太陽能干燥機組成結(jié)構(gòu)

太陽能空氣集熱器是太陽能干燥機的主要部件，一般由吸熱體、蓋板、保溫層和外殼構(gòu)成。太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能主要在吸熱體上進(jìn)行，吸熱體由對太陽輻射高吸收率的材料制成或覆蓋高吸收性能的材料。吸熱體首先吸收太陽輻射，將輻射能轉(zhuǎn)換成自身的熱能。自身溫度升高。當(dāng)室外空氣流經(jīng)吸熱體時，通過對流換熱，加熱冷空氣。儀有很少部分吸熱體上的能量通過輻射換熱的方式進(jìn)人空氣中。

比較簡單的太陽能干燥機(如箱式、棚式)帶透明頂板和涂黑內(nèi)層的密閉空間就是一個簡單的太陽能空氣集熱器。比較典型的太陽能空氣集熱器是平板型空氣集熱器。

太陽能干燥機結(jié)構(gòu)的設(shè)計可有多種選擇。根據(jù)干燥機內(nèi)氣流的流動方式，可將太陽能干燥機分為自然對流型和強迫對流型兩種。

太陽能干燥機自然對流型

自然對流型太陽能干燥機中無附加風(fēng)機，氣流靠溫差的作用在于燥室內(nèi)流動。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，主要有箱式、棚式、溫室式、盤架式和煙囪式幾種。

太陽能干燥機強迫對流型

強迫對流型太陽能干燥機靠溫差和氣流出口和進(jìn)口的高度差作為氣流流動動力的自然對流型太陽能干燥機受到多方面的制約。特別是當(dāng)料層較厚、顆粒細(xì)、孔隙度小時，’氣流阻力大，僅靠自然對流不能滿足對氣流速度的要求。一些改進(jìn)型的太陽能干燥機，氣流需通過附加的裝置如蓄熱器、空氣集熱器及管道等，沒有附加動力，氣流是不能實現(xiàn)有效流動的。此外，自然對流型太陽能干燥機的排氣溫度較高，熱利用率低。應(yīng)利用風(fēng)機來實現(xiàn)廢熱利用。

根據(jù)常規(guī)能源使用情況可將強迫對流型太陽能干燥機分為普通強迫對流型、蓄熱型和帶常規(guī)能源的太陽能干燥機。

(1)普通強迫對流型太陽能干燥器

該類型干燥器不需其他能源加熱空氣，空氣的加熱只靠太陽能集熱器，由電機驅(qū)動風(fēng)扇保證干燥機內(nèi)氣流的流動。普通強迫對流型太陽能干燥機主要有溫室型、集熱器型和溫室—集熱器型3種類型。

(2)蓄熱型太陽能干燥機

在太陽能干燥機中加蓄熱器的目的主要是為了延長于燥時間。太陽輻射強時，貯存部分能量，控制熱空氣溫度，避免過度干燥。太陽輻射弱或無太陽輻射時，提取貯存的熱量進(jìn)行干燥作業(yè)。使用附加蓄熱裝置的不足之處是增加了投資和操作費用，在使用蓄熱于燥之前應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

作為蓄熱體的物質(zhì)可以是天然的，也可以是人造的。水、石塊等多用在農(nóng)作物的干燥上，比合成材料便宜。而鹽水、石蠟、硅膠、分子篩等多用于潛熱蓄熱和化學(xué)蓄熱。

(3)附帶常規(guī)能源的太陽能干燥機

由于夜晚和陰雨天無陽光可用，太陽能干燥是間歇過程。雖然可在干燥系統(tǒng)中加蓄熱裝置，但所蓄的熱量也是有限的。又因為太陽能的分散性，太陽能空氣集熱器加熱的熱空氣溫度較低。因此，對于一些需要連續(xù)干燥或在較高溫度下干燥的物料，需加輔助能源。

增加常規(guī)能源加熱方式

在干燥系統(tǒng)中增加常規(guī)能源加熱有兩種方式：一種方式為有陽光時利用太陽輻射加熱空氣，增加的常規(guī)能源只在夜晚或陰雨天使用，常規(guī)能源只是對太陽輻射加熱的輔助；另一種方式是太陽能集熱器只作為預(yù)熱器，主要能源為常規(guī)能源。在這種情況下，太陽能只作為輔助熱源。

