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地热干燥用于蔬菜水果的脱水和加工

更新时间：2021-12-31　点击量：1314

地热能在工业领域应用的范围也很广，包括烘干、工艺加热、汽化蒸馏、洗涤、盐分析取以及化学萃取等。但是许多应用项目要求的地热流体温度较高，有的甚至超过中温（90-150℃）的上限，因而地热在工业上的应用和发展受到一定的制约，特别是大型地热工业应用项目。

工业企业的能源消耗是产品成本中的重要组成部分。企业主对能源的费用、质量和供应可靠性是十分关注的。地热能对企业的能源选择是有吸引力的，因为它的费用低于常规能源，质量又不次于常规能源。我国地热资源中低温居多，将这种资源用于工业项目仍然有广阔的前景，特别是中温范围的地热资源。

当地热流体的温度低于工业应用所要求的温度时，也可以通过锅炉、热泵或其他余热利用装置使地热流体温度进一步升高。这种方法是否值得采用要看地热流体的参数、升温的幅度以及采用的加热装置的投资等具体情况来比较确定。设计这类项目时，有两种可能的考虑方法：一种是按现有的地热流体去选择适合的工业应用项目；另一种是根据提出的工业应用项目改造地热流体(包括升温、防腐等)。

地热干燥是利用中低温地热水中的高热焙部分，经过热交换器产生热风，用它对不同物料进行脱水，达到产品的深加工。地热干燥后的地热尾水仍可进行其他项目的综合利用，如采暖、种植、养殖、生活用热水等。因此，地热干燥可提高中低温地热综合梯级利用的热能利用率，同时也可提高地热利用的总体效益。

此外，地热干燥属于产品加工业，只要有充足的原料和稳定的市场，就可全年生产，这样可使地热利用在一定程度上达到全年均衡利根据我国地热干燥的实践，只要地热水温度大于70℃，就可通过热交换器产生55℃以上的热风，用于农副产品的烘干。如果地热水温在70℃以下，则需和太阳能或其他能源互补进行干燥。当然，地热流体温度愈高，干燥项目的经济性也愈好。

应该注意的是，地热干燥作为地热梯级综合利用的一个组成部分，它不宜单独使用一口地热井，而应与其他地热利用项目共用一口地热井，形成合理的梯级综合利用系统，同时要使地热水流量和不同利用项目的规模相匹配。地热干燥产品应根据当地的原料市场、市场需求和劳动力等情况来确定。为了能形成一定的生产规模和产生较好的经济效益，地热水温不应低于80℃，流量应在50t/h以上。

虽然世界上大型地热工业应用项目较少(因为需要高温地热流体作热源)，但是仍然在蔬菜、水果脱水，粮食和木材于燥等许多方面有着应用前景。100℃以下地热水仍有很多适用的项目。

下面介绍下用于蔬菜水果的脱水和加工的工业应用。

【一】蔬菜水果的脱水⑴各种产品脱水的生产工艺流程

各种蔬菜、水果和一些需要干藏的食品的脱水和各种物料（如粮食、混凝土、煤、高岭土等）的烘干都是地热干燥的应用范畴。它们的干澡原理是相同的，只是在工艺上、设备上各有各的要求和特点。

脱水蔬菜作为方便食品的调味品或烹调原料，近年来获得较快的发展，市场开发前景看好。这是因为工农业生产的发展，人民生活节奏随之加快，方便食品越来越畅销。

进行脱水蔬菜、果脯等食品的生产需要面积很大的原料供应基地，同时还要有配套的辅料。对原料的冲洗、去皮煮沸，也要有冷水水源和小型蒸气锅炉。

各种产品的生产工艺流程举例如下。

1.脱水胡萝卜粒

清洗→烫漂→去皮→切粒→甩干→烘干→分选→包装。

2.脱水葱段和脱水韭菜段

清洗→切段→甩干→烘干→分选→包装。

3.桃脯生产

拣选→去皮→去核切分→护色处理→糖煮→烘干→成品包装。

4.天鹰椒干生产

拣选→分批烘干→包装。

5.干枸杞生产

清洗→软化表面→烘干→分选→包装。

⑵主要干燥设备选型

由于农副产品烘干的品种较多，而且脱水蔬菜与果脯、枸杞的烘干要求相差很大，所以要选用的干燥设备应具有适应性广，烘干参数可调节，同时造价不能太高。根据这种情况建议选用推车式混流隧道干燥机，其结构简图如图1所示。这种干燥机可以根据不同的烘干物品采用不同的流程来达到各自所需的烘干要求，现举例如下。

对于脱水蔬菜，可采用顺流一逆流的混流使用法。此时，关闭排风阀1和3，打开排风阀2，打开调风阀11, 12和13，打开新风阀9, 10。烘车从顺流段推入，同时启动顺流段风机一散热器7和逆流段风机一散热器8。顺流段的排风全部从排风阀2排出。当要进入逆流段时，将活动门4打开，使烘车进入逆流段，人从保温侧门5进入，操作活动门4。逆流段的排风全部作为循环风使用，通过调风阀13, 11和12将循环风分别送入顺流段和逆流段，并与从新风阀进入的新风混合。烘车从两端的保温端门6进入和拉出。对于果脯和枸杞，则采用逆流烘干。关闭排风阀2和3，打开排风阀1和活动门4，关闭调风阀11, 12和13，打开新风阀10，停止使用顺风段风机一散热器7，启动逆流段风机一散热器8。烘车从顺流段推入，热风从逆流段风机一散热器8进入隧道，排风全部从排风阀1排出。烘干后，烘车从逆流段推出。

