CN121408933A - 一种基于低温负压的食品高品质干燥装置及干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品干燥加工领域，具体涉及一种基于低温负压的食品高品质干燥装置及干燥方法，高温热泵系统用于提供干燥过程热量，补充水分散失带走的热量，将货物温度维持的合适范围。捕水系统用于将干燥产生的水蒸气冷凝并集中排出。负压干燥系统用于放置干燥货物和提供负压环境加快干燥速度。通过真空泵将干燥箱内的压力降低至货物所含水分对应的饱和蒸气压一下，通过高温热泵系统产生热量并输送至负压干燥系统的各平板辐射换热器将货物维持在设定温度，最终实现对货物的低温快速降温。本发明利用低压降低食品所含水分气化温度，配合低温加热使食品在低温下快速干燥，实现食品营养低损耗干燥。

Description

一种基于低温负压的食品高品质干燥装置及干燥方法

技术领域

本发明属于食品干燥加工领域，具体涉及一种基于低温负压的食品高品质干燥装置及干燥方法，利用低压降低食品所含水分气化温度，配合低温加热使食品在低温下快速干燥，实现食品营养低损耗干燥。

背景技术

微生物繁殖、自身生理活动等是食品腐烂变质的重要因素，通过干燥去除食品中的适量水分是一种重要的食品加工和保存手段，而干燥方式和参数直接影响着食品的质量、口感、营养价值及保质期。目前，已经有诸多干燥方法在实践中得到了应用，如自然晾晒、热泵干燥、微波干燥、红外干燥、真空冷冻干燥等，然而各种干燥方式都有一定的局限性，如自然晾晒容易受到天气的影响，需要消耗较多的人力成本，热泵干燥的系统结构较为复杂、设备初投资较大，微波干燥效果受到微波穿透能力的影响且容易产生局部过热，红外干燥热量由表皮向内部逐步传递，容易造成表面损伤，真空冷冻干燥能耗较大，冻结过程也容易造成干燥对象组织损伤。理想方式为采用负压低温非冻结的方式进行干燥，既能避免高温造成营养成分分解，也能避免冰晶生成造成组织损伤。

发明内容

本发明提供一种利用热泵系统、制冷系统、负压与保温干燥箱相结合的干燥装置，降低食品内热敏物质的损耗，保证食品的干燥品质。

本发明的技术目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于低温负压的食品高品质干燥装置包括高温热泵系统、捕水系统、负压干燥系统。

高温热泵系统用于提供干燥过程热量，补充水分散失带走的热量，将货物温度维持的合适范围，包括热泵压缩机、第一冷凝器、储热桶、第一节流阀、第一电磁阀、第二电磁阀、风冷式蒸发器、蒸发冷凝器。

捕水系统主要用于将干燥产生的水蒸气冷凝并集中排出，降低真空泵的负荷和水蒸气对真空泵油的乳化作用。包括制冷压缩机、第三电磁阀、第四电磁阀、蒸发冷凝器、风冷式冷凝器、第五电磁阀、第六电磁阀、第二节流阀、第三节流阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第一捕水器、第二捕水器、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀。

负压干燥系统用于放置干燥货物和提供负压环境加快干燥速度，包括载热剂循环泵、平板辐射换热器、货物搁架、干燥箱体、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第一捕水器箱体和第二捕水器箱体、第十五电磁阀、第十六电磁阀、第十七电磁阀、第十八电磁阀和真空泵。

通过真空泵将干燥箱内的压力降低至货物所含水分对应的饱和蒸气压一下，通过高温热泵系统产生热量并输送至负压干燥系统的各平板辐射换热器将货物维持在设定温度，最终实现对货物的低温快速降温，维持被干燥对象的高品质。

本发明采用的具体技术方案如下：

高温热泵系统中热泵压缩机排气口与第一冷凝器进口相连，第一冷凝器出口与第一节流阀进口相连，第一冷凝器放置于储热桶内，第一节流阀出口分为两路，分别与第一电磁阀和第二电磁阀相连，第一电磁阀和第二电磁阀的另外一端分别与风冷式蒸发器进口和蒸发冷凝器的蒸发侧进口相连，风冷式蒸发器出口和蒸发冷凝器的蒸发侧出口通过管路汇合后与热泵压缩机进口相连。