太陽能干燥機優(yōu)點

太陽能干燥機在使用上的優(yōu)點和不足主要是由太陽輻射的特殊性決定的。與利用其他能源的干燥方法相比，太陽能干燥有下列優(yōu)點：

(1)干凈衛(wèi)生，對物料和環(huán)境沒有污染；

(2)太陽能取之不盡，不存在能源枯竭間題；

(3)太陽能處處都有，不需開采和運輸；

(4)干燥過程中其他能源消耗低，操作費用低。

太陽能干燥機缺點

(1)分散性大，熱值低。

太陽常數(shù)為1353 W/㎡，在天氣較為晴朗的情況下，中午垂直投射于1㎡面積上的太陽能最多在1 kW左右，陰雨天更低。如果干燥機的生產(chǎn)量大，那么就需要較大面積的集熱器，占地面積大，設(shè)備投資費用高。

(2)溫升小，干燥速度低。

完全依靠太陽能，干燥介質(zhì)(熱空氣)的溫升低，僅能使空氣的溫度上升至40~70℃所以，一般情況下，太陽能只能用于低溫干燥。

(3)間歇性和不穩(wěn)定性。

太陽的輻射強度受緯度、季節(jié)、天氣及時間的影響大。低緯度地區(qū)太陽輻射強度高，高緯度地區(qū)太陽輻射強度低。冬季及陰雨季節(jié)太陽輻射強度很弱，無太大利用價值。一天中不同時間，太陽能輻射強度不斷變化，由此造成‘了干燥介質(zhì)溫度不穩(wěn)定，給干燥過程的控制帶來了不少困難。

(4)干燥效率低。

太陽能空氣集熱器的熱效率一般在60%~80%之間，干燥裝置系統(tǒng)效率為20%~40 %。

太陽能干燥機多用于農(nóng)副產(chǎn)品，工業(yè)品采用較少。

(1)糧食干燥

采用太陽能干燥機干燥玉米、稻谷、小麥、花生、咖啡等物料除節(jié)約能源外，并能有效地提高被干燥物料的品質(zhì)。特別是稻谷，在高溫干燥時會產(chǎn)生很高的應(yīng)力裂紋率，嚴(yán)重影響出米率和整米率，使品質(zhì)和口感變差。日本最近研制出了一種新的稻谷干燥方法，即是完全采用太陽能溫室進(jìn)行稻谷的于燥，干后稻米品質(zhì)優(yōu)良，稱之為太陽米。

(2)果品的干燥

太陽能果品干燥在我國運用較成功。干燥裝置每次可裝水果1.4~1.75t，溫室氣溫可達(dá)50~70℃ ， 6天左右即可得到干果。用于荔枝、龍眼等肉質(zhì)水果的干燥效果好，降低了干燥時間和勞動強度。此外采用太陽能干燥房干燥青絲、紅絲、杏脯、蘋果脯、蜜棗和梨脯也取得了成功。

與燒煤干燥相比，太陽能干燥房內(nèi)的溫度比較均勻，果脯無焦糊現(xiàn)象，且在太陽直接照下，果脯色澤鮮亮，質(zhì)量較優(yōu)。澳大利亞利用網(wǎng)袋懸掛葡萄，在屋頂下直接吸收太陽輻射能而干燥。無日光照射時，屋內(nèi)溫度較外界溫度高2~6℃，而有日光照射時，屋內(nèi)溫度.較外界溫度高8℃。但是，在干燥這些高水分物料時，由于干燥速度低，需注意干燥過程的霉變。

(3)葉類作物的干燥

蔬菜、煙葉等葉類作物采用太陽能干燥可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。一方面這類作物含水量高（>40%），干燥時耗能大；另一方面這些產(chǎn)品的風(fēng)味相當(dāng)重要，不宜采用高溫快速干燥。尤其是煙葉品質(zhì)及價值實際上是由風(fēng)味決定的，而它的風(fēng)味與干燥的溫度、濕度及時間有關(guān)。太陽能干燥機能滿足煙葉干燥的需要。

