CN111076509A - 基于热泵系统的陈皮干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于热泵系统的陈皮干燥方法，包括烘房和热泵除湿机组，烘房用于烘干陈皮；热泵除湿机组通过进风管和回风管连接烘房，热泵除湿机组提供低温热风到烘房对陈皮进行干燥；其中，低温热风的温度范围为40‑65℃，低温热风的风速为0.5m/s‑3m/s。采用热泵除湿机组提供低温热风，使用少量清沽能源电能驱动热泵除湿机组，大量吸收环境空气中热量用于加热干燥介质，干燥能耗成本仅为热风干燥的1/3，节能环保且单位产量产品成本低。对比传统的热风干燥，本方案利用热泵干燥，能使干燥时间缩短，得到的陈皮保留更多的营养成分，效果更好。

Description

基于热泵系统的陈皮干燥方法
技术领域
本发明涉及陈皮干燥领域，特别涉及一种基于热泵系统的陈皮干燥方法。
背景技术
陈皮是一种传统调料佳品，具有健脾养胃、燥湿化痰的药用功能。陈皮由柑的果皮干燥除水储藏三年以上得来，主要含有黄酮类、挥发油等成分。日前，国内对陈皮成分研究颇多，不同产地的陈皮挥发油成分相同含量各异，陈皮存放时间增加,挥发性成分减少，脂类成分增加，因而陈皮越陈越有价值。陈皮的脱水方式是其品质的重要保障，而陈皮干燥工艺的优化是得到优质产品和节能环保的有效途径。
目前，陈皮的干燥方法主要有微波、热风和低温吸附干燥等。过高干燥温度会造成陈皮有效挥发性成分的大量散失，故陈皮适宜低温干燥。低热风温度和低微波功率能得到较好的持水力和吸脂性，所得的陈皮干样质构均勾，收縮率小；低温吸附干燥能够提供常温低湿空气来干燥陈皮，干燥速度更快。但传统的热风干燥和微波干燥都存在干燥温度高、能源消耗太大、干燥产品品质不好和污染环境等向题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于热泵系统的陈皮干燥方法，节能环保，且单位产量产品成本低，陈皮干燥的效果好。
根据本发明的第一方面实施例的一种基于热泵系统的陈皮干燥方法，包括：烘房，用于烘干陈皮；热泵除湿机组，通过进风管和回风管连接所述烘房，所述热泵除湿机组提供低温热风到所述烘房对陈皮进行干燥，所述热泵除湿机组包括：压缩机，用于压缩热泵介质；冷凝器，设置在所述进风管端，所述冷凝器连接所述压缩机的输出端，所述冷凝器用于对待进入所述烘房的空气进行加温；节流装置，连接所述冷凝器的输出端；蒸发器，连接所述节流器，热泵介质在所述蒸发器内和周围环境进行热交换；气液分离器，连接所述蒸发器的输出端，所述气液分离器对热泵介质进行气液分离，所述气液分离器的输出端连接所述压缩机；控制器，所述控制器电连接所述压缩机，所述控制器控制所述压缩机的工作；其中，所述低温热风的温度范围为50-65℃，所述低温热风的风速为1m/s-2m/s。
根据本发明实施例的基于热泵系统的陈皮干燥方法，至少具有如下有益效果：采用热泵除湿机组提供低温热风，使用少量清沽能源电能驱动热泵除湿机组，大量吸收环境空气中热量用于加热干燥介质，干燥能耗成本仅为热风干燥的1/3，节能环保且单位产量产品成本低。对比传统的热风干燥，本方案利用热泵干燥，能使干燥时间缩短，得到的陈皮保留更多的营养成分，效果更好。
根据本发明第一方面所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，所述低温热风的温度为50℃，所述低温热风的风速为2m/s。
根据本发明第一方面所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，所述低温热风的温度为60℃，所述低温热风的风速为1m/s。
根据本发明第一方面所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，所述低温热风的温度为60℃，所述低温热风的风速为1.5m/s。
根据本发明第一方面所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，所述烘房还设置有排风管，所述蒸发器设置在所述排风管内部。
