空气除湿方法在农业工程中的应用
摘要: 空气湿度过大会对农产品的生产加工、存储以及运输等环节产生一定的影响。在空气除湿技术的不断发展之下,此技术现已成为农业工程领域当中极为重要的技术之一。目前应用率较高的空气除湿方法主要有四种,除了常用的通风除湿与升温除湿之外,还有冷却除湿与液体除湿,近几年又诞生了固体吸附除湿与压缩空气除湿。本文将对这几种方法的运用原理及应用优劣之处进行分析,并对农业工程中空气除湿方法的具体应用展开论述。

空气湿度有绝对湿度以及相对湿度之分,前者指的是单位体积空气中水蒸汽的质量,而后者则是指温度一致状态下水蒸汽密度及饱和水蒸汽的比值。空气除湿通常是指相对湿度空气的湿度改善,是利用物理或化学方式将空气中的水分进行吸收,从而达到除湿的目的。通常空气除湿方法在具有一定湿度要求的厂房或仓库中应用率较高,也可应用于农业工程当中。在众多除湿方式当中,液体除湿法具有可再生的优势因而应用最为广泛。

1.农业工程中常用的空气除湿方法分析

1.1通风除湿法

季节不同或一天中的不同时间段,室外空气中的湿度大小并不一致,因而可在相应条件下采用通风方法将室内的湿度转换到室外,从而达到室内湿度降低的目的。此方法操作简便、成本低廉,但缺点是季节干扰较大,若是在夏季温度高、湿气大的环境下应用此方法,可能导致室内湿度增加,因而不用适用于潮湿地区。

1.2升温除湿法

在绝对湿度恒定不变的情况下,通过温度提升可显著降低空气湿度。因此,可采用升温法进行除湿,此方法的优点在于应用过程简单,但除湿过程中虽可达到相对湿度降低的目的,但绝对湿度并未有所改变,空气中的水分含量并未真正降低。

1.3冷却除湿法

此方法是指利用热交换方式去除湿度,使湿空气冷却降温,当湿空气的温度达到该温度空气的露点温度时,空气中的水蒸汽将会以凝结的方式去除。冷却除湿有两种方法,一是将冷水喷淋在湿空气当中,冷却水遇到空气后可将空气中的湿气去除,也可消除灰尘,可达到空气净化的目的。二是利用换热器进行热量交换以达到除湿目的,此方法的除湿效果稍差,但冷水源无需接触湿空气,冷水量不会发生改变,空气中的灰尘也不会进入冷水源中。由于冷却除湿法应用费用较低,因而得到了农业生产领域的青睐。

1.4液体吸附除湿法

此方法应用时,需要使用除湿剂,利用除湿剂的吸湿特性而进行湿度去除。本质上讲,液体除湿属于传热与传质过程,工作原理较为复杂。除湿时,除湿剂表面的水蒸气压力比空气中水蒸汽的分压力更低,在这一压力差的作用下可将空气中的水分吸附到除湿上。相应温度状态下,除湿剂浓度越高其湿度吸附能力越强,目前氯化钙水溶液是应用率较高的除湿剂,此外还可应用氯化锂水溶液进行除湿。

1.5固体吸附除湿法

固体吸附除湿是利用某些固体物质表面的毛细管作用或蒸汽分压力差吸附空气中的水分进行除湿。共有两种除湿方法,一是固定床式吸附法,是指利用固定床式吸附装置对空气中的侧流进行调整而进行吸湿,具有间歇性特点。二是转轮式吸附法,此方法可连续性进行除湿,且具有可再生性,在当前农业生产中应用率较高。固体吸附除湿法的弊端是应用过程中会产生较大的混合损失,除湿效率会受到影响。除湿过程中温度并不是恒定不变的,通常除湿时会释放热能,这会因升温而导致除湿剂吸湿能力下降的情况,因而会降低除湿效率。