(4)木材干燥

木材的物理特性決定了木材的干燥需采用慢速干燥。常用的蒸汽干燥設(shè)備投資大，耗能多，運行成本高。利用太陽能干燥設(shè)備干燥木材，既能減少投資，又能節(jié)約能源。澳大利亞的木材太陽能干燥機附加了巖石儲熱裝置，保證了木材的連續(xù)干燥。當(dāng)木材從初始含水量29%干燥到最終含水率16%時，太陽能干燥僅需3天，而蒸汽干燥需4.45天。

此外，太陽能干燥還可應(yīng)用于棉花、中藥材、陶瓷等物料。用來干燥水稻.、棉花和小麥的種子時，發(fā)芽能力與熱風(fēng)干燥相比可提高10%~15%。

太陽能干燥機作業(yè)的管理主要包括兩方面內(nèi)容，首先是管理計劃的制定。制定計劃時，待干物料的特性、干燥工藝、太陽能干燥機結(jié)構(gòu)和性能、當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件等都應(yīng)該進(jìn)行綜合考慮；其次是管理計劃的執(zhí)行。

干燥過程中的管理主要有以下幾個方面：

(1)待干物料的檢驗；

(2)簡單的太陽能干燥機(如棚式、箱式)干燥過程中的翻料；

(3)氣流速度的調(diào)節(jié)；

(4)循環(huán)空氣量的調(diào)節(jié)；

(5)緩蘇干燥過程的調(diào)節(jié)(包括緩蘇開始時間和時間間隔)；

(6)夜間和陰雨天氣時，太陽能干燥機與環(huán)境的分離；

(7)捕助干燥能源切換；

(8)多室太陽能干燥機中各室氣流量分配及室內(nèi)氣流均勻性:

(9)復(fù)雜和多功能太陽能干燥機操作方式的確定。保證干燥室、蓄熱裝置和其他耗能設(shè)施的能量的適當(dāng)分配；

(10)蓄熱型太陽能干燥機的蓄熱操作；

(11)干燥過程中不同階段干燥機進(jìn)口溫度的確定。

太陽能干燥機應(yīng)用前景

雖然太陽能干燥技術(shù)的推廣應(yīng)用還存在不少問題，但由于全球面臨的能源與環(huán)境問題日益嚴(yán)重，太陽能作為一種清潔豐富的可再生能源不可忽視。我國在太陽能熱水器的推廣應(yīng)用方面已見成效，目前我國是世界上生產(chǎn)太陽能熱水器最多的國家。預(yù)計今后我國在太陽能干燥技術(shù)的應(yīng)用方面也會有一定的發(fā)展，特別是一些小型、簡易的太陽能干燥室，在日照條件好，而經(jīng)濟(jì)又欠發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，有較好的應(yīng)用前景。

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和出口大國之一，農(nóng)產(chǎn)品及生物資源豐富，物種多樣，特別是在廣大的西部地區(qū)。為了促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，將本地區(qū)具有資源優(yōu)勢及開發(fā)利用前景的農(nóng)產(chǎn)品、生物資源產(chǎn)品作為地方支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此近年來，農(nóng)副產(chǎn)品及生物資源產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展迅速。但隨著我國加入WTO和人們對產(chǎn)品質(zhì)量和食品衛(wèi)生問題的關(guān)注，現(xiàn)有的農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)含量低，產(chǎn)品質(zhì)量不高，產(chǎn)品附加值低，從而導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏市場競爭力，難以形成支柱產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)品干燥是加工過程中的一個重要工藝過程，目的是除去物料中多余的水分，以便于產(chǎn)品加工、運輸、貯藏和使用。采用常規(guī)能源干燥農(nóng)產(chǎn)品，投資大，需消耗大量能源，致使農(nóng)產(chǎn)品成本增高，并造成不同程度的環(huán)境污染。一般農(nóng)產(chǎn)品要求的干燥溫度比較低，大約在40-55℃之間，正好與太陽能熱利用領(lǐng)域中的低溫?zé)崂孟嗥ヅ洌⑶夷芸s短干燥周期，提高產(chǎn)量質(zhì)量等優(yōu)勢，因此我國應(yīng)用太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品，具有廣闊的發(fā)展前景。

太陽能應(yīng)用于木材干燥有兩個方向:

