热泵除霜技术发展研究

综述当前国内外热泵除霜技术的总体概况,总结当前热泵除霜技术发展的热点,对该技术领域的国内外专利申请进行简要的统计和分析,基于专利梳理热泵除霜技术的发展趋势,对国内该领域的发展作了初步的展望。     

外循环蒸发器设置热泵的应用效果

外循环蒸发器的工作原理与降膜式蒸发器的工作原理不同,它是在加热蒸发过程中靠料液的密度差形成循环并蒸发,要求加热温度较高,加热温差较大,加热壳程一般是正压加热,它是间断进料间断出料。如果在蒸发器中引入热泵抽吸二次蒸汽作为一部分加热热源,通过计算看其节能效果怎样。仅以WXZQ02-1200型双效循环蒸发器在骨头汤生产中的设计及应用为例进行阐述     

食品热泵干燥机组干燥初期泵热升温的实验研究

为了提高干燥初期的升温速度,热泵干燥机组通常需要用电加热来辅助升温,但这增加了热泵干燥机组的能耗。本文采用辅助蒸发器,通过调节其载热流体流量,利用热泵泵热升温来取代电辅助加热。实测结果表明,在40～55℃干燥温度范围内,利用辅助蒸发器的热泵干燥机组不仅干燥前期升温快,而且物品除湿速度大大提高。      

食品热泵干燥机组干爆初期泵热升温的实验研究

为了提高干燥初期的升温速度,热泵干燥机组通常需要用电加热来辅助升温,但这增加了热泵干燥机组的能耗.本文采用辅助蒸发器,通过调节其载热流体流量,利用热泵泵热升温来取代电辅助加热.实测结果表明,在40～55℃干燥温度范围内,利用辅助蒸发器的热泵干燥机组不仅干燥前期升温快,而且物品除湿速度大大提高.     

热泵穿流干燥核桃的特性研究

为研究核桃深层装载形式下热泵穿流干燥特性,探讨干燥温度对不同堆积厚度层核桃含水率及干燥速率的影响。以陕西省"香玲"核桃为试验原料,研究装载深度为90 cm,干燥温度为35℃、45℃、55℃时厚度层为30、60、90 cm处核桃干燥特性。结果表明,核桃干燥过程中,各层均为降速干燥,干燥温度在干燥初期对干燥速率影响较大,55℃时核桃的最大干燥速率达到0.027 kg/(kg·h),分别是35℃和45℃时的1.34、1.21倍;在干燥中后期,温度增加对各层干燥速率的影响较小。     

龙眼热泵干燥特性及数学模型的研究

以整果龙眼为原料,研究高温热泵干燥不同工艺条件对龙眼干燥特性的影响,并建立相应的数学模型。结果表明:与干燥风速相比,干燥温度对龙眼整果干燥速率影响较大,干燥温度越高,干燥用时越短;风速对龙眼干制加工时间的影响随干燥温度的减小而增大;干燥过程分为三个阶段,加速期、恒速期和降速期,降速期为干燥的主要阶段;除65℃、1.0m/s干燥条件外,有效水分扩散系数随干燥温度的增加而增加;整果龙眼热泵干燥的活化能为25.12KJ/mol;采用10种薄层模型拟合龙眼整果的热泵干燥曲线,发现Midilli模型模拟效果最优,该模型能根据热泵干燥的时间、温度和风速为整果龙眼的干燥过程提供可靠的分析和预测。      

山药热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜山药为原料,研究其热泵干燥特性及数学模型。以干燥温度、切片厚度为因素,研究其对山药热泵干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出山药热泵干燥模型,得到了山药热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。干燥温度越高、切片厚度越薄,山药的干燥速率越快,干燥时间越短。干燥温度对山药热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;山药热泵干燥符合Page模型,模型拟合效果很好,经验证,模型预测值与实验值比较吻合,能正确反应山药干燥规律,该模型可以用来描述山药热泵干燥过程变化过程。对热泵干燥山药产品的品质进行分析表明,与热风干燥相比,采用热泵干燥方式山药具有较好的复水性,色泽呈乳白色,感官品质良好。     

