基本信息
- 项目名称：
- 循环气流式太阳能干燥机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品充分利用新疆丰富的太阳能资源优势结合当前先进的机械干燥技术中循环气流的干燥方式将太阳能与机械干燥机有效地结合起来，以提升新疆葡萄干产品品质和节能环保为设计目标，所发明的循环气流式太阳能干燥机具备了储能和辅助热源装置，解决了太阳能技术夜间和阴雨天无法实施干燥作业的技术缺陷，期望本作品的发明能够为新疆节能减排和葡萄制干产业的可持续发展作出积极的促进与推动作用。
- 详细介绍：
- 本作品针对对实现利用可再生能源对原料进行机械化干燥进行设计，通过对新疆太阳能资源可利用性及机械化干燥模式中关键技术的分析，将太阳能集热器与机械干燥机有机的结合起来，研制出了操作简便，易于推广的太阳能干燥装置。 由于新疆葡萄产量高，保鲜期短。因此高效率、高品质的对其进行干燥加工可大大提高其经济效益。但是，目前新疆对葡萄的干燥加工任然采用传统的干燥方式，生产周期长，产品品质低，对干燥的场地、气候都有着较高的要求，影响新疆干燥产业的健康发展。 本作品不但可以加工出高品质的葡萄干，还利用太阳能这一廉价的可再生能源，大大降低了生产成本，经济效益巨大。 以葡萄干为干燥对象进行了太阳能干燥试验， 得到干燥数据表；以能耗为优化目标得到了葡萄干太阳能对流干燥的最佳工况， 并与葡萄干自然干燥进行了对比。 葡萄属于较难干燥的物料，干燥介质温度不宜太低以免干燥周期太长，不宜太高而造成在干燥前期结构变性。本试验选定温度范围为60-80℃的干燥介质相对湿度越低，葡萄干脱水速度越快。当湿度低于15％时，葡萄干表面出现硬化现象，干燥速度变慢。增大干燥介质相对湿度，葡萄干表面不易出现结壳的硬化现象，干燥速度加快。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品的设计思路来源于传统干燥方式中对太阳能的利用结合当前先进的机械干燥技术中循环气流的干燥方式将太阳能与机械干燥机有效地结合起来。综合利用两者的优势以太阳能为主要供热能源以循环气流为干燥方式。 本着既得到高品质产品又最大限度地降低成本的原则，设计出一款高实用性、便于推广的干燥装置。本装置由加热系统、储热系统、干燥系统、备用热源和循环气流系统组成。结构简单，易于制作。其中以聚碳酸酯
科学性、先进性
- 作品先进性 1．实现了利用可再生能源结合先进的机械干燥原理对物料进行干燥加工，提高了产品品质，缩短了加工周期，降低了加工成本。 2．由于装置添加了储热和备用热源装置，解决了太阳能利用技术中常见的夜间及阴天太阳能停滞问题。实现了干燥加工过程的持续性。 3．采用分层循环气流方式，逐层对葡萄进行干燥加工，提高了热能的利用率。 4采用室外集热和室内干燥连贯作业的设计思想，结合循环气流干燥方式，实现对葡萄无污染、高效率、短周期的干燥。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 目前处于中试阶段，正于哈密、吐鲁番等地局部推广。
技术转让方式
- 仅限国内推广
作品可展示的形式
- 实物、产品、图纸、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 新疆葡萄制干加工作为产业来说还处于初级阶段，生产方式以自然晾晒为主。绿色葡萄干在晾制时，为了缩短自然晾制葡萄干的时间，都要对鲜葡萄进行促干剂处理，以使鲜葡萄表面蜡质层脱落，达到缩短制干时间的目的。黄色葡萄干加工时，主要是采用促干剂处理和熏硫的方法进行加工，制干的时间相对于绿色葡萄干要短，机械烘干可在48～56h完成。 然而，目前葡萄干生产过程中存在的问题主要表现在以下几方面，对自然晾制的葡萄干：①加工过程时间较长，产品的卫生指标达不到要求，沙土含量在0.5%左右；②加工时间在20～45天，生产效率低；③晾制过程受天气变化影响极大，产品质量不稳定，生产的产品都为低端产品，产地价格在4～5元/kg。 而本装置是将太阳能的利用结合当前先进的机械干燥技术中循环气流的干燥方式将太阳能与机械干燥机有效地结合起来。综合利用两者的优势以太阳能为主要供热能源以循环气流为干燥方式。既得到高品质产品又最大限度地降低成本。
同类课题研究水平概述
- 利用太阳能干燥技术的研究和推广应用工作，已在世界上许多国家展开，主要有美国、英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、新西兰和日本等国。美国、 德国、英国、法国等发达国家就在本国和一些发展中国家建立了不同规模的太阳能干燥试验装置，初期以小型为主，也有较大规模的太阳能干燥系统。在美国太阳能干燥设备已有一定批量的商业性生产，受到小型干燥用户的欢迎。 印度、泰国、印度尼西亚等国也有小批量的商业性应用，然而在欧洲商业性的太阳能干燥室则较少太阳能干燥的推广应用大部分在热带和亚热带国家如南非、斐济乌干达，尼日利亚、巴西、菲律宾、泰国、印度、印度尼西亚、孟加拉国及中国( 包括台湾省)等。泰国早在20世纪80年代就推广使用一种太阳能干燥器烘干谷物，在非收获季节，还可以用于干燥胡椒、辣椒 、咖啡豆、小虾等， 全年都可利用。泰国采用太阳能作为辅助能源与常规能源配合干燥烟叶， 试验证明，能有效地节约 30％-40％的常规能源。甚至在马来西亚这样的高温多雨地区也在推广使用简易廉价的太阳能干燥装置，因为太阳能干燥装置成本低，易于制造，可以较好地解决谷物一年三熟的干燥问题。印度研制了太阳能与烟气联合的谷物干燥机，日干燥能力为 650-1000kg／d。相关资料报道，国外已建成一批采光面积超过 500 m?的大型太阳能干燥器，其中美国4座、印度2座、阿根廷1座。这标志着太阳能干燥在世界上已经进入生产应用阶段。 由于全球的能源和环境问题日益突出，太阳能干燥技术的应用近十年来有较大的发展。纵观 国际太 阳能干燥的推广应用情况有几个特点：①太阳能干燥对象以谷物、烟草、水果等农副产品为主，其次是木材；②太阳能干燥的发展方向是提高太阳能干燥装置的热效率和降低成本；③注重实用性，尽量使用廉价材料。例如以干沙做吸热体， 用塑料薄膜做透光材料。 我国太阳能干燥应用研究起步较晚，上世纪八十年代以，我国只有4座太阳能干燥装置 ，总采光面积仅有 183 m2。但在八十年代以后温室型太阳能干燥发展较快，由于这种干燥装置结构简单，造价低廉，在山西、河北、河南、北京、广东等地的农村很快发展起来。我国已有70余座太阳能干燥装置，采光面积超过5000 m2尤其在山西省，建成了10多座这种类型的干燥器，面积超过 1000 m2，用于干燥红枣、黄花菜、棉花等。