捕水系统中与制冷压缩机排气口相连的管路分为四路，其中两路分别第三电磁阀和第四电磁阀的一端相连，另外两路分别与第九电磁阀和第十电磁阀的一端相连。第三电磁阀和第四电磁阀的另外一端分别与蒸发冷凝器的冷凝侧进口和风冷式冷凝器的进口相连，蒸发冷凝器的冷凝侧出口和风冷式冷凝器的出口管路汇合后分为四路，分别与第五电磁阀一端、第六电磁阀一端、第二节流阀进口和第三节流阀进口相连，第二节流阀出口和第三节流阀出口分别与第七电磁阀和第八电磁阀一端相连，第五电磁阀另一端与第七电磁阀的另外一端汇合后与第一捕水器进口相连，第六电磁阀另一端与第八电磁阀的另外一端汇合后与第二捕水器进口相连。第一捕水器的出口分两路，分别与第十电磁阀的另一端和第十二电磁阀的一端相连，第二捕水器的出口分两路，分别与第九电磁阀的另一端和第十一电磁阀的一端相连。第十一电磁阀出口和第十二电磁阀出口汇合后与制冷压缩机的吸气口相连。第一捕水器和第二捕水器分别放置于负压干燥系统的第一捕水器箱体和第二捕水箱体内。

负压干燥系统中载热剂循环泵进液口与高温热泵系统中的储热桶下边开口相连，载热剂循环泵的出口分为多路与各平板辐射换热器的进口相连，各平板辐射换热器的出口汇合后与高温热泵系统中的储热桶上部开口相连，各平板辐射换热器和货物搁架置于干燥箱体内，货物搁架放置于各平板辐射换热器之间，干燥箱体下部通过管道分别与第一捕水器箱体和第二捕水箱体上部联通，并且第十三电磁阀设置于干燥箱体与第二捕水器箱体联通的管路上，第十四电磁阀设置于干燥箱体与第一捕水器箱体联通的管路上。第一捕水器箱体和第二捕水箱体最低处均有开孔，通过管路分别与第十六电磁阀和第十五电磁阀连接。第一捕水器箱体和第二捕水箱体底部均有第二开孔，分别与第十八电磁阀、第十七电磁阀的一端相连。第十七电磁阀、第十八电磁阀的另外一端汇合后与真空泵进口相连。

本发明的工作原理是通过真空泵将干燥箱内的压力降低至货物所含水分对应的饱和蒸气压一下，通过热泵系统产生热量并输送至各平板辐射换热器将货物维持在设定温度，最终实现对货物的低温快速降温，维持被干燥对象的高品质，具体原理如下：

高温热泵系统中热泵压缩机将工质压缩成高温高压的气态制冷剂排入第一冷凝器冷凝放热，将储热桶内的载热剂加热，热泵循环工质由气态冷凝为液态流入第一节流阀并节流为低温低压的液态工质，根据运行模式不同，通过开启第一电磁阀或第二电磁阀使工质进入冷式蒸发器或蒸发冷凝器的蒸发侧，吸收空气中热量或捕水系统中蒸发冷凝器的冷凝侧制冷剂热量，发生相变蒸发为气态热泵工质再进入热泵压缩机进口，完成整个供热循环。

负压干燥系统中载热剂循环泵将储热桶内被加热后的载热剂送入各平板辐射换热器，将平板辐射换热器表面加热至设定温度范围，通过辐射换热为主、对流换热为辅对货物进行热量补充，弥补水分蒸发带走的热量，使货物维持的适当温度。降温后的载热剂汇合后流回储热桶再次加热。通过开启第十三电磁阀、第十七电磁阀、关闭第十五电磁阀，或开启第十四电磁阀、第十八电磁阀、关闭第十六电磁阀，利用真空泵在干燥箱体内形成低于被干燥货物水分饱和蒸汽压的低压环境，使货物内的水分快速蒸发，实现对货物的低温快速干燥。

