度与湿度梯度，加快干燥速率，但并不是换向时间越短越好。因为在干燥前期，在升温未达到干燥工艺温度时换向，反而不利于干燥，因此在干燥的加热阶段不宜换向；若换向时间长，物料干燥会出现短时的不均匀，物料收缩也不均匀，并不能明显改善整体的通风性，使干燥速率相对较慢。因此，热风换向技术的关键是寻找最佳的换向周期。1．3分段干燥同种干燥方式的不同干燥阶段，可以针对物料所处阶段的特性，采用不同的

7、干燥参数，称为分段干燥。对隧道式热风干燥机而言，顺流干燥时，提高干燥机人口的空气温度，有利于提高干燥机的热效率，即使对于热敏性物料也不用担心会产生热破坏。这是因为在干燥初期，物料水分含量较大，物料表面温度为湿球温度，其他热力干燥也有此规律。因此，在加热阶段和恒速干燥阶段，宜采用较高的温度，而在降速干燥阶段则应采用较低的温度，这就是分段变温干燥方式。王泽南等人研究了荸荠片的分段变温干燥工艺，发现前段采用90℃下干燥75min，后段在65℃干燥180min，可在保证荸荠片品质的前提下，其干燥时间比65℃恒温干燥缩短了1h

8、，降低了能耗。这种干燥方式应用于连续、半连续的隧道式干燥机有一定的困难，可用2台隧道干燥机配合工作，投资虽然增加了，但其节能效果明显，有一定的应用前景。特别注意的是，要在不同的温度采用不同的风速，高温低风速，低温高风速，可以减少热风用量，更能有效利用热量。因为高温热风具有高的饱和水分含量，可以容纳更多的水分，因此采用低风速，使热风与物判更长时间