什么是空气干燥机及其应用

远古以来，人类就习惯于用天然热源和自然通风来干燥物料，完全受自然条件制约，生产能力低下。随生产的发展，它们逐渐为人工可控制的热源和空气除湿机所代替。 　　空气干燥机是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。 　　20世纪初期，乳品生产开始应用喷雾空气干燥机，为大规模干燥液态物料提供了有力的工具。40年代开始，随着流化技术的发展，高强度、高生产率的沸腾床和气流式空气干燥机相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式空气干燥机则为满足特殊要求提供了新的手段。60年代开始发展了远红外和微波空气干燥机。 　　近代空气干燥机开始使用的是间歇操作的固定床式空气干燥机。19世纪中叶，洞道式空气干燥机的使用，标志着空气干燥机由间歇操作向连续操作方向的发展。回转圆筒空气干燥机则较好地实现了颗粒物料的搅动，干燥能力和强度得以提高。一些行业则分别发展了适应本行业要求的连续操作空气干燥机，如纺织、造纸行业的滚筒空气干燥机。 　　干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形，陶瓷坯料在煅烧前的干燥可以防止成品龟裂。另外干燥后的物料也便于运输和贮存，如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下，以防霉变。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要，各种机械化空气干燥机越来越广泛地得到应用。 　　干燥过程需要消耗大量热能，为了节省能量，某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发，再在空气干燥机内干燥，以得到干的固体。 　　在干燥过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递，保证物料表面湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压，保证热源温度高于物料温度。 　　热量从高温热源以各种方式传递给湿物料，使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间，从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分向表面扩散并汽化，使物料湿含量不断降低，逐步完成物料整体的干燥。 　　物料的干燥速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部条件不变，物料的干燥速率和表面温度即保持稳定，这个阶段称为恒速干燥阶段；当物料湿含量降低到某一程度，内部湿分向表面的扩散速率降低，并小于表面汽化速率时，干燥速率即主要由内部扩散速率决定，并随湿含量的降低而不断降低，这个阶段称为降速干燥阶段。 　　空气干燥机可按操作过程、操作压力、加热方式湿物料运动方式或结构等不同特征分类。按操作过程，空气干燥机分为间歇式(分批操作)和连续式两类； 　　按操作压力，空气干燥机分为常压空气干燥机和真空空气干燥机两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速干燥过程，且可降低湿分沸点和物料干燥温度，蒸汽不易外泄，所以，真空空气干燥机适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合； 　　按加热方式，空气干燥机分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式空气干燥机又称直接空气干燥机，是利用热的干燥介质与湿物料直接接触，以对流方式传递热量，并将生成的蒸汽带走；传导式空气干燥机又称间接式空气干燥机，它利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器表面冷凝等方法移去。这类空气干燥机不使用干燥介质，热效率较高，产品不受污染，但干燥能力受金属壁传热面积的限制，结构也较复杂，常在真空下操作；辐射式空气干燥机是利用各种辐射器发射出一定波长范围的电磁波，被湿物料表面有选择地吸收后转变为热量进行干燥；介电式空气干燥机是利用高频电场作用，使湿物料内部发生热效应进行干燥。 　　