农产品绿色节能干燥技术与装备

该书介绍了适用于农产品干燥的干燥技术，在保证干燥品质和干燥效率的同时，降低干燥成本，作者团队研发的设备，已进行了重点项目示范，未来具有大规模推广的潜力。

《农产品绿色节能干燥技术与装备》围绕国家“双碳”战略目标，系统性地阐述了农产品绿色节能干燥技术与装备的前沿理论、创新方法及工程应用。内容涵盖农产品干燥多尺度干燥数值模拟技术、热泵干燥（热泵电场、热泵微波、热泵太阳能、多能互补）、真空干燥（真空脉动、真空分离辐射复合膜、MVR真空带式）、“时空协同”干燥装备智能控制等。
本书兼具学术创新性和实践指导性。在学术价值方面，通过开发农产品干燥多尺度数值模拟技术，揭示了干燥过程“细胞物料干燥器”不同尺度传热传质机制及物料品质变化规律，为相关研究提供理论支撑；在干燥技术与装备创新方面，采用余热回收和多热源耦合等技术，开发新型绿色节能常压热风与低压真空干燥技术与装备，推动干燥技术与装备现代化升级；在应用价值方面，提供了丰富的农产品干燥工程应用案例，对推动新质生产力发展、提升产业竞争力、促进农业可持续发展具有重要价值。
本书主要面向农业工程、食品科学、能源动力等领域的科研人员及工程师，同时也可为相关管理者和政策制定者提供参考，是干燥技术领域理论研究与工程实践相结合的重要参考书。

张振涛，中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师，第十四届全国政协委员（科学技术界），中国科学院关键技术人才。主要从事二氧化碳储能技术及应用、低品位能源高效利用、新型制冷热泵与传热传质机理等方面研究。 “十三五”国家重点研发计划“智能农机装备”重点专项“农特产品绿色节能干燥技术装备研发”项目负责人（2019-2021）。承担国家重点研发计划、自然科学基金、国家科技支撑计划、财政部公益专项、科学院和其它省部级课题等近40项，主持项目30余项，获得河南省科技进步3等奖1项（1/7），行业科技进步特等奖1项（2/20）；在EnergyConversionandManagement、Energy、AppliedEnergy、工程热物理学报等知名期刊发表论文100余篇并受邀担任编委/审稿人，申请及授权专利220余项；热泵干燥技术孵化新三板上市企业1家；孵化二氧化碳储能技术产业化公司，博睿鼎能公司创始人、董事长、首席科学家。出版《热泵干燥技术与装备》一部，参编《2023年中国高技术发展报告》、《长时储能技术》。

第 1 章　概述　　　1
1.1 碳中和 2
1.1.1 碳中和的含义 2
1.1.2 碳中和的实现方法 3
1.1.3 全球碳中和进程 4
1.2 农业低碳发展战略与途径 7
1.2.1 中国碳排放现状 7
1.2.2 国家政策保障 10
1.2.3 低碳发展机遇与挑战 11
1.3 农产品干燥行业现状与展望 13
1.3.1 农产品干燥行业现状 13
1.3.2 国内相关政策 14
1.3.3 绿色低碳干燥发展展望 18
1.4 干燥技术与装备 19
1.4.1 干燥数值模拟技术 19
1.4.2 干燥技术分类及特点 26
1.4.3 干燥器分类及特点 34
参考文献 42

第 2 章　多尺度干燥数值模拟技术　　43
2.1 细胞尺度数值模拟 44
2.1.1 植物细胞干燥过程水分传输分析 44
2.1.2 植物细胞干燥过程失水形变分析 45
2.1.3 植物细胞尺度干燥数学模型 45
2.1.4 模型验证 48
2.2 组织结构尺度数值模拟 50
2.2.1 组织结构孔道网络模型 51
2.2.2 组织结构尺度水分传输方式分析 52
2.2.3 基于孔道网络模型的组织结构干燥数学模型 55
2.2.4 模型验证 58
2.3 物料尺度多场双向耦合数值模拟 59
2.3.1 物料尺度物理模型 60
2.3.2 物料尺度数学模型 60
2.3.3 模型验证 66
2.3.4 物料尺度热泵干燥数值模拟 67
2.4 干燥器尺度数值模拟 80
2.4.1 干燥器尺度物理模型 80
2.4.2 干燥器尺度数学模型 81
2.4.3 模型验证 85
2.4.4 干燥器尺度热泵干燥数值模拟 85
2.5 细胞-物料-干燥器跨尺度耦合方法 96
2.5.1 植物细胞-物料尺度的跨尺度耦合方法 96
2.5.2 物料-干燥器尺度跨尺度耦合方法 98
2.5.3 基于IDEAL算法的干燥器尺度干燥传热传质模型高效求解方法 98
2.5.4 分段式干燥的干燥动力学模型计算方法 100
参考文献 101

第 3 章　热泵干燥技术与装备　　105
3.1 热泵干燥技术 106
3.1.1 热泵干燥原理 106
3.1.2 干燥装备设计 113
3.1.3 香菇干燥实验研究 120
3.2 热泵-太阳能耦合干燥 129
3.2.1 太阳能干燥原理 129
3.2.2 干燥装备设计 130
3.2.3 枸杞干燥实验研究 132
3.3 热泵-电场耦合干燥 137
3.3.1 高压电场干燥原理 137
3.3.2 干燥装备设计 138
3.3.3 胡萝卜干燥实验研究 141
3.4 热泵-微波耦合干燥 144
3.4.1 微波干燥原理 144
3.4.2 干燥装备设计 145
3.4.3 菌类干燥实验研究 146
3.5 多能互补干燥 151
3.5.1 多能互补干燥系统设计 151
3.5.2 菌类干燥实验研究 156
参考文献 160

第 4 章　真空干燥技术与装备　　163
4.1 真空干燥技术 164
4.1.1 真空干燥原理 164
4.1.2 干燥装备设计 166
4.1.3 杂交构树干燥实验研究 168
4.2 真空脉动干燥技术 175
4.2.1 真空脉动干燥原理 175
4.2.2 干燥装备设计 175
4.2.3 枳壳真空干燥实验研究 178
4.3 真空分离-辐射复合膜干燥技术与装备 183
4.3.1 真空膜蒸馏-过热蒸汽干燥原理 183
4.3.2 干燥装备设计 186
4.3.3 种子干燥实验研究 194
4.4 MVR真空带式干燥技术与装备 207
4.4.1 MVR真空干燥原理 207
4.4.2 干燥装备设计 208
4.4.3 装备热力学性能分析 211
参考文献 224

第 5 章　干燥装备智能控制技术　　229
5.1 电气控制系统 230
5.1.1 控制系统类型 230
5.1.2 信号采集技术 236
5.1.3 通信传输技术 238
5.1.4 控制算法与理论 243
5.1.5 人机界面 246
5.1.6 电气系统 247
5.1.7 干燥装备控制系统案例 248
5.2 数据远程传输系统 261
5.2.1 总体设计 262
5.2.2 智能网关设计 264
5.2.3 数据平台搭建与分析 268
5.2.4 干燥装备大数据平台搭建案例 274
参考文献 281