捕水系统中制冷压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，通过开启第三电磁阀或第四电磁阀将压缩后的高温高压气态制冷剂排入蒸发冷凝器的冷凝侧进口或风冷式冷凝器，释放热量后冷凝为液态制冷剂，通过开启第七电磁阀或第八电磁阀，使制冷剂通过第二节流阀或第三节流阀节流后流入第一捕水器或第二捕水器蒸发吸热变为气态，随后通过第十二电磁阀或第十一电磁阀被吸入制冷压缩机完成循环。第一捕水器或第二捕水器表面被冷却至低于水蒸气冻结温度以下，将货物挥发出的绝大多数水蒸气捕获并冻结，防止水蒸气进入真空泵。

当第一捕水器表面冻结水分过多时，关闭第十四电磁阀、第十八电磁阀、开启第十六电磁阀，断开第一捕水器所在路线的抽真空管路，打开排水路径，通过开启第五、十电磁阀，关闭第七、十二电磁阀将制冷压缩机排出的部分高温高压气态制冷剂送入第一捕水器，释放热量将捕水器表面的冰霜融化成液体并排出，使捕水系统处于较高效率工况。此时，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第五电磁阀流入制冷剂供液主管道，通过第三节流阀节流后继续为第二捕水器供制冷剂。

当第二捕水器表面冻结水分过多时，关闭第十三电磁阀、第十七电磁阀、开启第十五电磁阀，断开第二捕水器所在路线的抽真空管路，打开排水路径，通过开启第六、九电磁阀，关闭第八、十一电磁阀将制冷压缩机排出的部分高温高压气态制冷剂送入第二捕水器，释放热量将捕水器表面冰霜融化成液体并排出，使捕水系统处于较高效率工况。此时，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第六电磁阀流入制冷剂供液主管道，通过第二节流阀节流后继续为第一捕水器供制冷剂。

与现有的技术相比，该干燥装置其有益的效果是：

（1）通过为货物提供适当热量和抽真空，使货物维持在相对较低的温度下完成水分的快速挥发，可以获得较高的货物干燥品质，并且干燥速率比传统的冷冻干燥高。

（2）通过冷凝蒸发器，将制冷系统的冷凝热供给热泵系统，最终用于干燥货物，系统整体能源利用率高。

（3）设计了双捕水结构，并通过制冷系统自身热气实现对捕水器表面结霜的交替快速清除，制冷系统工作效率高，减少了能量消耗。

附图说明

图1 为本发明系统装置结构原理图。

具体实施方式

以下通过附图对本发明的技术原理及装置结构进行说明。

一种基于低温负压的食品高品质干燥装置包括高温热泵系统、捕水系统、负压干燥系统。

高温热泵系统包括热泵压缩机1、第一冷凝器3、储热桶2、第一节流阀4、第一电磁阀5、第二电磁阀6、风冷式蒸发器7、蒸发冷凝器8组成。

捕水系统包括制冷压缩机36、第三电磁阀15、第四电磁阀17、蒸发冷凝器8、风冷式冷凝器16、第五电磁阀18、第六电磁阀19、第二节流阀20、第三节流阀22、第七电磁阀21、第八电磁阀23、第一捕水器25、第二捕水器24、第九电磁阀33、第十电磁阀32、第十一电磁阀34、第十二电磁阀35。

负压干燥系统放置干燥货物和提供负压环境加快干燥速度，包括载热剂循环泵9、平板辐射换热器11、货物搁架12、干燥箱体10、第十三电磁阀13、第十四电磁阀14、第一捕水器箱体26和第二捕水器箱体27、第十五电磁阀28、第十六电磁阀30、第十七电磁阀29、第十八电磁阀31和真空泵37。

本发明采用的技术方案如下：

高温热泵系统中热泵压缩机1排气口与第一冷凝器3进口相连，第一冷凝器3出口与第一节流阀4进口相连，第一冷凝器3放置于储热桶2内，第一节流阀4出口分为两路，分别与第一电磁阀5和第二电磁阀6相连，第一电磁阀5和第二电磁阀6的另外一端分别与风冷式蒸发器7进口和蒸发冷凝器8的蒸发侧进口相连，风冷式蒸发器7出口和蒸发冷凝器8的蒸发侧出口通过管路汇合后与热泵压缩机1进口相连。