1.6压缩空气除湿法

此方法是指利用压缩空气除湿机进行空气的压缩之后再对其进行冷却处理,从而将空气中的水汽转化成为水,在排除除湿机中的水分后再通过加热便可降低空气中的湿度。此种方法需要应用风量不大且露点较低的除湿机,但其应用弊端在于压缩动力造价昂贵,因而应用成本较高。

2.农业工程中空气除湿方法的具体应用分析

2.1在夏季温湿度较高区域的温室与畜禽舍除湿降温方面的应用

农业工程当中,温室或畜禽舍的温度过高会影响作物及畜禽的正常生长。夏季时节,北方地区的室外空气湿度会低于室内,并且含湿量相对较低,因而可采用通风除湿法进行水分蒸发热量或温度变化时所产生热量的吸收,从而实现温度的有效降低。此外,也可利用湿垫风机降温系统进行温度调控。然而在南方夏季高温高湿的地区,湿热气候条件下湿垫风机降温系统的最大降温幅度为4~5℃,通过除湿降温系统测试的降温效果,最大降温幅度为7~8℃,比湿垫-风机降温系统的降温幅度提高了3℃左右,能够满足湿热地区温室作物生长对温度的要求。

2.2在农副产品原材料与成品存储方面的应用

在农业生产的过程中,一些农副产品的原材料及其成品并不是采用完全定量的方式进行生产,因此这就涉及到了其储存的一些方法。常见的比如一些农作物的种子、粮食或者一些梅雨季节的中药、茶叶储存。目前常用的方法就是在这些农副产品储存的仓库内增加一定的除湿设备来进行空气除湿。常用的干燥剂为CaC12。将除湿设备设置于农副产品储存的地方,可以有效控制和调节空气湿度,在不同的季节都能够很好控制空气的相对湿度,可为农副产品等的储存创造一个比较稳定的环境,以达到更好的保质效果。

2.3在农副产品干燥方面的应用

低温干燥是以干燥空气和湿物料之间的蒸汽压差作为推动力,因此关键技术是干燥空气的获得。常用的方法有冷却法和化学法,它们被广泛的应用于一些物料干燥系统。随着现代农业科技的进步以及农业生产规模的进一步扩大,粮食的产量也得到了很大程度的增加,而对于粮食贮藏中的除湿一直是一个比较棘手的问题。过去常用的露天风干或者高温干燥已经远远不能够满足现在的农业需求,通过空气除湿的方法达到的低温干燥效果可以有效的降低粮食等农作物的干水量,从而使得储粮品质提升。实现粮食低温储藏需要对粮食进行封闭隔热隔湿,如密闭压盖等,另外对于一些需要在雨季保存花卉、茶叶、药材等,采用空气除湿以及低温干燥也可以使其得到很好的保存效果。

2.4在动植物工厂化生产防疫方面的应用

对于一些产业化的动植物养殖场所,养殖处所环境中的空气都是比较潮湿的,尤其是在天气比较闷热气温较高的时候,过高的温度和湿度很容易导致病菌的滋生,这不仅影响了动植物的正常生长,甚至还可能带来一系列的疾病等更为严重的后果。通过采用一些除湿手段,可以有效的来降低养殖环境中的空气湿度以及温度,创造一个更为舒适的养殖环境。

结语:为保障农业工程中的除湿效果,未来还需将研究重点放在降低除湿机能源损耗、提高除湿质效方面,应对太阳能在液体除湿系统中的除湿剂方面的利用进行进一步研究,研发新型防腐型除湿剂、加大农产品干燥与存储中低温除湿干燥技术的优化与完善,并提高林业加工中空气除湿方法的应用效率,从而在农业工程中最大化的发挥空气除湿方法的应用价值。

参考文献:

[1]马翠亚,杨开敏,王远成.热泵技术在农产品干燥中的应用[J].区域供热,2019(4):13-20.

[2]戚玉欣,陶志国.空气源热泵干燥技术的研究现状与发展展望[J].资源节约与环保,2016(5):69.