[發(fā)明專利]利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610385538.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106036946B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳晨;朱幫守;韓東;蒲文灝;何緯峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A23N12/08
• 分類號(hào): A23N12/08;A23N12/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)及方法，屬于節(jié)能領(lǐng)域。

技術(shù)背景

果蔬的多元化加工是一些盛產(chǎn)果蔬地區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱之一，其中脫水干燥是主要的環(huán)節(jié)之一，大部分企業(yè)采用常壓熱風(fēng)干燥脫水，只有少數(shù)出口企業(yè)采用了真空凍干、微波干燥和遠(yuǎn)紅外線干燥技術(shù)。這些干燥方式都是以煤、電作原動(dòng)力。熱風(fēng)干燥能耗大，對(duì)熱敏性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞大，如維生素、易揮發(fā)性的風(fēng)味物質(zhì)等多被破壞；冷凍干燥、真空微波干燥雖能克服熱風(fēng)干燥之缺點(diǎn)，但其設(shè)備投資較大，能耗高、批處理量少，造成單位生產(chǎn)成本大幅度提高，一般果蔬加工企業(yè)很難承受。一般的農(nóng)副產(chǎn)品和食品等的干燥，要求干燥溫度低，大約 40℃～70℃之間，這與中高溫余熱回收系統(tǒng)的乏汽溫度正好與之相匹配，因此充分利用好低品位熱對(duì)利用可再生能源、節(jié)省能源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)具有十分深遠(yuǎn)的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)及方法，可充分回收利用余熱回收系統(tǒng)乏汽的顯熱和潛熱，將余熱回收系統(tǒng)與果蔬烘干系統(tǒng)進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱能的梯級(jí)利用的同時(shí)，還能提高余熱回收系統(tǒng)的輸出功，其節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯。

一種利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括干燥箱、第一冷凝器、第一透平、氣液分離器、壓縮機(jī)、工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、第二透平、預(yù)熱器和第二冷凝器；干燥箱包括冷側(cè)入口、冷側(cè)出口、熱側(cè)入口和熱側(cè)出口；第一冷凝器包括冷側(cè)入口、冷側(cè)出口、熱側(cè)入口和熱側(cè)出口；氣液分離器包括入口、氣相出口和液相出口：蒸發(fā)器包括冷側(cè)入口、冷側(cè)出口、熱源入口和熱源出口；預(yù)熱器包括冷側(cè)入口、冷側(cè)出口、熱側(cè)入口和熱側(cè)出口；第二冷凝器包括冷側(cè)入口、冷側(cè)出口、熱側(cè)入口和熱側(cè)出口；空氣與干燥箱冷側(cè)入口相連，干燥箱的冷側(cè)出口與第一冷凝器的熱側(cè)入口相連，第一冷凝器的熱側(cè)出口通過(guò)第一透平與氣液分離器入口相連；氣液分離器的氣相出口與預(yù)熱器的冷側(cè)入口相連，預(yù)熱器的冷側(cè)出口通過(guò)壓縮機(jī)與干燥箱的冷側(cè)入口相連；氣液分離器的液相出口與第二冷凝器的冷側(cè)入口相連，第二冷凝器的冷側(cè)出口與環(huán)境相連；常溫液態(tài)水與第一冷凝器的冷側(cè)入口相連，第一冷凝器的冷側(cè)出口與環(huán)境相連；工質(zhì)通過(guò)工質(zhì)泵與蒸發(fā)器的冷側(cè)入口相連，蒸發(fā)器的冷側(cè)出口通過(guò)第二透平與干燥箱的熱側(cè)入口相連，干燥箱的熱側(cè)出口與預(yù)熱器的熱側(cè)入口相連，預(yù)熱器的熱側(cè)出口與第二冷凝器的熱側(cè)入口相連，第二冷凝器的熱側(cè)出口通過(guò)工質(zhì)泵與蒸發(fā)器冷側(cè)入口相連；熱源與蒸發(fā)器的熱側(cè)入口相連，蒸發(fā)器熱側(cè)出口與環(huán)境相連。

根據(jù)本發(fā)明所述的利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過(guò)程：壓縮機(jī)出口的空氣進(jìn)入干燥箱冷側(cè)，工質(zhì)的高溫乏汽進(jìn)入干燥箱的熱側(cè)對(duì)冷側(cè)的果蔬片和空氣進(jìn)行加熱；干燥箱中的果蔬片和空氣受熱后溫度升高，空氣與果蔬片中蒸發(fā)出來(lái)的水蒸汽混合后變?yōu)楦邷貪窨諝獠母稍锵淅鋫?cè)出口排出，果蔬片則被干燥；高溫濕空氣從干燥箱的冷側(cè)出口排出并進(jìn)入第一冷凝器的熱側(cè)向冷側(cè)的常溫液態(tài)水釋放潛熱和顯熱進(jìn)行冷凝降溫，第一冷凝器熱側(cè)出口的濕空氣則進(jìn)入第一透平進(jìn)行膨脹凝水并做功，第一透平出口的產(chǎn)物進(jìn)入氣液分離器；氣液分離器氣相出口的空氣進(jìn)入預(yù)熱器的冷側(cè)入口預(yù)熱升溫，預(yù)熱器冷側(cè)出口的空氣再通過(guò)壓縮機(jī)繼續(xù)升壓升溫后進(jìn)入干燥箱冷側(cè)入口；氣液分離器液相出口的低溫冷凝水進(jìn)入第二冷凝器的冷側(cè)對(duì)熱側(cè)的工質(zhì)進(jìn)行冷凝降溫后，排入環(huán)境中；工質(zhì)經(jīng)過(guò)工質(zhì)泵升壓后進(jìn)入蒸發(fā)器的冷側(cè)吸熱蒸發(fā)變?yōu)闅庀啵缓筮M(jìn)入第二透平膨脹做功，第二透平出口的工質(zhì)的高溫乏汽進(jìn)入干燥箱的熱側(cè)，干燥箱熱側(cè)的工質(zhì)向干燥箱冷側(cè)的果蔬片和空氣的混合物料釋放熱量，然后進(jìn)入預(yù)熱器的熱側(cè)向冷側(cè)的空氣釋放顯熱后降溫，接著進(jìn)入第二冷凝器的熱側(cè)被冷側(cè)的低溫冷凝水冷凝成低溫工質(zhì)，最后再進(jìn)入工質(zhì)泵增壓后開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。

該系統(tǒng)將余熱回收與果蔬干燥耦合在一起，實(shí)現(xiàn)了熱能的梯級(jí)利用，在對(duì)外輸出機(jī)械功的同時(shí)可用于果蔬烘干；而由干燥系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)冷凝、膨脹分離出來(lái)的低溫冷凝水可將余熱回收系統(tǒng)中的冷凝壓力降低，從而提高了系統(tǒng)的對(duì)外輸出功。

附圖說(shuō)明

圖1 利用余熱回收系統(tǒng)乏汽熱的果蔬片烘干系統(tǒng)；

圖中標(biāo)號(hào)名稱：1、果蔬片，2、干燥箱，3、濕空氣，4、第一冷凝器，5、第一透平，6、氣液分離器，7、壓縮機(jī)，8、空氣，9、低溫冷凝水，10、工質(zhì)，11、工質(zhì)泵，12、蒸發(fā)器，13、熱源，14、第二透平，15、工質(zhì)的高溫乏汽，16、預(yù)熱器，17、第二冷凝器，18、常溫液態(tài)水。

具體實(shí)施方法