干燥機的發(fā)展和分類

 

　　近代干燥機開始使用的是間歇操作的固定床式干燥機。19世紀中葉，洞道式干燥機的使用，標志著干燥機由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展。回轉圓筒干燥機則較好地實現(xiàn)了顆粒物料的攪動，干燥能力和強度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應本行業(yè)要求的連續(xù)操作干燥機，如紡織、造紙行業(yè)的滾筒干燥機。

 

　　20世紀初期，乳品生產(chǎn)開始應用噴霧干燥機，為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術的發(fā)展，高強度、高生產(chǎn)率的沸騰床和氣流式干燥機相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式干燥機則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發(fā)展了遠紅外和微波干燥機。

 

　　用于進行干燥操作的機械設備類型很多，根據(jù)操作壓力可分為常壓和減壓(減壓干燥機也稱真空干燥機)。根據(jù)操作方法可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)干燥介質可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質。根據(jù)運動(物料移動和干燥介質流動)方式可分為并流，逆流和錯流。

 

　　按操作壓力，干燥機分為常壓干燥機和真空干燥機兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。

 

　　按加熱方式，干燥機分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式干燥機又稱直接干燥機，是利用熱的干燥介質與濕物料直接接觸，以對流方式傳遞熱量，并將生成的蒸汽帶走；傳導式干燥機又稱間接式干燥機，它利用傳導方式由熱源通過金屬間壁向濕物料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類干燥機不使用干燥介質，熱效率較高，產(chǎn)品不受污染，但干燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結構也較復雜，常在真空下操作；輻射式干燥機是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長范圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收后轉變?yōu)闊崃窟M行干燥；介電式干燥機是利用高頻電場作用，使?jié)裎锪蟽?nèi)部發(fā)生熱效應進行干燥。

 

　　按濕物料的運動方式，干燥機可分為固定床式、攪動式、噴霧式和組合式；按結構，干燥機可分為廂式干燥機、輸送機式干燥機、滾筒式干燥機、立式干燥機、機械攪拌式干燥機、回轉式干燥機、流化床式干燥機、氣流式干燥機、振動式干燥機、噴霧式干燥機以及組合式干燥機等多種。

 

　　干燥機的工作原理

 

　　干燥過程需要消耗大量熱能，為了節(jié)省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經(jīng)機械脫水或加熱蒸發(fā)，再在干燥機內(nèi)干燥，以得到干的固體。

 

　　在干燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高于物料溫度。

 

　　熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。

 

　　物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部條件不變，物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定，這個階段稱為恒速干燥階段；當物料濕含量降低到某一程度，內(nèi)部濕分向表面的擴散速率降低，并小于表面汽化速率時，干燥速率即主要由內(nèi)部擴散速率決定，并隨濕含量的降低而不斷降低，這個階段稱為降速干燥階段。