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我国太阳能干燥装置有哪些分类?

信息来源:nooeoo.com  时间:2009-10-20  浏览次数:401

  我国各地试验的各种太阳能干燥装置有多种形式,大体上可分为:温室型、集热器型、集热器与温室结合型、整体式和抛物面聚光型等。下面分别介绍这几种类型干燥装置的结构、特性、用途和干燥效果,以及一些应用实例。
温室型太阳能干燥器
  温室型干燥器的结构与栽培农作物的温室相似,温室即为干燥室,待干物料置于温室内,直接吸收太阳辐射,温室内的空气被加热升温,物料脱去水分,达到干燥的目的。温室型干燥器一般都设有排风装置,排去含湿量大的空气,加快物料的干燥周期。由于这种干燥器结构简单,造价低廉,在山西、河北、北京、广东等地的农村很快发展起来。尤其在山西省,建成了10多座这种类型的干燥器,面积超过1000m2,用于干燥红枣、黄花菜、棉花等。
  山西省稷山、大同等地,从1977年起就开始了利用太阳能干燥器对红枣、黄花菜、辣椒、棉花等农产品进行干燥的试验,成功地使这些农产品干燥到安全储存的湿度,而且干得快,产品质量好,腐烂损失少,增加了收入。多年的实践表明,利用太阳能干燥器,红枣的烂枣率从过去自然晾干法的16-20%,下降到2-3%,且外型丰满,色泽鲜红,味道好,提高了风落枣的等级。
集热器型太阳能干燥器
  集热器型干燥器是太阳能空气集热器与干燥室组合而成的干燥装置,这种干燥器利用集热器把空气加热到60-70℃,然后通入干燥室,物料在干燥室内实现对流热质交换过程,达到干燥的目的。
  干燥器一般设计为主动式,用风机鼓风以增强对流换热效果。这种干燥器有以下一些优点:
  (1)可以根据物料的干燥特性调节热风的温度;
  (2)物料在干燥室内分层放置,单位面积能容纳的物料多;
  (3)强化对流换热,干燥效果更好;
  (4)适合不能受阳光直接曝晒的物料干燥,如鹿茸、啤酒花、切片黄芪、木材、橡胶等。
  在我国各地,利用集热器型太阳能干燥装置,分别对谷物、烟草、挂面、橡胶、中药材等进行了干燥的试验和应用。
  吉林省伊通县、北京市大兴县、山东省烟台等地,采用集热器加热空气,再把热空气输送到圆仓内烘干苞米、小麦等谷物。吉林师范大学在伊通县设计、建造的干燥装置,集热面积100m2,圆柱形干燥仓内径6m,苞米平均含水率降低10%,日产干苞米5吨。中国农业工程研究设计院在北京市大兴县建成的小麦干燥装置,其集热器为热水和热风兼用的扁盒式结构,平时作为供应热水用,夏季小麦收割期间用于加热空气供小麦干燥。该装置集热器总面积174m2,空气流量约6000m2/h。多云天气热风温度为37-47℃,比环境温度高8-13℃,烘干5h可使8000kg小麦含水量从30%降至24.5%。晴天时空气温升达7-22.5℃,每天可使8000kg小麦含水量从20%降至4%左右。
  为了对物料进行连续干燥,在这类干燥装置中还可以设一个燃烧炉。
集热器-温室型太阳能干燥器
  温室型太阳能干燥器结构简单、效率较高,缺点是温升较小,在干燥含水率高的物料时(如蔬菜、水果等),温室型干燥器所获得的能量不足以在较短的时间内使物料干燥至安全含水率以下。为增加能量以保证被干物料的干燥质量,在温室外增加一部分集热器,就组成了集热器?温室型太阳能干燥装置。物料一方面直接吸收透过玻璃盖层的太阳辐射,另一方面又受到来自空气集热器的热风冲刷,以辐射和对流换热方式加热物料,适用于干燥那些含水率较高、要求干燥温度较高的物料。
  广东省东莞县果品公司加工厂的太阳能水果干燥系统就是一座带有空气集热器的隧道式温室型干燥装置。该装置集热器面积31m2,温室采光面积27m2。待干燥的桂圆、荔枝等果品用小车送入温室隧道窑中,最大物料装载量为700kg.用风机强迫热空气穿透料层,晴天温室气温可达50-70℃,6天后干果出窑。经鉴定,荔枝干达到特等品,桂圆干达一级品,缩短了干燥周期,提高了产品质量。与传统的木炭烘房干燥工艺相比,成品率大大提高,干果与所需鲜果之比,由1∶3.8下降到1∶3.3,即每获1吨干果,可少用500kg鲜果,经济效益显着。
  广州能源研究所在广州市建成的大型太阳能腊肠干燥示范装置,也是一种集热?温室型干燥器,总采光面积达620m2。它采用太阳能和蒸汽热能联合供热,以满足全天候昼夜连续运行的工业化生产的需要。腊肠以竹竿吊挂形式置于干燥器内,它一方面从干燥介质--经过太阳能空气集热器和蒸汽换热器预热过的热空气中以对流换热方式得到热量,另一方面则以辐射传热的方式直接得到透过玻璃盖层的太阳能耐磨焊条。
  于是腊肠受热升温而不断蒸发出水分,从而达到脱水干燥的目的。干燥器内的温、湿度可以根据物料在不同干燥阶段的工艺要求进行调节,可采用手动方式,也可采用微机自动控制。本项设计使广式腊肠生产过程中的日晒过程和热风干燥工艺合二为一,采用大回流比的空气内循环方法,实现了在不同气候条件下的稳定生产。腊肠、腊肉投料量每天9000kg,成品日产量4000kg,干燥周期为42-44h,优质产品成品率超过99%,节电21%,节煤20-40%。
整体式太阳能干燥器
  整体式太阳能干燥器将太阳能空气集热器与干燥室两者合并在一起成为一个整体。装有物料的料盘排列在干燥室内,物料直接吸收太阳辐射能,起吸热板的作用,空气则由于温室效应而被加热。干燥室内安装轴流风机,使空气在两列干燥室中不断循环,并上下穿透物料层,使物料表面增加与热空气接触的机会。在整体式太阳能干燥器内,辐射换热与对流换热同时起作用,干燥过程得以强化。吸收了水分的湿空气从排气管排出,通过控制阀门,还可以使部分热空气随进气口补充的新鲜空气回流,再次进入干燥室减少排气热损失。
  中国科学院广州能源研究所和广州市农业机械研究所,于1983年在广州市郊区三元里农村建造了一座采光面积为187m2的整体式太阳能干燥生产试验装置。该装置应用于中药材、干果、红枣、莲子及其它农副产品的干燥加工。物料含水率从40%降至15%的日平均干燥量为1.5-2吨,最大投料量达5吨。该装置太阳能热利用效率高,日平均效率达30-40%,产品干燥均匀,质量好。
  浙江省沼气太阳能研究所建造了一座整体式结构的温室型干燥器,采光面积为196m2。它的显着特点是充分吸收了普通温室型干燥器的优点,而且对干燥器的结构以及通风系统进行了改进。采用活动盖板保温以减少夜间干燥器透明盖层的热损失,使用单片机对干燥过程的温、湿度等干燥工艺参数实现监控。该装置与小水电相结合,多能互补,全天候运行,主要用于香菇、木耳等农副产品干燥。系统干燥效率为40%左右,干燥周期17-18h(香菇)。
  上述四种类型的太阳能干燥装置占了已经开发应用的太阳能干燥器的95%以上。除此之外,还有其它一些太阳能干燥器,如聚光型太阳能干燥型、远红外干燥器、振动流化床干燥器等。

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