干燥设备中变频真空机组
干燥设备中变频真空机组
真空冷冻干燥(以下简称冻干)是目前国际上最进的食品保鲜技术。近十多年来?冻干技术在我得到了迅速发展。但冻干技术又有其致命的缺?就是冻干设备投资大?使用能耗高。随着冻干设的国产化?其设备一次性投资大幅度下降?但其使能耗仍成为制约其发展的瓶颈。在冻干设备使用耗中?真空系统的能耗占据了较大比例。以冻干葱为例?采用蒸汽系统加热时?真空系统电耗约占干总电耗的30%。因此?真空系统的节能成为低冻干产品加工能耗的重要手段。随着变频技术成熟?在真空系统中采用变频技术对真空系统节是一种有效可行的手段。为此?本文提出了在冻设备中采用变频真空机组的方案?并将该项技术请了国家专利。
　　食品冻干设备中真空特性干燥仓内压力是冻干工艺参数中的一项重要参数。在食品冻干过程中?干燥仓内压力主要受三方面的影响:一方面由于被加工物料的共熔点不同?其干燥仓内最高允许压力不同;另一方面是物料的干燥速率与干燥仓内压力有较大的关系?为了得到物料最佳干燥速率?有必要对干燥仓内的压力进行控制;再者?在干燥过程中?物料本身产生的不凝性气体和水蒸汽的量也在不断变化?为维持设定的干燥仓压力?也有必要对干燥仓内压力进行控制。图1是一种大葱的冻干工艺曲线。
　　因冻干设备所配真空机组均按冻干过程中所需最大有效抽速来设计?但在冻干过程中的大部分时间?真空机组所需有效抽速均小于最大有效抽速。
　　为控制干燥仓内压力?目前采用的方法主要有两种?一种是在干燥仓体设一充气阀?通过控制环境向干燥仓内充气量的多少来实现。另一种是在干燥仓体与水汽凝结器之间的连通管道上安装气动蝶阀?通过控制气动蝶阀的开度大小来实现。上述两种方法虽然都能够较好的实现对干燥仓内压力的控制?但其真空机组始终在满负荷状态下工作?真空机组能耗较大。实际上完全可以通过改变真空机组的有效抽速来实现对干燥仓内压力的控制并达到节能的目的。
大葱的冻干工艺曲线fig·1　the freeze-drying curves of onion食品冻干设备真空机组所采用的真空泵主要为罗茨泵、水环泵和滑阀泵三种类型。这三种真空泵均为压缩性恒转矩负载?其有效抽速及消耗功率与转速的关系可以用式(1)表示:
　　s1s2=n1n2=50f150f2?p1p2=n1n2=50f150f2? (1)式(1)中:
　　s1、s2—真空泵有效抽速?l/s;n1、n2—真空泵转速?r/min;f1、f2—真空泵工作电源频率?hz;p1、p2—真空泵运行功率?kw。
　　式(1)说明真空泵有效抽速及消耗功率均与真空机组真空泵电源频率成正比?因此?通过改变真空泵电源频率既可以控制干燥仓压力也可以相应降低真空机组的消耗功率。
　　 　变频真空机组设计2·1　冻干设备真空机组设计的总体原则在设计冻干设备真空机组时?必须考虑以下几方面的问题:
　　(1)预抽时间即将干燥仓从大气压(1·013×105pa)抽到工作压力(按133 pa考虑)所需时间应尽量短?一般控制在20 min内?并能使干燥仓达到一定的极限压力。
(2)预抽所需有效抽速远比维持所需有效抽速大。
　　(3)真空机组应能抽除少量的水蒸汽。http://www.xinda168.com/


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