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文章來源：地大熱能 發(fā)布作者： 發(fā)表時(shí)間：2021-11-11 13:37:11瀏覽次數(shù)：2866

  地?zé)崮?/a>在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的范圍也很廣，包括烘干、工藝加熱、汽化蒸餾、洗滌、鹽分析取以及化學(xué)萃取等。但是許多應(yīng)用項(xiàng)目要求的地?zé)崃黧w溫度較高，有的甚至超過中溫（90-150℃）的上限，因而地?zé)?/a>在工業(yè)上的應(yīng)用和發(fā)展受到一定的制約，特別是大型地?zé)?/a>工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。

 

  工業(yè)企業(yè)的能源消耗是產(chǎn)品成本中的重要組成部分。企業(yè)主對(duì)能源的費(fèi)用、質(zhì)量和供應(yīng)可靠性是十分關(guān)注的。地?zé)崮?/a>對(duì)企業(yè)的能源選擇是有吸引力的，因?yàn)樗馁M(fèi)用低于常規(guī)能源，質(zhì)量又不次于常規(guī)能源。我國地?zé)豳Y源中低溫居多，將這種資源用于工業(yè)項(xiàng)目仍然有廣闊的前景，特別是中溫范圍的地?zé)豳Y源。

 

  當(dāng)地?zé)崃黧w的溫度低于工業(yè)應(yīng)用所要求的溫度時(shí)，也可以通過鍋爐、熱泵或其他余熱利用裝置使地熱流體溫度進(jìn)一步升高。這種方法是否值得采用要看地熱流體的參數(shù)、升溫的幅度以及采用的加熱裝置的投資等具體情況來比較確定。設(shè)計(jì)這類項(xiàng)目時(shí)，有兩種可能的考慮方法：一種是按現(xiàn)有的地?zé)崃黧w去選擇適合的工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目；另一種是根據(jù)提出的工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目改造地?zé)崃黧w(包括升溫、防腐等)。

 

  地?zé)岣稍?/a>是利用中低溫地?zé)崴?/a>中的高熱焙部分，經(jīng)過熱交換器產(chǎn)生熱風(fēng)，用它對(duì)不同物料進(jìn)行脫水，達(dá)到產(chǎn)品的深加工。地?zé)岣稍?/a>后的地?zé)嵛菜?/a>仍可進(jìn)行其他項(xiàng)目的綜合利用，如采暖、種植、養(yǎng)殖、生活用熱水等。因此，地?zé)岣稍?/a>可提高中低溫地?zé)峋C合梯級(jí)利用的熱能利用率，同時(shí)也可提高地?zé)崂?/a>的總體效益。

 

  此外，地?zé)岣稍?/a>屬于產(chǎn)品加工業(yè)，只要有充足的原料和穩(wěn)定的市場(chǎng)，就可全年生產(chǎn)，這樣可使地?zé)崂?/a>在一定程度上達(dá)到全年均衡利根據(jù)我國地?zé)?/a>干燥的實(shí)踐，只要地?zé)崴疁囟?/a>大于70℃，就可通過熱交換器產(chǎn)生55℃以上的熱風(fēng)，用于農(nóng)副產(chǎn)品的烘干。如果地?zé)崴?/a>溫在70℃以下，則需和太陽能或其他能源互補(bǔ)進(jìn)行干燥。當(dāng)然，地熱流體溫度愈高，干燥項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性也愈好。

 

  應(yīng)該注意的是，地?zé)?/a>干燥作為地?zé)崽菁?jí)綜合利用的一個(gè)組成部分，它不宜單獨(dú)使用一口地?zé)峋?/a>，而應(yīng)與其他地?zé)崂?/a>項(xiàng)目共用一口地?zé)峋?/a>，形成合理的梯級(jí)綜合利用系統(tǒng)，同時(shí)要使地?zé)崴?/a>流量和不同利用項(xiàng)目的規(guī)模相匹配。地?zé)岣稍锂a(chǎn)品應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑?a href="http://xldcn.com/t/市場(chǎng).html" >市場(chǎng)、市場(chǎng)需求和勞動(dòng)力等情況來確定。為了能形成一定的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，地?zé)崴?/a>溫不應(yīng)低于80℃，流量應(yīng)在50t/h以上。