根据本发明第一方面所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，所述进风管内设置有温度监测器和风速监测器，所述温度监测器和所述风速监测器分别连接所述控制器。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的烘房和热泵机组的结构示意图；
图2为本发明的热泵系统的结构示意图；
图3为采用传统热风干燥方法的陈皮含水量曲线；
图4为采用本发明的热泵干燥方法的陈皮含水量曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面参考图1至图4以具体的实施例详细描述根据本发明实施例的基于热泵系统的陈皮干燥方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。
参照图1，本发明提供了一套用于陈皮干燥工艺的热泵系统，包括烘房100，烘房100内设置数排置物架110，用于放置陈皮。烘房100外设置有热泵除湿机组200。热泵除湿机组200通过进风管300和回风管400连接烘房100。
参照图2，热泵除湿机组200由压缩机210、冷凝器220、节流装置230、蒸发器240和气液分离器250依次串联组成。气液分离器250的输出端连接压缩机210，组成循环回路。热泵除湿机组200的循环回路内设置有热泵介质。压缩机210用于压缩热泵介质，并输出高温高压的热泵介质。冷凝器220设置在靠近进风管300的一端，冷凝器220连接压缩机210的输出端。待进入烘房100的空气在冷凝器220处于热泵介质进行热交换，加温除湿后再进入烘房100。节流装置230连接冷凝器220的输出端，冷凝器220输出的热泵介质，通过节流装置230后，压强和温度都降低。蒸发器240连接节流器230，热泵介质在通过节流装置230后，压强和温度都降低，在蒸发器240内和周围环境进行热交换，吸收周围环境中的热量。气液分离器250连接蒸发器240的输出端，气液分离器250对热泵介质中附带的湿气进行分离。气液分离器250的输出端连接压缩机210，热泵介质进入压缩机210，完成一个循环。此外，热泵除湿机组200还包括有风机，用于保持气流循环。热泵除湿机组200还包括有控制器，控制器电连接风机和压缩机210，控制器根据需要控制风机和压缩机210的工作。本发明利用热泵系统对陈皮进行干燥，使用少量清沽能源电能驱动热泵除湿机组200，大量吸收环境空气中热量用于加热干燥介质，干燥能耗成本仅为热风干燥的1/3，节能环保且单位产量产品成本低。
可以理解的是，热泵除湿机组200内设置有进风口，用于补充新鲜空气，加热后送入烘房100。同时烘房100内设置有排风管500，用于排出部分废气。
为了充分利用废气中的余热，本实施例中把蒸发器240设置在排风管500内，热泵介质与待排出的废气进行热交换，吸收废气中的热量。蒸发器240从待排出的废气中吸收余热，既充分回收利用余热能量，又避免排出温度较高的废气对环境造成污染。
容易理解的是，在本实施例中，进风管300内设置有温度监测器和风速监测器，温度监测器和风速监测器分别连接控制器。温度监测器和风速监测器分别检测热泵除湿机组200输出的热风的温度和风速，并反馈给控制器，控制器根据反馈的热风温度和风速，控制风机和压缩机210的工作，使热泵除湿机组200输出的热风的温度和风速实现可控。
本方案的陈皮干燥方法，基于上述的热泵系统，把陈皮放置在烘房100内，通过热泵除湿机组200提供低温热风到烘房100对陈皮进行干燥，其中，低温热风的温度范围为50-65℃，低温热风的风速为1m/s-2m/s。对比传统的热风干燥，本方案利用热泵干燥的方法，热泵除湿机组200在对空气进行加温得到低温热风的同时，还对空气进行除湿，除湿后的低温热风吸湿能力增强，干燥速率加快，能使干燥时间缩短，得到的陈皮保留更多的营养成分，效果更好。
参照图3和图4，本发明提供了10组利用传统热风干燥方法进行干燥的陈皮含水量曲线(图3)，以及10组利用热泵干燥方法进行干燥的陈皮含水量曲线(图4)。
参照图3，从图3的10组实验数据可得，利用传统热风干燥方法进行干燥的陈皮，在热风温度为50℃、风速为0.5-2m/s时，其干燥耗时都明显超过3小时，才能使陈皮的含水率降低到果蔬果蔬储存标准的要求。而只有当热风温度提高到70℃、风速为1m/s时，其干燥耗时才缩短到3小时，使陈皮的含水率达到果蔬果蔬储存标准。但是，70℃的温度会造成陈皮有效挥发性成分的大量散失，而且所需消耗的能量也大，并不是好的方案。