番木瓜热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜番木瓜为原料,研究干燥温度、物料厚度对番木瓜热泵干燥特性的影响,并通过SPSS10.0软件对实验数据进行拟合并建立番木瓜热泵干燥模型。结果表明:干燥温度对番木瓜热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;Page模型能较好模拟番木瓜热泵干燥过程,模型预测值与实验值比较吻合,可以用来描述预测番木瓜热泵干燥过程。     

热泵干燥温度对柿子片干燥特性及品质的影响

目的:探明热泵干燥温度对柿子片干燥特性和品质的影响。方法:以柿子为原料,研究干燥温度对柿子片干燥时间、干燥速率,以及干制品色泽、硬度、复水率、单宁、总糖、维生素C和总酸的影响。结果:当热泵干燥温度为65℃时,柿子片干燥速度快,干燥时间短,此时干燥产品色泽鲜艳,与鲜果色泽相近,复水性能好,硬度最低,口感最好,总酸和维生素C含量最高,总糖等营养成分含量适中。结论:柿子片的最适热泵干燥温度为65℃。     

热风风速和相对湿度对扇贝柱干燥特性及品质的影响

本试验以海湾扇贝柱为原材料,进行薄层干燥试验,研究恒定风温下不同热风风速、相对湿度对产品干燥特性和品质的影响。测定干燥过程中水分含量和水分活度（Aw）的变化,并对所得产品的收缩率、复水率、色泽、质构等品质特性进行了比较分析。结果表明, 整个干燥过程均处于降速干燥阶段,起始阶段干燥速率下降最快,随着干燥时间的延长,干燥速率逐渐平缓。提高风速、降低热风相对湿度都可以显著缩短干燥时间,水分活度（Aw）下降速也越快。不同热风风速和相对湿度对干贝的质构特性、收缩率和复水率也有显著影响,但是对干贝色泽影响并不显著。综合考量干燥速率和干制品品质,选择热风风速为0.8~1.2 m/s、热风相对湿度在8%左右为较适宜的海湾扇贝柱热风干燥条件。     

雪莲果热泵干燥特性及品质研究

研究雪莲果样品厚度、装料量、干燥温度、风速和旁通比对雪莲果热泵干燥特性及质量变化的影响。结果表明：雪莲果干燥速率随着样品厚度和装料量的增加而降低,随着干燥温度和风速的升高而增加。雪莲果热泵干燥过程绝大部分以降速干燥为主伴随相对较短时间的恒速干燥,而有些干燥速率曲线只存在降速干燥阶段。综合考虑单位能耗除湿率、色泽差异、收缩率、复水比,雪莲果热泵干燥最适参数范围：样品厚度2～4 mm、装料量1～2 kg/m2、干燥温度25～35 ℃、风速1.5～2.0 m/s。而旁通比对雪莲果热泵干燥进程影响不显著。     

蚕蛹热泵干燥特性及其动力学模型研究

以蚕蛹为原料,探索不同铺料密度、不同干燥温度对蚕蛹热泵干燥特性的影响,得到蚕蛹热泵干燥的干燥速率曲线和干燥特性曲线,并且建立干燥动力学模型。结果表明蚕蛹在热泵干燥过程中存在有加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段;蚕蛹的干燥温度越高、铺料密度越小,所需的时间就越短,干燥速率也就越高;蚕蛹的热泵干燥过程符合Page模型,经验证,该模型试验值与预测值拟合比较好,可以用来描述预测热泵干燥过程任意时刻蚕蛹水分比的含量。     

饱和蒸汽-热泵组合干燥处理对白萝卜干燥特性及品质的影响

以干燥时间、能耗、VC含量、收缩及复水等为试验指标,研究饱和蒸汽-热泵组合干燥处理对白萝卜干燥特性的影响。结果表明:延长饱和蒸汽处理时间、增加处理次数可明显提高干燥速率,降低干燥时间和能耗。饱和蒸汽-热泵组合干燥与单一热泵干燥相比,白萝卜的干燥时间缩短10%~45%,干燥能耗降低13.67%~44.53%。当饱和蒸汽(处理2次,每次6~8 min)-热泵组合干燥时,白萝卜干制品品质最佳,品质特性中VC含量、复水比、白度分别为50.22 mg/100 g,4.03,63.36;质构特性中硬度、咀嚼性分别为5 457.90,2 829.68 g。在此条件下,白萝卜干制品香气纯正,辛辣味较淡,质地松软顺滑,食用品质最佳。本试验表明饱和蒸汽处理可以显著提高白萝卜的干燥速率,改善其品质。     