 

  雖然世界上大型地?zé)峁I(yè)應(yīng)用項(xiàng)目較少(因?yàn)樾枰?a href="http://xldcn.com/t/高溫地?zé)?html" >高溫地?zé)?/a>流體作熱源)，但是仍然在蔬菜、水果脫水，糧食和木材于燥等許多方面有著應(yīng)用前景。100℃以下地?zé)崴?/a>仍有很多適用的項(xiàng)目。

 

  下面介紹下用于蔬菜水果的脫水和加工的工業(yè)應(yīng)用。

 

  【一】蔬菜水果的脫水⑴各種產(chǎn)品脫水的生產(chǎn)工藝流程

 

  各種蔬菜、水果和一些需要干藏的食品的脫水和各種物料（如糧食、混凝土、煤、高嶺土等）的烘干都是地?zé)岣稍锏膽?yīng)用范疇。它們的干澡原理是相同的，只是在工藝上、設(shè)備上各有各的要求和特點(diǎn)。

 

  脫水蔬菜作為方便食品的調(diào)味品或烹調(diào)原料，近年來獲得較快的發(fā)展，市場(chǎng)開發(fā)前景看好。這是因?yàn)楣?a href="http://xldcn.com/t/農(nóng)業(yè).html" >農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人民生活節(jié)奏隨之加快，方便食品越來越暢銷。

 

  進(jìn)行脫水蔬菜、果脯等食品的生產(chǎn)需要面積很大的原料供應(yīng)基地，同時(shí)還要有配套的輔料。對(duì)原料的沖洗、去皮煮沸，也要有冷水水源和小型蒸氣鍋爐。

 

  各種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程舉例如下。

 

  1.脫水胡蘿卜粒

 

  清洗→燙漂→去皮→切粒→甩干→烘干→分選→包裝。

 

  2.脫水蔥段和脫水韭菜段

 

  清洗→切段→甩干→烘干→分選→包裝。

 

  3.桃脯生產(chǎn)

 

  揀選→去皮→去核切分→護(hù)色處理→糖煮→烘干→成品包裝。

 

  4.天鷹椒干生產(chǎn)

 

  揀選→分批烘干→包裝。

 

  5.干枸杞生產(chǎn)

 

  清洗→軟化表面→烘干→分選→包裝。

 

  ⑵主要干燥設(shè)備選型

 

  由于農(nóng)副產(chǎn)品烘干的品種較多，而且脫水蔬菜與果脯、枸杞的烘干要求相差很大，所以要選用的干燥設(shè)備應(yīng)具有適應(yīng)性廣，烘干參數(shù)可調(diào)節(jié)，同時(shí)造價(jià)不能太高。根據(jù)這種情況建議選用推車式混流隧道干燥機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。這種干燥機(jī)可以根據(jù)不同的烘干物品采用不同的流程來達(dá)到各自所需的烘干要求，現(xiàn)舉例如下。

 

  對(duì)于脫水蔬菜，可采用順流一逆流的混流使用法。此時(shí)，關(guān)閉排風(fēng)閥1和3，打開排風(fēng)閥2，打開調(diào)風(fēng)閥11, 12和13，打開新風(fēng)閥9, 10。烘車從順流段推入，同時(shí)啟動(dòng)順流段風(fēng)機(jī)一散熱器7和逆流段風(fēng)機(jī)一散熱器8。順流段的排風(fēng)全部從排風(fēng)閥2排出。當(dāng)要進(jìn)入逆流段時(shí)，將活動(dòng)門4打開，使烘車進(jìn)入逆流段，人從保溫側(cè)門5進(jìn)入，操作活動(dòng)門4。逆流段的排風(fēng)全部作為循環(huán)風(fēng)使用，通過調(diào)風(fēng)閥13,  11和12將循環(huán)風(fēng)分別送入順流段和逆流段，并與從新風(fēng)閥進(jìn)入的新風(fēng)混合。烘車從兩端的保溫端門6進(jìn)入和拉出。對(duì)于果脯和枸杞，則采用逆流烘干。關(guān)閉排風(fēng)閥2和3，打開排風(fēng)閥1和活動(dòng)門4，關(guān)閉調(diào)風(fēng)閥11,  12和13，打開新風(fēng)閥10，停止使用順風(fēng)段風(fēng)機(jī)一散熱器7，啟動(dòng)逆流段風(fēng)機(jī)一散熱器8。烘車從順流段推入，熱風(fēng)從逆流段風(fēng)機(jī)一散熱器8進(jìn)入隧道，排風(fēng)全部從排風(fēng)閥1排出。烘干后，烘車從逆流段推出。