(1)對于偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型木材加工廠，適于發(fā)展簡易的溫室型、半溫室型或小規(guī)模集熱器型的太陽能干燥裝置;

(2)對于中、大型木材加工企業(yè)，適于發(fā)展材積為50一100m3的大型太陽能干燥裝置，并將太陽能干燥作為預(yù)干，即高含水率階段用太陽能干燥，低含水率階段用常規(guī)干燥。在氣溫高、濕度大、電價適中的地區(qū)，適于采用太陽能與熱泵聯(lián)合干燥。

太陽能干燥機建議

(1)太陽能在干燥行業(yè)的應(yīng)用應(yīng)該引起足夠的重視。太陽能適于一些物料中、低溫干燥，也可做適于高溫干燥物料的預(yù)干。

(2)增加科研投人，不斷提高太陽能干燥的供熱效率，降低干燥成本。據(jù)有關(guān)資料報道，我國與國際水平的差距主要在透光材料和吸熱板的涂層工藝方面，雖然清華大學(xué)和中國科學(xué)院等單位已在某些方面取得了顯著的成績，但主要集中在太陽能熱水器方面，對太陽能干燥的研究投入太少。

(3)希望我國政府對太陽能干燥給予政策上的鼓勵與扶持，增加一些經(jīng)費投入并加大宣傳力度。包括太陽能干燥在內(nèi)的太陽能熱利用是符合中國國情的可再生能源項目，應(yīng)大力推廣應(yīng)用 。2100433B

振動干燥機臥式振動干燥機的結(jié)構(gòu)

干燥容器是臥式圓形空筒，兩旁有數(shù)個彈簧支撐，小型干燥機配備一臺振動馬達(dá)，大型干燥機一臺馬達(dá)帶動數(shù)個振動發(fā)生器，振幅3~4〔毫米〕，振動頻率自900到1800〔次/分鐘〕之間可進(jìn)行調(diào)節(jié) 。

其振動機構(gòu)與振動粉碎機中的機構(gòu)一樣，使容器在圓周方向振動。

干燥容器直徑小于500 [毫米]時，為避免干燥細(xì)粉的飛揚，內(nèi)壁加工成U型槽。

如欲增大傳熱面積，可在中心設(shè)置圓筒和隔板，或近底部處安裝數(shù)根加熱管路，若在底部設(shè)置一根有細(xì)孔的熱空氣管路，噴出氣體有助于物料的流動和干燥。

此干燥機尚能適應(yīng)物料的滅菌操作，只不過在容器的上下兩側(cè)設(shè)置二根有孔眼的過熱蒸汽管路。

振動干燥機臥式振動千操機的物料流動狀態(tài)

由于外部的振動作用，器內(nèi)物料呈松散狀，容重減少。對于比重大、粒徑較大的物料，穎粒向一邊涌起，達(dá)到最高部位后，順著休止角滑向?qū)γ?，酷似高速旋轉(zhuǎn)容器中的顆粒運動。對于比重小、順粒微細(xì)的物料，上端氣體以氣泡的形式逸出，聚集在下端的氣體向上端噴出 。

物料從容器的一端連續(xù)加入，在軸向近似活塞流的流動，沒有軸向的混合作用，由另一端連續(xù)排出。裝載量占橫截面積的50~60%外，隨著裝載量的減少，物料流動狀態(tài)惡化。增大傳熱面積甚為方便，加大直徑是個辦法，不過不能過于增加，加長容器長度更為容易。

振動盤式干燥機是一種新型的高效節(jié)能盤式干燥機，充分利用了振動原理和傳導(dǎo)換熱原理，集對輻射、傳導(dǎo)于一體，傳熱傳質(zhì)速率大，比普通盤式干燥機提高熱效率 30%，適用于粉體物料的干燥，最大的優(yōu)勢是由于振動的作用，對物料無破損。尤其對于需要保留粒型完整的物料干燥非常適合。

振動盤式干燥機具有熱效率高、能耗低、產(chǎn)品品質(zhì)好、占地面積小、配置簡單、操作控制方便、操作環(huán)境好等特點，廣泛適用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、飼料、農(nóng)副產(chǎn)品加工等行業(yè)超細(xì)粉狀物料的干燥作業(yè)。