河北省科学院能源研究所设计制造的混流隧道干燥机，长度为23m，箱体为钢结构，每台功率为11.3kW。

①厂址选择需满足以下要求：

1.地热烘干厂应离地热井最近；

2.地热烘干厂与其他地热利用项目的距离应尽可能短；

3.在地热烘干厂内应有冷水水源，并有稳定供给水量10m3/h（或有冷水井，或有冷水水塔）；

4.有通畅的生产废水排水渠道。

②根据农副产品烘干的特点，烘干厂应包括：预处理车间、烘干车间、分选包装车间、原料棚、成品库、办公室、门卫室、宿舍和公共设施等。

蔬菜水果的脱水除使用隧道式干燥器外，也可以使用连续输送式干燥器，采用的热空气温度从40-100℃。隧道式干燥器实际上是一个密闭的绝热室，要干燥的产品放在室内一层层的托架上，大的物体则堆于其内。热交换过程可以通过循环大量的气体直接从气体向被干燥产品传热，也可以间接地采用加热托架的方法或采用盘管式散热器来实现。

但是隧道式干燥器的物料装卸都需要繁重的体力劳动，所以只适用于下列情况：1.处理对象尺寸大，需要较长的加热周期，或为了使内部热量和水分扩散均匀，需要长期保持允许的加热温度；2.处理对象的量较少，不宜建造投资高的连续处理设备。

下面介绍一些利用这类干燥机烘干农作物的国外地热蔬菜脱水项目。

坐落在美国内华达州Fernley附近地热区的一座地热食品加工厂(Gilroy食品公司的子公司)，主要经营洋葱脱水，生产各种等级的干洋葱，从粉状到各种大小的粒状都有。最终产品的含湿量为3.5%-5%。用地热流体为工厂供热。该厂从5月到11月收获季，每年经营6个月。工厂从1978年开始运行，至今还没有发生过重大设备事故(Lund，1994)。

地热井的井口流体温度为154℃，压力为1.31MPa，泵出的流量为170.3m3/h。在此条件下的蒸气压力为0.44MPa。系统压力几乎达到蒸气压力的3倍，从而保证地热流体始终处于液态。系统的高压运行也防止了热水盘管和管道的严重结垢。地热流体的排放温度为42.2℃，压力为0.28MPa。

洋葱的水分最初为50%，经三级处理和一个干燥器，最终产品的水分约为5%。产品通过一条长58m的连续输运式食品脱水器被干燥。该脱水器是利用被地热流体加热的热空气吹过一个带孔的不锈钢带来烘干洋葱的。地热流体与干燥空气的传热过程是通过钢制热水加热盘管来实现。

第二条新建的洋葱和大蒜加工厂已于1994年开工，它是Burns Philp食品有限公司的一个分部。工厂位于美国内华达州Reno北约160km处的San Emido沙漠，正好在Gerlach的南面。工厂采用一台单线连续传送干燥器，每年生产干燥产品6350t，其中60%为洋葱，4%为大蒜。流量为204m3/h的130℃地热流体为工厂提供4102kW的热量（Lund and Lienau，1994）。

在菲律宾南部Negros的Philippines 1号地热田，建成了一座采用160℃地热水的1MWt食物干燥试验工厂，用于干燥可可肉、果实、根生庄稼、香料和水产品。工厂面积650㎡，设计的干可可肉产量为每天7t（Chua and Abito，1994）。

【二】土豆加工

土豆是许多国家(特别是欧美国家)的重要食品，经加工可以生产出各种各样的产品，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、土豆罐头及其他土豆杂品等。1970年以来，以美国为例，冷冻土豆产品占土豆加工量的45%-48%，或者说，占美国食用土豆的1/4。

许多土豆加工工艺都可以用150℃或更低温度的地热流体作热源来提供能量。但是其中有凡道工序如油炸过程需要很高的温度，大多数地热流体都不能满足。

待加工的土豆先送入一组洗净器，再送入预热器。在预热器里，土豆被加热并使土豆皮软化易于除去，然后用15%的碱液保持在60-80℃的温度范围使土豆化学去皮。

土豆离开化学去皮器被送入擦洗器将皮擦去，经冲洗后送到切桌上。擦下的土豆皮泵入一个容器，并将残留碱液中和后作为牛饲料出售。

土豆经修整后送至切割机房。摇筛将产品分类，小块被分离出来后加工成其他产品，经修整后的合适大小产品由重力送入烫漂系统。

烫漂后的土豆去水并经表面上糖，使油炸后呈金黄色。在两级油炸之前，土豆先经干燥器去除表面的潮湿水分。第一级油炸将土豆炸透、炸熟，第二级油炸只为给土豆表面着上金黄色。油炸器所用的油通过换热器用1.9MPa的高压蒸气加热至190℃。

产品的冷冻由压缩式连续冷冻系统完成，冷冻温度维持-35℃不变。

为了避免地热水对产品的污染，地热利用采用间接供热系统，即地热流体通过换热器将热量传递给洁净的循环水，循环水再将热量传送至工艺用热的地方，然后返回换热器重新被加热，完成一个密闭的循环。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

地热井高精度传感器分层测温方案、地热井温梯度测井系统、井温梯度测井系统

地温冻土深水井地热井温度监测自动测温系统

岩土冻土地温深井电脑自动测温系统、水源地源热泵空调换热井测温系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：

为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆"及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

地热干燥用于蔬菜水果的脱水和加工

推荐产品如下：