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结合实际案例,9步教你学会热泵烘干的选型和设计

文章出处: 人气:2684发表时间:2021-02-09

最近有好多客户询问烘干房设计的问题,诸如“烘干200斤的辣椒需要多大的烘干房?烘干种子用哪一种设备好?3米×3米的烘干房用哪些设备搭建,怎么做?烘房风量怎么确定,循环风机该怎么选……下面烘干工程师将结合实际案例,详细介绍烘干房的方案设计,供大家参考和学习。

科学的方案设计9步走
烘干方案的设计是一个系统“工程”,要综合考虑物料属性、客户需求和产品特性来确定,只有科学合理的设计方案才能获得客户的认可,才能更好、更优质地达到物料干燥的目的,具体可以分为九个步骤。
烘干方案的设计第一步是确定合适的烘干方式类型,主要包括静态、隧道、带式和特殊式四类。
静态式适应所有物料,也最为常见,指的是物料摆放在烘干房内进行烘干,物料是静止的,除了人为的翻盘;
隧道式指的是分温度段进行分区干燥、分时断续入库,其干燥周期较长,对物料流有严格要求,进行热风逆向循环干燥;
带式干燥是成批生产用的连续式干燥,用于透气性较好的片状、条状、颗粒状物料的干燥,对于脱水蔬菜、催化剂、中药饮片等类含水率高、而物料温度不允许高的物料尤为合适,其干燥周期较短、批量大、投资大、干燥均匀,热风上入下出、下出上回;
特殊式包括转筒式、塔式粮食烘干、特殊窑式等类型,应用在有特殊烘干要求的物料干燥。
烘干方式的确定需要依据物料属性和客户要需求来确定,综合考虑物料的品种、特性、干燥周期、形态、日产量以及客户的投资能力等。
第二步是主机类型的选择,目前市场上的烘干主机包括分体、一体,热风排湿、除湿、烘干除湿一体等几种主要类型,选择什么样的主机,应该结合物料的干燥特性、温度范围、价格、烘房结构来考虑,比如分体机的价格通常比一体机价格贵,烘干除湿一体机的价格比除湿或热风排湿机价格要贵。
第三步是选择合适的主机型号,也就是主机的功率,是2P还是5P,或者10P,通常主机都有一定的烘干参数,这个要根据物料含水量、烘干周期、干燥温度、烘干工艺、投资能力、竞争对手、能耗指标等来确定,比如猪肉烘干3000kg,脱水率为30%,那么总的脱水量为900kg,烘干时间为48小时,那么机组的最小除湿能力为18.75L/H,那么你所选择的主机的除湿能力必须超过18.75L/H。
接下来就是确定循环风方式,一般有穿流、平流两种形式,不同的物料、不同的形态、不同的烘干周期适合不同的循环风方式,一些出水慢、有坚壳、温度低、周期长的物料都适合平流式烘干,另外一些小颗粒、小切片、粉状、柔软性等透气性差的物品,也宜采用平流式烘干,而穿流式烘干一般适合用于悬挂类物品的干燥,如腊肉、烟草、床单毛巾等等。
确定循环风方式后,就要确定风机的选型了,对于风机的性能要求,一般会要求绝缘等级至少达到H、F级,因为其工作环境高温高湿,如果绝缘性不好很容易引发一系列事故;耐高温要求达到100℃以上。循环风的参考数值是平流风速要求2米/秒、穿流风速要求1米/秒,另外穿流式还需要考虑到风压的要求。
第六步是烘干房大小的设计、选材,烘房结构尺寸的确定需要考虑以下几个因素:物料每平方米摊放重量(kg)、单库设计装货量(kg)、循环风方式(平流、穿流)、单一托盘尺寸(mm)、托盘数量(个)、烘车层数(层)、烘车数量(个)、单一烘车占地面积(平方米)、主机安装的尺寸、其他结构性需求面积(夹层通风道、转角盲、灯下黑避让区)。烘干房选材一般采用聚氨酯板进行搭建,地面铺设一层钢板。
烘干房大小确定后,接下来就是确定烘车大小以及托盘的类型和规格,烘车主要考虑烘干房尺寸和一次烘干物料的数量和形态。托盘包括耐高温PE塑料、不锈钢钢丝网托盘、不锈钢冲孔托盘、竹制托盘、PE网等几种,具体采用哪一种托盘需要根据物料形态、烘干温度、生产产品行业、客户认同、投资价格来确定。
经过前面的几个步骤,基本上确定的烘干房的建设方案,那么下面就是向客户进行报价了,这里的费用包括主机、烘房、托盘、烘车、风机、结构件(风机架、吊顶、隔断、分风板、地面承压板等)的购买成本以及设备的安装费、运费以及税金。
报价完成后,为了争取客户的信任,通常还需要对干燥成本进行合理的预算,这个主要依据依据主机类型(分体机能耗最大2kg/度电、一体机3kg/度电、除湿热泵4kg/度电)、干燥周期(主机匹配度高缓慢脱水能耗越低相反超出设备匹配度快速排水快速升温能耗高)、匹配程度(电加热参与时间长的能耗高、大马拉小车能耗高、单模块结构比双模块能耗高)、控制器设计合理程度、物料干燥特性、烘干工艺优化(烘回工艺、冷热工艺)等因素。

