运用变频技术的真空冷冻干燥系统的研究

江庆安徽农业大学工学院，合肥230036深入，日渐广泛应用于生产生活之中。面对我国农产品深加工普遍存在产品品质不高，劳动生产率偏低的局面，研究高效节能提高品质的技术与装置，具有重大现实意义，本文就是将变频技术运用于冷冻干燥系统的种研究。
1引言真空冷冻干燥是将湿物料先冻结至冰点以下，使水份变成固态冰，然后在较高的真空度下直接将冰转化为蒸汽而除去的干燥方法，用此方法生产的食品叫真空冻千食品。由于冻干食品是采用现化脱水技术与工艺加工而成的集方便保健纯天然为体的高品质绿色食品，避免了传统脱水方法带来的变色变质变味成份流失无法还原等缺陷，具有保持食品原有色香味形营养不变复水性好无任何损耗质量轻可常温贮藏等优点，所以真空冷冻干燥技术是国内公认的生产高品质脱水食品的好加工方法。目前许多发达国家冻干食品消费市场潜力巨大，每年以30速度递增。在日常农产品贸易中，我国出口的农产品大多是些低附加值普通新产品，基本上没有经过太多的加工处理，产品附加值低，市场层次也比较低。特别是加入胃0后，我国农业面临巨大冲击，产品结构急需调整，大力发展农业，如何在贾了，柜架下，积极应对不同国家的绿色壁垒，提高我国农产品的国际竞争力，降低成本，是农产品加工面临的课。充分运用推广真空干燥技术是途径之。
变频控制是基于电力电子技术和计算机技术的发展，逐步成熟在生产生活各方面广泛应用的技术。特别是自20世纪80年代以来突飞猛进的发展。现在发达国家在拖动系统中变频调速知阶段转向应用，在应用过程中人们逐渐认识到变频器各种优势，比如提高控制精度提高生产率提高产品质量提高产品合格率延长设备使用寿命增加环境的舒适性降低噪音节约能源等。因此在冻干食品的生产中采用变频控制技术2真空冷冻干燥系统组成及形式从装置的结构技术特征来分，真空冷冻干燥装置系统大致可分为制冷系统真空系统加热系统干燥系统控制系统水冷系统等，1.
真空冷冻干燥主要有间歇式干燥装置半连续冷冻干燥装置连续式冷冻干燥器。
临界点之下，物料中的水分可以从固体冰不经液体而直接开集为水汽。根据这基本原理，先将湿的农产物料冻结在冰点以下，使其中的水分转变为固体冰，然后在较高真空状态下升华为蒸汽而除去，完成干燥过程。
3.2变频调速基本原理变频器是将频率固定通常为工频501的交流电相的或单相的变换成频率连续可调口进而调节电机的速度，以达到需要的工作模式。
其电路不意2 1冻干箱2真空系统3加热系统4水冷系统5制冷系统6凝水器间歇式冷冻干燥装置间歇式冷冻干燥装置中的干燥箱与般的真空干燥箱类似，属盘架式。干燥箱有各种形状，多数为圆筒形。盘架可以固定，也可作成小车出入干燥箱，料盘置于各层加热板上。
半连续式冷冻干燥装置针对间歇式设备生产能力低，设备利用率不高等缺点，发展了半连续隧道式冷冻千燥器，料盘以间歇方式通过隧道端的大型真空密封门进入箱内，以同样的方式从另端卸出。
连续式冷冻千燥器采用不在浅盘中进行的颗粒状物料的冷冻干燥。其优点在于物料处理能力大，适合于单品种生产，便于实现能力化，设备利用率也高。其缺点是不能控制在不同真空度下进行干燥，难以保持温度恒定，不利于产品质量控制。
通用变频器识肘控制方式脉冲宽度调制ULlU变频器的输出波形是个波，其基波分域是正弦波商用电源对于不同的负载特性，变频器需要不同的控制方式，在冷冻设备真空设备等这些恒转矩系统中，不管速度如何，转矩是恒定的，这对于生产过程控制是优的。日本东芝公司专门设计了39系列恒转矩变频器，就是专门用在恒转矩系统中的。
4引入变频器的方案4.1方案改造前面提到的真空冷冻干燥系统，包括制冷系统真空系统加热系统干燥系统水冷系统等。
每个系统都可以用变频器控制，针对不同的工作环节，根据系统的需要传感器10调节器反馈给变频器不同的参数值，与预置的给定值相比较来调整电机的转速，达到系统需要的控制要求，其系统控制3.
3基本原理干燥过程就是将物料中的水份逐渐去除的过程，由物理可知水有固液汽种。根据压力减小，沸点下降的基本物理原理，只要压力位于在制冷系统中，系统的温度作为反馈信号；在真空系统中，系统的压力可以作为反馈信号；在加热系统中，系统的温度可以作为反馈信号；在干燥系统中，系统的压力可以作为反馈信号，在水冷系统中，冷水的流量可以作为反馈信号。
有的系统需要同时监测两个或两个以上的系统参数，变频器可以根据需要设计专门的控制系统，使之能更好的用于系统中，使控制的质量更闻。
上面所述的方案是采用低压380供电的变频器，随着生产规模的不断增大，所需要的真空冷冻干燥系统的容量也就越大500kW以上，可以采用高压6kV或多或10kV大功率控制方式目前普通变频器般采用，控制和矢量控制方式。VF控制改善变频后的机械特性，矢量控制不仅改善了机械特性还改善了动态特性，是优的控制方式。
在真空冷冻干燥系统采用哪种控制方式主要取决于控制精度和设备投资额。在控制精度要求不高的系统中可以采用比较经济的VF控制方式，在控制精度要求比较严格的系统中必须采用矢量控制方式才能满足要求，只是在设备成本上略高些。
由于转速超过额定转速，电动机的输出功率将超过其额定容量。因此上限频率般不宜超过额定频率，矣501；下限频率般不宜低于额定频率的80，异40出。
由于工作频率不会很低，所以转矩补偿可不必太大。
4.2.4升降速时间由于压缩机不经常启动，所以升降时间可以适当选长些，以免过流或过压。
4.2.5升降速方式以半3方式为宜，即开始起动时频率应上升的快些，以利于迅速起动起来；达到定转速后，因压缩机有相当压力，频率的上升速度宜减缓；降速过程则相反。
4.2.6节能效果对于恒转矩负载，系统所需功率与转速成正比户+尺当电机的速度下降后电机所需要大量的节约电能，取得良好的经济效益。
5结束语真空冷冻干燥系统的性能必须先进，系统各组成部分控制必须严格明确。本文介绍了将变频技术引入到真空冷冻干燥系统的方案研宄，目的在于提高冻干装置的性能。提高系统控制精度，提高系统工作的稳定性，相应才能保证生产出的冻千产品品质高生产效率高。显然，将变频技术引入到真空冷冻千燥系统具有重大现实意义。
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