凍干機的運行特性與節能策略分析

白勝偉+徐芳

摘要：現階段，凍干機已經在眾多生產領域中得到了廣泛應用，利用凍干機，能夠迅速的對物質進行凍干處理，且最大限度的保留物質原有的結構以及特質。現階段，隨著各行業生產規模的不斷擴大，社會各界對凍干機的性能，尤其是節能方面有了更高的要求。文章主要研究凍干機的運行特性與節能策略。

關鍵詞：凍干機；節能工藝；機械設備

引言：

隨著社會需求的不斷豐富，社會生產行業的產品類型也在不斷增加。現階段，凍干機已經在食品、醫藥、飲料等眾多行業得到了廣泛的應用。其作為一種現代化的物質干燥工藝，具有干燥效果好、效率快的突出特點。在社會節能意識普遍提高的今天，對于凍干機的節能策略已經成為了凍干工藝研究的重點。

1凍干機的運行特性

從結構的角度分析，凍干機主要由真空、制冷、加熱、控制等系統以及凍干箱組成，一些先進的凍干機還具有液壓、氣動、清洗、消毒等輔助系統[1]。目前，小型凍干機是市場上應用的主流之一，其大多采用整體型的設計，在一個整體的機架上合理的裝置所有部件系統。專門應用與食品生產的凍干機一般采取分離式的設計，根據不同生產環節的需求，按照預凍與干燥兩個階段，合理分配設備的各系統配置。

從設備的運轉特性方面來看，現階段常用的凍干機主要有連續式與間歇式兩種。在我國，間歇式的凍干機比較常見，其基本工作流程為：啟動-裝料-開啟制冷-預凍-降溫-開啟真空-加熱-結束。根據不同的生產工藝需求，凍干機的操作控制可以采用自動，也可以采用手動。采用自動控制辦法時，要求操作人員明確的了解凍干物質的凍干曲線，編制科學的設備運行控制程序。一些性能優越的凍干機可以在自動控制與手動控制之間自由的切換，使企業在生產的過程中，能夠根據實際情況的變化，隨時調整設備的相關參數。

凍干機的制冷系統是凍干機的核心之一，其主要工作就是對物質進行預凍處理，使物質的中心溫度保持在預先設定的預凍溫度。預凍結束之后，物質進入到降溫環節，降溫主要由冷阱來完成。冷阱降溫達到零下40攝氏度以下時，進入真空系統，開始物質的主干燥。在干燥時，加熱系統開始工作，使物質具備解析所需要的熱量。

從能耗的角度分析，凍干機在預凍到干燥的過程中耗費了大量的能源，造成極大的資源浪費。同時，凍干機對物質的凍干時間周期過長，在較長的周期內，設備還會產生大量額外的能量損耗。這些都會導致設備凍干的能源投入過大，制約了凍干機的應用以及推廣。

2凍干機的節能策略分析

2.1強化凍干工藝

現階段，由于社會市場需求的形式豐富多樣，凍干物質的品種也在不斷增多。這些不同的物質之間具有較大的性質上的差異，要想有效的降低凍干機的能耗，節約能源，應該通過大量的實踐與研究，強化設備的凍干工藝。

首先，要強化對物質的預處理。對于不同的物質性質特點，應該有針對性的對其進行處理。一般來說：針對液態的物質，可以使用反復滲脫水，再進行凍干的辦法，以便捷的調整物質濃度，加強凍干的效率。針對于固體的物質，如果生產對其形態沒有特定的要求，可以適當的對物質進行分切處理，以此增加物質的有效傳導面積。若生產對物質的形狀有所要求，可以適當的采用穿刺的方式進行處理，以加快物質熱量傳導的過程。

其次，要加強對真空系統的控制。經過科學的實驗證明，真空度對物質的凍干效率具有一定的影響。對此，在利用真空系統進行干燥的過程中，應該控制好真空度，使真空室的壓力值根據不同的物質變化不同的幅度以及頻率，強化物質的干燥效率[2]。

此外，應該改進設備的加熱方式。現階段，比較常見的凍干機加熱方式主要是輻射或導熱兩種。這兩種方法分別通過直接向物質傳導熱量以及均勻輻射的方式對物質的溫度進行控制。但這兩種方法很容易導致干燥物質的受熱不均或變形。目前，微波加熱的方式已經在凍干機的加熱系統中開始了應用。利用電磁波的加熱作用，凍干機能夠更快、更環保的對物質進行加熱處理，切實降低設備的能源消耗。

2.2優化設備設計

我國現階段常用的間歇式凍干機因為其運行特點方面的缺陷，使得在運行的過程中會產生大量的額外能源消耗。對此，應該對凍干機的設計進行優化，以此克服凍干機的缺陷，減少二次消耗。在凍干機的制冷系統方面，應該結合實際的凍干工作內容，有效的增加系統的負荷能力，使其可以在較大的的范圍內對工作的相關參數進行調整，以此實現高精度的制冷控制，降低物質凍干的能源消耗。在加熱系統方面，應該從加熱的均勻性以及加熱的穩定性方面著手，使設備能夠進行更加平穩的加熱工作，實現大流量、小溫差的加熱處理。

2.3優化操作系統

通過操作系統，能夠實現對凍干機各環節加工的準確控制，因此，要想切實降低凍干機運行中的能源消耗，就必須對設備的控制系統進行優化。一方面，設備的操作人員要充分的了解系統運行的原理以及規律，并掌握一定的檢修以及維護的辦法，降低設備故障的發生概率。另一方面，應該根據物質的實際情況以及生產的客觀需要，科學、合理的設置操作程序，并根據實際情況的變化，及時的對相關參數進行調整，使設備始終處于最佳運行狀態，提高凍干的效率，降低能源的消耗。

結束語：

綜上所述，現階段，隨著社會經濟的高速發展，各生產行業的生產規模不斷擴大。作為重要生產加工手段的凍干機設備，其能源浪費的問題已經引起了社會各界的廣泛關注。對此，相關的企業以及科研人員應該立足實際，結合現代化的科學技術，不斷優化設備的運行工藝，實現凍干工藝的節能環保。

參考文獻：

[1]謝堃，陳天及.凍干機的運行特性與節能分析[J].糧油加工，2015，08：128-130.

[2]李強.凍干機溫度控制系統算法研究[D].哈爾濱理工大學，2016，12：147-148.

作者簡介：白勝偉（1987.03）男，漢族，浙江省金華市人，2009年畢業于湖南衡陽南華大學 制藥工程專業，現供職于浙江金華康恩貝生物制造有限公司 設備主管，學士學位，研究方向：設備管理。endprint