捕水系统中与制冷压缩机36排气口相连的管路分为四路，其中两路分别第三电磁阀15和第四电磁阀17的一端相连，另外两路分别与第九电磁阀33和第十电磁阀32的一端相连。第三电磁阀15和第四电磁阀17的另外一端分别与蒸发冷凝器8的冷凝侧进口和风冷式冷凝器16的进口相连，蒸发冷凝器8的冷凝侧出口和风冷式冷凝器16的出口管路汇合后分为四路，分别与第五电磁阀18一端、第六电磁阀19一端、第二节流阀20进口和第三节流阀22进口相连，第二节流阀20出口和第三节流阀22出口分别与第七电磁阀21和第八电磁阀23一端相连，第五电磁阀18另一端与第七电磁阀21的另外一端汇合后与第一捕水器25进口相连，第六电磁阀19另一端与第八电磁阀23的另外一端汇合后与第二捕水器24进口相连。第一捕水器25的出口分两路，分别与第十电磁阀32的另一端和第十二电磁阀35的一端相连，第二捕水器24的出口分两路，分别与第九电磁阀33的另一端和第十一电磁阀34的一端相连。第十一电磁阀34出口和第十二电磁阀35出口汇合后与制冷压缩机36的吸气口相连。第一捕水器25和第二捕水器24分别放置于负压干燥系统的第一捕水器箱体26和第二捕水器箱体27内。

负压干燥系统中载热剂循环泵9进液口与高温热泵系统中的储热桶2下边开口相连，载热剂循环泵9的出口分为多路与各平板辐射换热器11的进口相连，各平板辐射换热器11的出口汇合后与高温热泵系统中的储热桶2上部开口相连，各平板辐射换热器11和货物搁架12置于干燥箱体10内，货物搁架12放置于各平板辐射换热器11之间，干燥箱体10下部通过管道分别与第一捕水器箱体26和第二捕水器箱体27上部联通，并且第十三电磁阀13设置于干燥箱体10与第二捕水器箱体27联通的管路上，第十四电磁阀14设置于干燥箱体10与第一捕水器箱体26联通的管路上。第一捕水器箱体26和第二捕水器箱体27最低处均有开孔，通过管路分别与第十六电磁阀30和第十五电磁阀28连接。第一捕水器箱体26和第二捕水器箱体27底部均有第二开孔，分别与第十八电磁阀31、第十七电磁阀29的一端相连。第十七电磁阀29、第十八电磁阀31的另外一端汇合后与真空泵37进口相连。

本发明根据系统运行状态和工作需要，可以多种模式运行。

运行模式一：高温热泵系统与捕水系统联合运行模式

当储热桶2内的载热剂温度低于设定温度下限、第一捕水器和第二捕水器高于设定温度上限时，此时高温热泵系统和捕水系统需要同时运行，通过蒸发冷凝器8将捕水系统的冷凝器传递给高温热泵系统。关闭第一电磁阀5、第四电磁阀17、第五电磁阀18、第六电磁阀19、第九电磁阀33、第十电磁阀32、第十五电磁阀28、第十六电磁阀30。

高温热泵系统中热泵压缩机1将工质压缩成高温高压的气态制冷剂排入第一冷凝器3冷凝放热，将储热桶2内的载热剂加热，热泵循环工质由气态冷凝为液态流入第一节流阀4并节流为低温低压的液态工质，工质进入蒸发冷凝器8的蒸发侧，吸收捕水系统中蒸发冷凝器8的冷凝侧制冷剂热量，发生相变蒸发为气态工质再进入热泵压缩机1进口，完成整个供热循环。