按湿物料的运动方式，空气干燥机可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；按结构，空气干燥机可分为厢式空气干燥机、输送机式空气干燥机、滚筒式空气干燥机、立式空气干燥机、机械搅拌式空气干燥机、回转式空气干燥机、流化床式空气干燥机、气流式空气干燥机、振动式空气干燥机、喷雾式空气干燥机，以及组合式空气干燥机等多种。 　　空气干燥机的未来发展将在深入研究干燥机理和物料干燥特性，掌握对不同物料的最优操作条件下，开发和改进空气干燥机；另外，大型化、高强度、高经济性，以及改进对原料的适应性和产品质量，是空气干燥机发展的基本趋势；同时进一步研究和开发新型高效和适应特殊要求的空气干燥机，如冷冻除湿机、转轮除湿机和空气冷冻干燥机等。 　　空气干燥机的发展还要重视节能和能量综合利用，如采用各种联合加热方式，移植热泵和热管技术，开发太阳能空气干燥机等；还要发展空气干燥机的自动控制技术、以保证最优操作条件的实现；另外，随着人类对环保的重视，改进空气干燥机的环境保护措施以减少粉尘和废气的外泄等，也将是需要深入研究的方向。 · 行业聚焦： 国内中药企业常用的浸膏干燥设备是箱式干燥和喷雾干燥。箱式干燥时间长，能耗高，间断操作，容易染菌和吸潮；喷雾干燥的粉剂致密而水溶性差，干燥温度高，热敏感性的物质容易被破坏，多糖含量高的物料会粘在喷雾干燥收集器的壁上，造成收粉困难。近几年，一种自动真空履带干燥机开始应用生产。与箱式干燥相比，自动真空履带干燥机的优点是：料层薄、干燥快、物料受热时间短；物料松脆，容易粉碎；隔离操作，避免污染；动态操作，不易结垢；连续生产，自动控制。自动真空履带干燥机也能克服喷雾干燥的缺点，与常用的干燥设备相比，自动真空履带干燥机具有更好的应用价值，控制系统采用德国西门子S7-200 PLC、西门子变频技术，实现了干燥     我国虽然有众多的干燥设备厂,但干燥设备水平与先进国家相比仍有很大的距离,这是业内人士的一致看法。如何尽快提高我国干燥技术水平,应对入世后来自各方面的竞争,是当前干燥行业最应该思考的问题。结合多位专家的观点,对我国干燥行业的现状提出如下建议. 　　1.加强基础研究工作 　　多年来,国内干燥设备主要以仿制为主,设备缺少自己的特色,在国际市场上竞争力较差。干燥设备水平首先取决于干燥技术,我国目前的状态是制造干燥设备的厂家很多,但研究、开发干燥技术的人员却较少。而国外有些干燥设备公司里,从事干燥技术开发的人首先我们介绍一下热泵干燥机的原理，热泵干燥机由压缩机——换热器（内机）——节流器——吸热器（外机）——压缩机等装置构成了一个循环系统。它是利用逆卡诺原理，吸收空气的热量并将其转移到房内，实现烘干房的温度提高，配合相应的设备实现物料的干燥。 　　热泵干燥设备处理的物料非常广泛，已经被应用在药物及生物制品的灭菌与干燥、污泥处理、食品加工、茶叶烘干、鱼类干燥、陶瓷烘焙、烟叶烘干、蔬菜脱水、化工原料及肥料干燥等诸多领域。 　　热泵干燥机与传统类型干燥机的我国变性淀粉的研制开发与应用近10多年来呈现快速发展的良好态势，特别我国加入WTO以来，随着市场的进一步开放，变性淀粉在食品、造纸、纺织、饲料、医药、建筑、环保等诸多领域得到更加广泛的应用。同时市场的多样化要求也促使变性淀粉开发出现多种新趋势，其中各种化学变性的淀粉直接进行预糊化复合变性的生产工艺与应用开发是值得推广的符合我国新型工业化形势要求的好方法。 　　根据化学变性工艺技术特性各异，产品在反应后的物料状态也不同，我们在实际应用时采用两大类不同的辊筒干燥机：即单辊筒干燥机和双辊筒干燥机。两种工艺设备的前提条件和产品都不同，但通过合理选择，可以大大提高产品的品质，最大限度适应不同的化学应，气体排出干燥装置中的粉尘夹带很小或者无粉尘夹带。 　　多级螺旋式干燥机除具有空心桨叶干燥机的特点外还具有以下特点： 　　1、   大型化制造、运输，装卸方便，单台装置最大传热面积可达800m2。 　　2、   处理量大，单台装置每小时最大可处理糟渣类18吨 　　3、   运行成本低，采用多效干燥，蒸发每吨水仅需250kg蒸汽。 　　4、   无二次污染。 　　5、   不需要尾气处理装置。 　　6、   占地面积小。

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