薄膜蒸发器流场特性的数值模拟研究

针对自行设计的薄膜蒸发器,在FLUENT软件平台上,由于蒸发过程的复杂性,为了简化计算,采用GAMBIT建立二维模型,选用RNGκ-ε湍流计算模型对蒸发器内液膜湍流流场进行数值模拟。结合已有的生产数据,设定进料量分别为3.00、3.50、3.55、4.00m3/h,得到不同进料量下液膜流场分布。结果显示,随着进料量的增加,刮膜器附近的湍流流场明显增加,提高了蒸发效率。模拟验证了先前的理论计算。      

异形竖板降膜蒸发器的蒸发浓缩特性

以绿茶汁为物料 ,建立了反映蒸发浓缩性能与品质保持性能的蒸发浓缩过程质量评估准则IQ ,并以此准则为依据 ,以管式降膜蒸发器性能对比的方法 ,研究了热力浓缩新设备异形竖板降膜蒸发器的综合性能。结果表明 ,与管式蒸发器相比 ,异形竖板降膜蒸发器更适宜于液体食品的蒸发。     

雪莲果热泵干燥特性及品质研究(英文)

研究雪莲果样品厚度、装料量、干燥温度、风速和旁通比对雪莲果热泵干燥特性及质量变化的影响。结果表明:雪莲果干燥速率随着样品厚度和装料量的增加而降低,随着干燥温度和风速的升高而增加。雪莲果热泵干燥过程绝大部分以降速干燥为主伴随相对较短时间的恒速干燥,而有些干燥速率曲线只存在降速干燥阶段。综合考虑单位能耗除湿率、色泽差异、收缩率、复水比,雪莲果热泵干燥最适参数范围:样品厚度2~4 mm、装料量1~2 kg/m2、干燥温度25~35℃、风速1.5~2.0 m/s。而旁通比对雪莲果热泵干燥进程影响不显著。     

超声预处理对热泵干燥菠萝品质的影响

该文以菠萝为研究对象,以干基含水率、色泽、质构特性、显微结构、感官评价为指标,研究了不同切片厚度下超声预处理温度(30、40、50、60℃)对其热泵干燥品质的影响。结果表明,与未采用预处理的干燥过程相比(对照组),超声预处理可以让菠萝更快地达到干燥标准,其中切片厚度为6 mm、7 mm的实验组经过50℃超声预处理后干燥时间缩短35%左右,8 mm、9 mm的实验组经过60℃超声预处理后干燥时间缩短30%左右;超声预处理后菠萝片的色差明显小于对照组,与鲜果更为接近;菠萝片经过超声预处理后弹性几乎没有变化,但是硬度、胶着性和咀嚼性均明显大于对照组;超声预处理会显著提升菠萝片的色泽、形态和整体可接受度。综合分析可知,厚度为9 mm、超声预处理温度为60℃的菠萝片整体品质最佳。     

冷凝器中冷却水对蒸发器的影响

冷凝器中冷却水及水温是蒸发器设计的重要参数,南北方所使用的冷却水温相差较大,在蒸发器设计时应有所区别,否则会影响蒸发器的使用性能。     

全封闭热泵干燥系统冷凝温度对干燥能力的影响

本文针对全封闭热泵干燥系统不同冷凝温度下的干燥速度进行了分析,依据计算结果绘制出了不同风速时干燥速度随冷凝温度的变化曲线,提出了设计全封闭热泵干燥系统选取合适冷凝温度及风速的原则。     

蒸发器结霜对立式冷藏陈列柜内温度及食品品质影响的实验研究

为降低蒸发器结霜对立式敞开式中温冷藏陈列柜内食品温度的扰动,从蒸发器结霜对冷藏陈列柜内温度的影响方面进行研究,结果表明：当蒸发器开始结霜后,搁板温度和冷气体温度立即是上升趋势,但在融霜开始和结束过程出现骤然下降、上升、又下降的趋势;食品包温度有温升,但存在滞后.该研究为进一步优化陈列柜内温度分布和提高冷藏食品品质提供参考.