捕水系统中制冷压缩机36将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，通过第三电磁阀15排入蒸发冷凝器8的冷凝侧，将热量释放给高温热泵系统并冷凝为液态制冷剂，制冷剂通过第二节流阀20和第三节流阀22节流后流入第一捕水器25和第二捕水器24蒸发吸热变为气态，随后通过第十二电磁阀35和第十一电磁阀34被吸入制冷压缩机36完成循环。将第一捕水器25和第二捕水器24表面被冷却至所设定的低于水蒸气冻结温度以下，将货物挥发出的绝大多数水蒸气捕获并冻结，防止水蒸气进入真空泵37。

若货物温度低于设定温度下限，负压干燥系统中载热剂循环泵9将储热桶2内的载热剂送入各平板辐射换热器11，通过辐射换热为主、对流换热为辅对货物进行加热，降温后的载热剂汇合后流回储热桶2。若货物温度高于设定温度上限，载热剂循环泵9停止运行。

干燥过程真空泵37处于运行状态，若干燥箱体10压力低于设定值压力下限，关闭第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。若干燥箱体10压力高于设定值压力上限，开启第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。最终使干燥箱内压力维持在低于被干燥货物水分饱和蒸汽压的设定低压范围内，使货物内的水分快速蒸发，实现对货物的低温快速干燥。

运行模式二：高温热泵系统单独运行模式。

当储热桶2内的载热剂未达到设定高温下限，但是第一捕水器和第二捕水器表面已达到设定低温下限时，此时需要高温热泵系统工作，而捕水系统压缩机停止运行。关闭第二电磁阀6、第五电磁阀18、第六电磁阀19、第九电磁阀33、第十电磁阀32、第十五电磁阀28、第十六电磁阀30。

高温热泵系统中热泵压缩机1将工质压缩成高温高压的气态制冷剂排入第一冷凝器3冷凝放热，将储热桶2内的载热剂加热，热泵循环工质由气态冷凝为液态流入第一节流阀4并节流为低温低压的液态工质，制冷剂通过第一电磁阀5进入风冷式蒸发器7吸收空气中热量，发生相变蒸发为气态热泵工质再进入热泵压缩机1进口，完成整个供热循环。

若货物温度低于设定温度下限，负压干燥系统中载热剂循环泵9将储热桶2内的载热剂送入各平板辐射换热器11，通过辐射换热为主、对流换热为辅对货物进行加热，降温后的载热剂汇合后流回储热桶2。若货物温度高于设定温度上限，载热剂循环泵9停止运行。

干燥过程中真空泵37处于运行状态，若干燥箱体10压力低于设定值压力下限，关闭第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。若干燥箱体10压力高于设定值压力上限，开启第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。最终使干燥箱内压力维持在低于被干燥货物水分饱和蒸汽压的设定低压范围内，使货物内的水分快速蒸发，实现对货物的低温快速干燥。

运行模式三：捕水系统单独满负荷捕水模式

当储热桶2内的载热剂达到设定高温上限、第一捕水器和第二捕水器高于达到设定低温上限时，此时捕水系统需要单独运行，高温热泵系统停机。关闭第三电磁阀15、第五电磁阀18、第六电磁阀19、第九电磁阀33、第十电磁阀32、第十五电磁阀28、第十六电磁阀30。

高温热泵系统处于停机状态，捕水系统中制冷压缩机36将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，通过第四电磁阀17排入风冷式冷凝器16，将热量释放给空气并冷凝为液态制冷剂，制冷剂通过第二节流阀20和第三节流阀22节流后流入第一捕水器25和第二捕水器24蒸发吸热变为气态，随后通过第十二电磁阀35和第十一电磁阀34被吸入制冷压缩机36完成循环。将第一捕水器25和第二捕水器24表面被冷却至所设定的低于水蒸气冻结温度以下，将货物挥发出的绝大多数水蒸气捕获并冻结，防止水蒸气进入真空泵37。

若货物温度低于设定温度下限，负压干燥系统中载热剂循环泵9将储热桶2内的载热剂送入各平板辐射换热器11，通过辐射换热为主、对流换热为辅对货物进行加热，降温后的载热剂汇合后流回储热桶2。若货物温度高于设定温度上限，载热剂循环泵9停止运行。

