朱跃钊1*，崔群2，陈海军2，罗晓莹1，闻陶1
南京工业大学 1.机械与动力工程学院 2.化学化工学院 江苏省 南京市 210009
摘 要：介绍了吸附-低温干燥基本原理，综述了吸附-低温干燥技术用于热敏性物料的干燥过程和对温湿度有特殊要求场合的研究进展。分析了吸附-低温干燥技术研究开发现状，指出该过程应用开发过程中的关键技术问题，为吸附-低温干燥技术应用研究提供参考。
关键词：吸附 低温 干燥 热敏性物料 关键技术
A REVIEW OF RESEARCH AND KEY TECHNOLOGY ON LOW- TEMPERATURE ADSORPTION DRYING FOR HEAT-SENSITIVE MATERIALS
ZHU Yue-zhao1, CUI Qun2, CHEN Hai-jun2, LUO Xiao-ying1, WEN Tao1,
Nanjing University of Technology 1 College of Mechanical and Power Engineering
2 College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing, 210009
ABSTRACT: In this paper, working principles of low-temperature adsorption drying technology are introduced. It summarized recent applications of low-temperature adsorption drying process and in situations with special requirement of air temperature and humidity for heat-sensitive materials. Based upon analyzing promising recent developments in low-temperature adsorption drying, some key problems during the process of their broad utilization are concluded, with an aim of initiating a novel concept experimental investigation.
Key word: adsorption, low-temperature, drying, heat-sensitive materials, key technology
引 言
热敏性物料，通常是指对温度敏感的物料，包括食品、药品、果蔬、水产品、食用菌、血液、蛋白质、各种蔬菜谷物的种子、聚酯切片等塑料以及各种谷物等。目前，工业上用于热敏性物料干燥的新方法主要有真空冷冻干燥、微波干燥、热泵干燥和吸附-低温干燥等。其中，真空冷冻干燥[1]最为常用，真空冷冻干燥产品组织无收缩、形状保持好，营养成分损失极少，复水性能优良，缺点是能耗大、生产周期长、不能连续生产，导致产品成本高，通常只用于少量微生物制品和药品的干燥。与之相关的干燥技术还有非真空冻干技术，即常压吸附-流化冷冻干燥[2]，利用吸附除湿代替抽真空过程，具有设备简单、能耗低等优点，目前国内外处于实验研究阶段[3，4]。微波干燥[5]加热时间短，在较好保留食品中维生素及食品原有的色香味方面具有突出的优点，但其能耗较高，且不易大规模工业化。热泵干燥和吸附-低温干燥的实质是冷风干燥，干燥过程能在较低的温度（15℃~35℃）下进行，在一定程度上可克服传统热风干燥物料营养成分损失很大，物料表面硬化、干缩严重，复水后很难恢复原状的缺点，是近年来国内外竞相开发应用的热点。热泵干燥[5]是利用热泵装置中蒸发器使空气降温除湿，用冷凝器加热干燥冷空气，整个干燥过程，无须对物料进行额外加热，不必附加任何形式的发热装置，因而热泵干燥方法比其他干燥方法能源低消耗。但压缩机的制冷工质CFCs和HFCs不利于环保。吸附-低温干燥[6]是用固体吸附剂吸附空气中水分得到干燥空气，再对此冷却获得干燥冷空气用于干燥过程，是一种以传质推动力为主的干燥工艺，固体吸附剂的再生可使用低品位热源（工业废热和余热等）或太阳能，能耗低，环境污染小，干燥过程中干燥气流露点可达-10℃以下，温度在10～50℃内可调，可用于精密仪器加工、谷物储存等要求低温干气流的场合，特别适用于热敏性物料的干燥。国内华南理工大学 [6]在其开发应用方面进行了较为系统的研究，国外未见相关报道。
1．吸附-低温干燥基本原理
吸附-低温干燥确切地说是吸附-低温气流干燥，是将冷冻除湿和转轮吸附除湿相结合，综合利用对高温高湿度空气冷冻除湿成本低，对低温低湿度空气吸附除湿效率高的特点，得到低温低湿的空气进行热敏性物料干燥，可在较低能耗条件下，获得较佳的干燥效果。