科创中国
热泵干燥关键技术与装备
成果类型：: 发明专利,实用新型专利,新技术
发布时间: 2023-08-30 00:45:27
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 关晓 | 2023-08-30 00:45:27
热泵是通过特制干燥系统从低温热源吸取热量，在较高温度下作为有用热能进行干燥的一种干燥方法。热泵系统内的工作介质，首先在蒸发器中吸收来自干燥过程排放废气中的热量后，由液体蒸发为蒸汽；经压缩机压缩后送到冷凝器中；在高压下热泵工质冷凝液化，放出高温的冷凝热去加热来自蒸发器的降温去湿的低温干空气，把低温干空气加热到要求的温度后进入干燥室内作为干燥介质循环使用；液化后的热泵工质经膨胀阀再次回到蒸发器内，如此循环下去。本技术解决的主要问题：热泵干燥是封闭的循环系统，其热效率接近 100%，是一种绿色、节能的干燥方式，并且能有效保持干燥产品的色泽、营养品质等。适用果蔬原料：果品如苹果、桃、枸杞、芒果等；蔬菜如胡萝卜、大蒜等；其他如水产品（鱼、虾、贝、藻等）、食用菌（蘑菇、木耳、银耳等）等。
1.生产能力：200～1000 吨/年；2.生产线功率：35 kW；3.单批物料加工时间：10～12 小时。4.产品标准：含水率≤7％
在过去的 20 年里，热泵干燥技术日益成熟，其优异的节能效果已被各种实验研究及实践应用所证实。热泵干燥具有如下优点：（1）节约能源：热泵技术的热效率高十分明显，1 份电能可转换为 3～4 份热能。（2）干燥参数易于控制：热泵干燥过程中，循环空气的温度、湿度及循环流量可精确和有效地控制，因此热泵干燥适合于热敏性物料的干燥，干燥成品的质量比一般对流干燥高。（3）干燥条件可调节范围宽：热泵干燥的温度调节范围在-20℃～100℃，相对湿度调节范围在 15%~80%。较宽的温度调节范围使热泵能够对多种物料进行干燥加工。（4）干燥品质好：由于热泵干燥是一种温和的干燥方式（接近自然干燥），表面水分的蒸发速度与内部向表面迁移速度比较接近，并且热泵干燥由传统的开放式热风干燥改为封闭式干燥，保证了被干燥物品的品质好、色泽好和产品等级高。因此热泵干燥应用到食品干燥产业具有广阔的前景。
中国农业科学院农产品加工研究所果蔬食品制造与营养健康团队于 2004 年组建，长期从事果蔬物质基础与营养健康机理、果蔬加工品质形成机理与调控技术、营养健康果蔬食品制造理论与技术、果蔬资源梯次高值利用理论与技术、果蔬加工与食品制造标准及质量控制技术研究等。 团队现有在职职工 9 人，其中研究员/博士生导师 1 人、副研究员/硕士生导师 3 人、院所青年英才 4 人，已出站博士后、毕业博士和硕士研究生 70 余人，在读博士和硕士研究生 40 余人、其中留学生和国际联合培养博士生 8 人。团队现有各类果蔬加工、食品制造与营养健康等仪器设备 100 余台/ 套，依托国家农产品加工技术研发中心、农业农村部农产品加工综合性重点实验室、农业农村部农产品加工质量安全风险评估实验室等国家级科研平台，可以满足各类果蔬食品制造与营养健康研究及产业化需要。
建设年处理量原料 1000 吨的热泵干燥生产线 1 条，需要厂房设备固定投资约 200～300 万元，生产车间面积 800 平方米。热泵干燥产品得率为 10～20:1，而脆化产品与鲜样的市场销售价格比约为50～70:1，扣除生产成本，每吨原料加工增值平均达到 1～2 倍，利润可观。根据原料品种差异，该技术的投资利润率为 10%～20%，投资回收期为 3～5 年。
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