干燥过程真空泵37处于运行状态，若干燥箱体10压力低于设定值压力下限，关闭第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。若干燥箱体10压力高于设定值压力上限，开启第十七电磁阀29和第十八电磁阀31。最终使干燥箱内压力维持在形成低于被干燥货物水分饱和蒸汽压的设定低压范围内，使货物内的水分快速蒸发，实现对货物的低温快速干燥。

运行模式四：捕水系统捕水器交替融冰霜模式

当捕水器表面结霜到一定程度后，启动交替融霜模式。此时，若高温热泵系统处于运行状态，则开启第三电磁阀15，关闭第四电磁阀17，若高温热泵系统处于停机状态，则关闭第三电磁阀15，开启第四电磁阀17。

首先进行第一捕水器25融霜，关闭第十四电磁阀14、第十八电磁阀31，断开第一捕水器25所在路线的抽真空管路，开启第十六电磁阀30打开排水路径。关闭第七电磁阀21停止位第一捕水器供制冷剂，等待一定时间使第一捕水器25内的低温制冷剂排空后关闭第十二电磁阀35，开启第十电磁阀32和第五电磁阀18，将制冷压缩机36排出的部分高温高压气态制冷剂通过第十电磁阀32送入第一捕水器25，释放热量将捕水器表面冰融化成液体，在重力的作用下流到第一捕水器箱体26下部通过第十六电磁阀30并排出，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第五电磁阀18流入制冷剂供液主管道，通过第三节流阀22节流后继续为第二捕水器24供制冷剂。第一捕水器25融霜结束关闭第十电磁阀32和第六电磁阀19，开启第十二电磁阀35并间隔一定时间后开启第七电磁阀21，关闭第十六电磁阀30，开启第十四电磁阀14、第十八电磁阀31，连通第一捕水器25所在路线的抽真空管路，恢复第一捕水器25的捕水能力。

第一捕水器25融霜结束后开始第二捕水器24的融霜，关闭第十三电磁阀13、第十七电磁阀29，断开第二捕水器24所在路线的抽真空管路，开启第十五电磁阀28打开排水路径。关闭第八电磁阀23，等待一定时间使第二捕水器24内的低温制冷剂排空后关闭第十一电磁阀34，开启第九电磁阀33和第六电磁阀19，将制冷压缩机36排出的部分高温高压气态制冷剂通过第九电磁阀33送入第二捕水器24，释放热量将捕水器表面冰融化成液体，在重力的作用下流到第二捕水器箱体27下部通过第十五电磁阀28并排出，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第六电磁阀19流入制冷剂供液主管道，通过第二节流阀20节流后继续为第一捕水器25供制冷剂。第二捕水器24融霜结束关闭第九电磁阀33和第六电磁阀19，开启第十一电磁阀33并间隔一定时间后开启第八电磁阀23，关闭第十五电磁阀28，开启第十三电磁阀13、第十七电磁阀29，连通第二捕水器24所在路线的抽真空管路，恢复第二捕水器25的捕水能力。

Claims (5)

1.一种基于低温负压的食品高品质干燥装置，其特征在于，包括高温热泵系统、捕水系统、负压干燥系统；

高温热泵系统用于提供干燥过程热量，补充水分散失带走的热量，将货物温度维持的合适范围，包括热泵压缩机（1）、第一冷凝器（3）、储热桶（2）、第一节流阀（4）、第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）、风冷式蒸发器（7）、蒸发冷凝器（8）；

捕水系统用于将干燥产生的水蒸气冷凝并集中排出，降低真空泵（37）的负荷和水蒸气对真空泵（37）油的乳化作用；包括制冷压缩机（36）、第三电磁阀（15）、第四电磁阀（17）、蒸发冷凝器（8）、风冷式冷凝器（16）、第五电磁阀（18）、第六电磁阀（19）、第二节流阀（20）、第三节流阀（22）、第七电磁阀（21）、第八电磁阀（23）、第一捕水器（25）、第二捕水器（24）、第九电磁阀（33）、第十电磁阀（32）、第十一电磁阀（34）、第十二电磁阀（35）；