 

  河北省科學(xué)院能源研究所設(shè)計(jì)制造的混流隧道干燥機(jī)，長(zhǎng)度為23m，箱體為鋼結(jié)構(gòu)，每臺(tái)功率為11.3kW。

 

  ①廠址選擇需滿足以下要求：

 

  1.地?zé)岷娓?/a>廠應(yīng)離地?zé)峋?/a>最近；

 

  2.地?zé)岷娓?/a>廠與其他地?zé)崂?/a>項(xiàng)目的距離應(yīng)盡可能短；

 

  3.在地?zé)岷娓?/a>廠內(nèi)應(yīng)有冷水水源，并有穩(wěn)定供給水量10m3/h（或有冷水井，或有冷水水塔）；

 

  4.有通暢的生產(chǎn)廢水排水渠道。

 

  ②根據(jù)農(nóng)副產(chǎn)品烘干的特點(diǎn)，烘干廠應(yīng)包括：預(yù)處理車間、烘干車間、分選包裝車間、原料棚、成品庫、辦公室、門衛(wèi)室、宿舍和公共設(shè)施等。

 

  蔬菜水果的脫水除使用隧道式干燥器外，也可以使用連續(xù)輸送式干燥器，采用的熱空氣溫度從40-100℃。隧道式干燥器實(shí)際上是一個(gè)密閉的絕熱室，要干燥的產(chǎn)品放在室內(nèi)一層層的托架上，大的物體則堆于其內(nèi)。熱交換過程可以通過循環(huán)大量的氣體直接從氣體向被干燥產(chǎn)品傳熱，也可以間接地采用加熱托架的方法或采用盤管式散熱器來實(shí)現(xiàn)。

 

  但是隧道式干燥器的物料裝卸都需要繁重的體力勞動(dòng)，所以只適用于下列情況：1.處理對(duì)象尺寸大，需要較長(zhǎng)的加熱周期，或?yàn)榱耸箖?nèi)部熱量和水分?jǐn)U散均勻，需要長(zhǎng)期保持允許的加熱溫度；2.處理對(duì)象的量較少，不宜建造投資高的連續(xù)處理設(shè)備。

 

  下面介紹一些利用這類干燥機(jī)烘干農(nóng)作物的國外地?zé)崾卟嗣撍?xiàng)目。

 

  坐落在美國內(nèi)華達(dá)州Fernley附近地?zé)釁^(qū)的一座地?zé)崾称芳庸S(Gilroy食品公司的子公司)，主要經(jīng)營洋蔥脫水，生產(chǎn)各種等級(jí)的干洋蔥，從粉狀到各種大小的粒狀都有。最終產(chǎn)品的含濕量為3.5%-5%。用地熱流體為工廠供熱。該廠從5月到11月收獲季，每年經(jīng)營6個(gè)月。工廠從1978年開始運(yùn)行，至今還沒有發(fā)生過重大設(shè)備事故(Lund，1994)。

 

  地?zé)峋?/a>的井口流體溫度為154℃，壓力為1.31MPa，泵出的流量為170.3m3/h。在此條件下的蒸氣壓力為0.44MPa。系統(tǒng)壓力幾乎達(dá)到蒸氣壓力的3倍，從而保證地?zé)崃黧w始終處于液態(tài)。系統(tǒng)的高壓運(yùn)行也防止了熱水盤管和管道的嚴(yán)重結(jié)垢。地?zé)崃黧w的排放溫度為42.2℃，壓力為0.28MPa。

