干燥設(shè)備的機(jī)械性能不僅僅取決于干燥技術(shù)
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網(wǎng)帶烘干機(jī)等現(xiàn)代干燥設(shè)備所采用的干燥技術(shù),雖已有一百多年的發(fā)展史,但至今還屬于實(shí)驗(yàn)科學(xué)的范疇。大部分干燥技術(shù)目前還缺乏能夠精準(zhǔn)指導(dǎo)實(shí)踐的科學(xué)理論和設(shè)計(jì)方法。實(shí)際應(yīng)用中,依靠經(jīng)驗(yàn)和小規(guī)模實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)還是主要的方式,造成這一局面的原因有以下幾方面:
原因之一是干燥技術(shù)所依托的一些基礎(chǔ)學(xué)科,(主要是隸屬于傳遞工程范疇的學(xué)科)本身就具有實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特點(diǎn)。例如,空氣動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)展還要靠“風(fēng)洞”實(shí)驗(yàn)來(lái)推動(dòng),就說(shuō)明它還沒(méi)有脫離實(shí)驗(yàn)科學(xué)的范疇,而這些基礎(chǔ)學(xué)科自身的發(fā)展水平直接影響和決定了干燥技術(shù)的發(fā)展水平。
原因之二是很多干燥過(guò)程是多種學(xué)科技術(shù)交匯進(jìn)行的過(guò)程,牽扯涉面廣、變化因素多、機(jī)理復(fù)雜。例如在噴霧干燥技術(shù)領(lǐng)域里,被霧化的液滴在干燥塔內(nèi)的運(yùn)行軌跡是工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。液滴的軌跡與自身的體積、質(zhì)量、初始速度和方向及周?chē)渌旱魏蜔峥諝獾牧飨?、流速有關(guān)。但這些參數(shù)由于傳質(zhì)、傳熱過(guò)程的進(jìn)行,無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生著變化。而且初始狀態(tài)時(shí),無(wú)論是液滴的大小還是熱空氣的分布都不可能是均勻的。顯然,對(duì)于電熱真空干燥箱如此復(fù)雜、多變的過(guò)程只憑借理論計(jì)算來(lái)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)是不可靠的。
原因之三是被干燥物料的種類(lèi)是多種多樣的其理化性質(zhì)也是各不相同。不同的物料即使在相同的干燥條件下,其傳質(zhì)、傳熱的速率也可能在較大的差異。如果不加以區(qū)別對(duì)待,就有可能造成不盡人意的后果。例如某些中草藥的干燥,雖然同屬一種藥材,只因?yàn)樗幉漠a(chǎn)地或收獲期存在區(qū)別就須改變干燥條件,否則產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)受到影響。
烘干機(jī)的烘干能力不僅與烘干技術(shù)關(guān)聯(lián),還與物料的干濕程度有關(guān),與熱源的選擇有關(guān),同時(shí)與物料在烘干機(jī)內(nèi)的受熱面積也有關(guān)。高濕的物料,如果烘干不充分,烘干出來(lái)的物料就會(huì)略帶潮濕,而針對(duì)不同物料來(lái)選擇熱源,也是很關(guān)鍵的,受熱面積不夠,受熱不均勻也會(huì)影響物料被烘干的效果。
老化烘箱之類(lèi)的烘干機(jī)熱源的選擇很講究,作為烘干設(shè)備配套的熱源設(shè)備很多,通常是按消耗的燃料來(lái)分類(lèi),有燃煤、燃油、燃?xì)?、電力等,按換熱情況又可分為干燥介質(zhì)直接加熱和間接加熱。按照加熱方式的不同常用的烘干機(jī)熱源設(shè)備有如下幾種:譬如鍋爐加熱水形成水蒸汽,水蒸汽再通過(guò)散熱器加熱干燥介質(zhì),這就是兩次間接加熱,這種方式總的熱效率很低。
其次就是烘干機(jī)利用燃煤熱風(fēng)爐有間接加熱的和直接用燃燒煙氣作干燥介質(zhì)的(直火爐),間接加熱的熱空氣清潔干凈,熱效率60~70%。而直接加熱的因受煙塵的污染而影響產(chǎn)品質(zhì)量,但熱能利用很充分,熱效率很高,對(duì)烘干機(jī)烘干時(shí)物料中混入少量煙塵而無(wú)影響時(shí),可優(yōu)先采用。
最后是烘干機(jī)利用油燃燒器,目前也使用越來(lái)越多,具有操作簡(jiǎn)便、升溫迅速、溫度穩(wěn)定、控制方便的優(yōu)點(diǎn),且使用成本較低。烘干機(jī)熱源選擇合理與否影響很大,涉及到烘干機(jī)設(shè)備的投資費(fèi)用、熱風(fēng)溫度、物料的烘干質(zhì)量、烘干成本、環(huán)境保護(hù)、人員勞動(dòng)強(qiáng)度、自動(dòng)控制水平等。物料進(jìn)入熱風(fēng)烘干箱時(shí)太濕的話(huà)也不利于熱量的控制,很容易造成物料被快速加熱而損壞了烘干機(jī)的烘干效果。