参照图4，从图4的10组实验数据可得，利用本发明的热泵干燥方法进行干燥的陈皮，干燥耗时同样受温度和风速的影响。在温度为40℃、风速为1-2m/s时，干燥速率受风速的影响较小，干燥耗时需要4小时以上。随着温度的升高，风速对干燥速率的影响变大。当热风温度提高到50℃、风速提高到1.5m/s以上后，其干燥耗时都缩短到3小时以内。但温度达到60℃后，风速的影响又减小，不同风速下的干燥耗时都在2.5小时左右。对比图3，在相同的干燥参数条件下，热泵干燥所需的时间明显比热风干燥所需的时间短。这是由于热泵干燥方法在对空气进行加温时还具有除湿功能，除湿后的低温热风吸湿能力增强，干燥速率加快；而传统热风干燥机，仅对空气有加热的作用；因此，热泵干燥方法的干燥速率快，可见本方案的基于热泵系统的陈皮干燥方法优于传统的热风干燥方法。
进一步的，当热风温度为50℃、风速为2m/s，或者热风温度为60℃、风速为1m/s，或者热风温度为60℃、风速为1.5m/s时，所需的干燥耗时只要2.5小时，即可使陈皮的含水率降低到果蔬果蔬储存标准的要求。
此外，本发明还提供了陈皮营养成分检测表(表1)，分别列出了利用本方案的基于热泵系统的陈皮干燥方法得到的陈皮，以及利用传统热风干燥方法得到的陈皮，所含的营养成分。参照表1，数据表明，在相同的干燥参数条件下，利用本方案的基于热泵系统的陈皮干燥方法得到的陈皮，含有的挥发油、橙皮苷等营养物质更多。这是因为本方案的基于热泵系统的陈皮干燥方法的干燥耗时更短，干燥耗时越少，挥发油和橙皮苷的损耗越少。
Figure BDA0002335603040000061
表1、陈皮营养成分检测表
进一步的，采用本方案的热泵系统对陈皮进行干燥，得到的陈皮收缩率较小，能使陈皮保持较好的外观。
因此，采用本方案的基于热泵系统的陈皮干燥方法，相比传统的热风干燥方法，能节约能源，降低成本；同时干燥耗时缩短，得到的陈皮保留更多的营养成分，外观保持率高，干燥效果更好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，包括：
烘房，用于烘干陈皮；
热泵除湿机组，通过进风管和回风管连接所述烘房，所述热泵除湿机组提供低温热风到所述烘房对陈皮进行干燥，所述热泵除湿机组包括：
压缩机，用于压缩热泵介质；
冷凝器，设置在所述进风管端，所述冷凝器连接所述压缩机的输出端，所述冷凝器用于对待进入所述烘房的空气进行加温；
节流装置，连接所述冷凝器的输出端；
蒸发器，连接所述节流器，热泵介质在所述蒸发器内和周围环境进行热交换；
气液分离器，连接所述蒸发器的输出端，所述气液分离器对热泵介质进行气液分离，所述气液分离器的输出端连接所述压缩机；
控制器，所述控制器电连接所述压缩机，所述控制器控制所述压缩机的工作；
其中，所述低温热风的温度范围为50-65℃，所述低温热风的风速为1m/s-2m/s。
2.根据权利要求1所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，所述低温热风的温度为50℃，所述低温热风的风速为2m/s。
3.根据权利要求1所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，所述低温热风的温度为60℃，所述低温热风的风速为1m/s。
4.根据权利要求1所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，所述低温热风的温度为60℃，所述低温热风的风速为1.5m/s。
5.根据权利要求1所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，所述烘房还设置有排风管，所述蒸发器设置在所述排风管内部。
6.根据权利要求1所述的基于热泵系统的陈皮干燥方法，其特征在于，所述进风管内设置有温度监测器和风速监测器，所述温度监测器和所述风速监测器分别连接所述控制器。
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