负压干燥系统用于放置干燥货物和提供负压环境加快干燥速度，包括载热剂循环泵（9）、平板辐射换热器（11）、货物搁架（12）、干燥箱体（10）、第十三电磁阀（13）、第十四电磁阀（14）、第一捕水器箱体（26）和第二捕水器（24）箱体、第十五电磁阀（28）、第十六电磁阀（30）、第十七电磁阀（29）、第十八电磁阀（31）和真空泵（37）；

通过真空泵（37）将干燥箱内的压力降低至货物所含水分对应的饱和蒸气压一下，通过高温热泵系统产生热量并输送至负压干燥系统的各平板辐射换热器（11）将货物维持在设定温度，最终实现对货物的低温快速降温，维持被干燥对象的高品质。

2.根据权利要求1所述的一种基于低温负压的食品高品质干燥装置，其特征在于，所述的高温热泵系统中热泵压缩机（1）排气口与第一冷凝器（3）进口相连，第一冷凝器（3）出口与第一节流阀（4）进口相连，第一冷凝器（3）放置于储热桶（2）内，第一节流阀（4）出口分为两路，分别与第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）相连，第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）的另外一端分别与风冷式蒸发器（7）进口和蒸发冷凝器（8）的蒸发侧进口相连，风冷式蒸发器（7）出口和蒸发冷凝器（8）的蒸发侧出口通过管路汇合后与热泵压缩机（1）进口相连；

捕水系统中与制冷压缩机（36）排气口相连的管路分为四路，其中两路分别第三电磁阀（15）和第四电磁阀（17）的一端相连，另外两路分别与第九电磁阀（33）和第十电磁阀（32）的一端相连；第三电磁阀（15）和第四电磁阀（17）的另外一端分别与蒸发冷凝器（8）的冷凝侧进口和风冷式冷凝器（16）的进口相连，蒸发冷凝器（8）的冷凝侧出口和风冷式冷凝器（16）的出口管路汇合后分为四路，分别与第五电磁阀（18）一端、第六电磁阀（19）一端、第二节流阀（20）进口和第三节流阀（22）进口相连，第二节流阀（20）出口和第三节流阀（22）出口分别与第七电磁阀（21）和第八电磁阀（23）一端相连，第五电磁阀（18）另一端与第七电磁阀（21）的另外一端汇合后与第一捕水器（25）进口相连，第六电磁阀（19）另一端与第八电磁阀（23）的另外一端汇合后与第二捕水器（24）进口相连；第一捕水器（25）的出口分两路，分别与第十电磁阀（32）的另一端和第十二电磁阀（35）的一端相连，第二捕水器（24）的出口分两路，分别与第九电磁阀（33）的另一端和第十一电磁阀（34）的一端相连；第十一电磁阀（34）出口和第十二电磁阀（35）出口汇合后与制冷压缩机（36）的吸气口相连；第一捕水器（25）和第二捕水器（24）分别放置于负压干燥系统的第一捕水器箱体（26）和第二捕水箱体内；

负压干燥系统中载热剂循环泵（9）进液口与高温热泵系统中的储热桶（2）下边开口相连，载热剂循环泵（9）的出口分为多路与各平板辐射换热器（11）的进口相连，各平板辐射换热器（11）的出口汇合后与高温热泵系统中的储热桶（2）上部开口相连，各平板辐射换热器（11）和货物搁架（12）置于干燥箱体（10）内，货物搁架（12）放置于各平板辐射换热器（11）之间，干燥箱体（10）下部通过管道分别与第一捕水器箱体（26）和第二捕水箱体上部联通，并且第十三电磁阀（13）设置于干燥箱体（10）与第二捕水器（24）箱体联通的管路上，第十四电磁阀（14）设置于干燥箱体（10）与第一捕水器箱体（26）联通的管路上；第一捕水器箱体（26）和第二捕水箱体最低处均有开孔，通过管路分别与第十六电磁阀（30）和第十五电磁阀（28）连接；第一捕水器箱体（26）和第二捕水箱体底部均有第二开孔，分别与第十八电磁阀（31）、第十七电磁阀（29）的一端相连；第十七电磁阀（29）、第十八电磁阀（31）的另外一端汇合后与真空泵（37）进口相连。

