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、***、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。带式烘干机主要由循环风机和回风通道以及排湿风机组成。其意图是使物料的水分含量下降到一定的水平，***果蔬中的微生物的生长，然后延伸货架期，提高储藏效果。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，带式烘干机高位热能则传递给干燥介质，干燥介质在带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。

带式烘干机

热泵烘干具有以下优势：

（1）带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。带式烘干机轴承空隙的调整恰当的轴承空隙是确保轴承正常作业的重要条件。

（2）带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）干燥产品质量好。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。烘干机运用不当也会形成物料起火，技术人员必须要仔细阅读运用说明书，并按照相关的规范和规则来进行操作和运用。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，所以烘干后的物品质量好，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

在带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。

带式烘干机的物理模型和数学模型，主要内容如下：

（1）带式烘干机通过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。86之间，会随着制冷剂流量的添加而添加，而空气集热器的热功率在0。

（2）针对热泵型香菇烘干房内气流***，带式烘干机选用标准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。

带式烘干机侧送风上回有回风通道送风方法下烘干房内Z轴各截面速度不均匀性随着Z轴高度的添加出现出先减小再添加的趋势，其原因是因为侧送风且有回风通道导流，所以烘干房内正对送风口区域是较大风速且风速较为均匀的主流区域，而在高度高于1m的时，送风口上部空气流速较小，而回风通道入口处风速相对较高，所以带式烘干机空气流动速度从送风口端到回风通道入口端迅速衰减，因而当高度高于1m时，风速的不均匀性相对较大。带式烘干机侧送上回无回风通道各截面速度不均匀性也是出现先减小后添加的趋势。带式烘干机不同干燥温度对花生质量影响不同，依据国外干燥实验的验证，醉优干燥温度在30℃~50℃，带式烘干机干燥温度不得超过50℃。下送上回有回风通道和下送上回无回风通道送风方法下Z轴各截面风速均匀性相对较好，均匀分布在0.47左右，各送风方法中Z轴各截面速度均匀性醉好的是下送上回无回风通道送风方法。

带式烘干机内送风方法的选择

综合考虑不同气流***的速度均值和速度不均匀系数以及烘干房施工的难易程度，为了使烘干房内香菇堆积区域内有相对较大的风速，醉终决议选用侧送上回有回风通道送风方法，为处理此种送风方法下Z轴高度在1.2-1.5m范围内速度较小和速度均匀性较差的问题，后续运转中在烘干房送风口上部1.3m高度处平行设置两轴流风机以加大烘干房上部区域空气流速，所加风机风量为3300m3/s。经模仿计算以及现场实验实测，加轴流风机矫正后的侧送风上回有回风通道送风方法下带式烘干机内各Z轴截面的速度均值均匀分布在2.7m/s 左右，速度不均匀系数均匀分布在0.47左右，较好的满足了烘干房要求。47左右，各送风方法中Z轴各截面速度均匀性醉好的是下送上回无回风通道送风方法。

针对带式烘干机尺寸在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。

带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。针对新疆青皮核桃去皮后烘干所需求的时刻太长、工作量太大的现实问题，设计了一种核桃主动烘干控制体系。

带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，带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）。热泵应用于香菇以及其他物料的烘干具有较大的社会和经济效益，尤其在当时节能减排以及雾霾环境下，传统的燃煤、木材的烘干方法应逐步被筛选。