案例:0.8~1T的天麻烘干方案设计

1.项目物料分析。待干燥的天麻为球茎状,初始含水量为70-85%,烘干成品的最终含水量要求小于10%,湿分的主要成份为自由水及毛细管水分和结合水,天麻具有粘性、热敏性、多糖的特性。
2.方案设计及选型。天麻烘干面临的主要问题:天麻烘干过程需经历多次烘干、回汗,其中尤其以第一至三烘除水量最大。后期烘干除湿量少但为了避免糖分解变质、起泡、保证烘干色泽导致烘干温度低、烘干周期长。
1)总体烘干方案设计。为保证天麻烘干质量、缩短烘干周期并进一步降低烘干成本,设计以下烘干工艺方案:天麻分级筛选(人工筛选)—-天麻分级清洗(人工或机器清洗)——天麻分级蒸煮(人工或设备蒸煮)——天麻一烘(除湿热泵烘房)——回汗(回汗间)——天麻二烘(除湿热泵烘房)——回汗(回汗间)——天麻三烘(除湿热泵烘房)——回汗(回汗间)——恒温干燥——产品分级筛选——包装入库。
2)烘房方案设计。方案分析:天麻烘干过程需经历多次烘干、回汗,其中尤其以第一烘除水量最大。所以烘房方案的设计均根据除湿负荷最大的第一烘进行核算。
由于天麻采收季节是每年的11月至第二年的3月,这个时间是环境温度最低的季节。这样的环境温度下只有除湿热泵能保持很好的能效比,无需锅炉或热风炉等,采用平流式、穿流式烘干方式都可以,保证风量均匀无死角,提高烘干效率。
天麻多糖,块茎直径可达6厘米以上,出水慢干燥周期长,烘干温度35-55℃;相对湿度控制为30%-60%;(一烘) 每批烘干量为0.8吨,干货量为0.4吨,烘干时间为20小时内;物料摊放密度为15kg/㎡,总计摊放面积为53.33㎡,共设计6个烘车,烘车尺寸1290*800*2000mm,每个烘车11层,采用耐高温PE托盘,托盘尺寸810*595*40,每个烘车共22个托盘,每个烘车载重量为165kg;烘房尺寸为:5400*3000*2900mm;设计烘房穿流风速为2米,干燥房循环风机为2台1.1kw。
烘干曲线变化如下表:

3)热力计算:每批次烘干量:0.8吨天麻;总脱水量:0.4吨;设计烘干时间为20小时内;平均脱水量为:20公斤。
4)设备选型:配置1台天麻烘干机;干燥房尺寸:5400(长)x3000(宽)x2900(高)mm;总配电量: 6.6(主机)+2.2(风机)+15(电辅助)=23.8kw。
3.运行费用估算:采用除湿热泵烘房干燥方式,按每批0.8吨湿货计算(干货0.4吨),去水0.4吨,除湿热泵及风机总耗电量250kw,总电费:200×0.8=160(电价按0.8元/kw.h),折算天麻第一烘每千克干货所需费用(电费)约为0.4元/公斤。
4.设计图纸

24小时客户服务热线:如果您对烘干热泵感兴趣或有疑问,请致电:029-86398398,新能源——您全程贴心的采购顾问。

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