 

  洋蔥的水分最初為50%，經(jīng)三級(jí)處理和一個(gè)干燥器，最終產(chǎn)品的水分約為5%。產(chǎn)品通過一條長(zhǎng)58m的連續(xù)輸運(yùn)式食品脫水器被干燥。該脫水器是利用被地?zé)崃黧w加熱的熱空氣吹過一個(gè)帶孔的不銹鋼帶來烘干洋蔥的。地?zé)崃黧w與干燥空氣的傳熱過程是通過鋼制熱水加熱盤管來實(shí)現(xiàn)。

 

  第二條新建的洋蔥和大蒜加工廠已于1994年開工，它是Burns Philp食品有限公司的一個(gè)分部。工廠位于美國內(nèi)華達(dá)州Reno北約160km處的San Emido沙漠，正好在Gerlach的南面。工廠采用一臺(tái)單線連續(xù)傳送干燥器，每年生產(chǎn)干燥產(chǎn)品6350t，其中60%為洋蔥，4%為大蒜。流量為204m3/h的130℃地?zé)崃黧w為工廠提供4102kW的熱量 （Lund and Lienau，1994）。

 

  在菲律賓南部Negros的Philippines 1號(hào)地?zé)崽?/a>，建成了一座采用160℃地?zé)崴?MWt食物干燥試驗(yàn)工廠，用于干燥可可肉、果實(shí)、根生莊稼、香料和水產(chǎn)品。工廠面積650㎡，設(shè)計(jì)的干可可肉產(chǎn)量為每天7t（Chua and Abito，1994）。

 

  【二】土豆加工

 

  土豆是許多國家(特別是歐美國家)的重要食品，經(jīng)加工可以生產(chǎn)出各種各樣的產(chǎn)品，如土豆片、油炸土豆、去水土豆泥、土豆粒、去水土豆丁、土豆淀粉、土豆粉、土豆罐頭及其他土豆雜品等。1970年以來，以美國為例，冷凍土豆產(chǎn)品占土豆加工量的45%-48%，或者說，占美國食用土豆的1/4。

 

  許多土豆加工工藝都可以用150℃或更低溫度的地?zé)崃黧w作熱源來提供能量。但是其中有凡道工序如油炸過程需要很高的溫度，大多數(shù)地?zé)崃黧w都不能滿足。

 

  待加工的土豆先送入一組洗凈器，再送入預(yù)熱器。在預(yù)熱器里，土豆被加熱并使土豆皮軟化易于除去，然后用15%的堿液保持在60-80℃的溫度范圍使土豆化學(xué)去皮。

 

  土豆離開化學(xué)去皮器被送入擦洗器將皮擦去，經(jīng)沖洗后送到切桌上。擦下的土豆皮泵入一個(gè)容器，并將殘留堿液中和后作為牛飼料出售。

 

  土豆經(jīng)修整后送至切割機(jī)房。搖篩將產(chǎn)品分類，小塊被分離出來后加工成其他產(chǎn)品，經(jīng)修整后的合適大小產(chǎn)品由重力送入燙漂系統(tǒng)。

 

  燙漂后的土豆去水并經(jīng)表面上糖，使油炸后呈金黃色。在兩級(jí)油炸之前，土豆先經(jīng)干燥器去除表面的潮濕水分。第一級(jí)油炸將土豆炸透、炸熟，第二級(jí)油炸只為給土豆表面著上金黃色。油炸器所用的油通過換熱器用1.9MPa的高壓蒸氣加熱至190℃。

 

  產(chǎn)品的冷凍由壓縮式連續(xù)冷凍系統(tǒng)完成，冷凍溫度維持-35℃不變。

 

  為了避免地?zé)崴畬?duì)產(chǎn)品的污染，地?zé)崂貌捎瞄g接供熱系統(tǒng)，即地?zé)崃黧w通過換熱器將熱量傳遞給潔凈的循環(huán)水，循環(huán)水再將熱量傳送至工藝用熱的地方，然后返回換熱器重新被加熱，完成一個(gè)密閉的循環(huán)。