3.一种基于低温负压的食品高品质干燥方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的一种基于低温负压的食品高品质干燥装置，包括以下过程：

高温热泵系统中热泵压缩机（1）将工质压缩成高温高压的气态制冷剂排入第一冷凝器（3）冷凝放热，将储热桶（2）内的载热剂加热，热泵循环工质由气态冷凝为液态流入第一节流阀（4）并节流为低温低压的液态工质，根据运行模式不同，通过开启第一电磁阀（5）或第二电磁阀（6）使工质进入冷式蒸发器或蒸发冷凝器（8）的蒸发侧，吸收空气中热量或捕水系统中蒸发冷凝器（8）的冷凝侧制冷剂热量，发生相变蒸发为气态热泵工质再进入热泵压缩机（1）进口，完成整个供热循环；

负压干燥系统中载热剂循环泵（9）将储热桶（2）内被加热后的载热剂送入各平板辐射换热器（11），将平板辐射换热器（11）表面加热至设定温度范围，通过辐射换热为主、对流换热为辅对货物进行热量补充，弥补水分蒸发带走的热量，使货物维持的适当温度；降温后的载热剂汇合后流回储热桶（2）再次加热；通过开启第十三电磁阀（13）、第十七电磁阀（29）、关闭第十五电磁阀（28），或开启第十四电磁阀（14）、第十八电磁阀（31）、关闭第十六电磁阀（30），利用真空泵（37）在干燥箱体（10）内形成低于被干燥货物水分饱和蒸汽压的低压环境，使货物内的水分快速蒸发，实现对货物的低温快速干燥；

捕水系统中制冷压缩机（36）将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，通过开启第三电磁阀（15）或第四电磁阀（17）将压缩后的高温高压气态制冷剂排入蒸发冷凝器（8）的冷凝侧进口或风冷式冷凝器（16），释放热量后冷凝为液态制冷剂，通过开启第七电磁阀（21）或第八电磁阀（23），使制冷剂通过第二节流阀（20）或第三节流阀（22）节流后流入第一捕水器（25）或第二捕水器（24）蒸发吸热变为气态，随后通过第十二电磁阀（35）或第十一电磁阀（34）被吸入制冷压缩机（36）完成循环；第一捕水器（25）或第二捕水器（24）表面被冷却至低于水蒸气冻结温度以下，将货物挥发出的绝大多数水蒸气捕获并冻结，防止水蒸气进入真空泵（37）。

4.根据权利要求3所述的一种基于低温负压的食品高品质干燥方法，其特征在于，当第一捕水器（25）表面冻结水分过多时，关闭第十四电磁阀（14）、第十八电磁阀（31）、开启第十六电磁阀（30），断开第一捕水器（25）所在路线的抽真空管路，打开排水路径，通过开启第五电磁阀（18）、第十电磁阀（32），关闭第七电磁阀（21）、第十二电磁阀（35）将制冷压缩机（36）排出的部分高温高压气态制冷剂送入第一捕水器（25），释放热量将捕水器表面的冰霜融化成液体并排出，使捕水系统处于较高效率工况；此时，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第五电磁阀（18）流入制冷剂供液主管道，通过第三节流阀（22）节流后继续为第二捕水器（24）供制冷剂。

5.根据权利要求3所述的一种基于低温负压的食品高品质干燥方法，其特征在于，当第二捕水器（24）表面冻结水分过多时，关闭第十三电磁阀（13）、第十七电磁阀（29）、开启第十五电磁阀（28），断开第二捕水器（24）所在路线的抽真空管路，打开排水路径，通过开启第六电磁阀（19）、第九电磁阀（33），关闭第八电磁阀（23）、第十一电磁阀（34）将制冷压缩机（36）排出的部分高温高压气态制冷剂送入第二捕水器（24），释放热量将捕水器表面冰霜融化成液体并排出，使捕水系统处于较高效率工况；此时，释放热量后的制冷剂冷凝为液态，通过第六电磁阀（19）流入制冷剂供液主管道，通过第二节流阀（20）节流后继续为第一捕水器（25）供制冷剂。