發(fā)展簡(jiǎn)史
遠(yuǎn)古以來(lái),人類(lèi)就習(xí)慣于用天然熱源和自然通風(fēng)來(lái)干燥物料,完全受自然條件制約,生產(chǎn)能力低下。隨生產(chǎn)的發(fā)展,它們逐漸為人工可控制的熱源和機(jī)械通風(fēng)除濕手段所代替。
近代干燥器開(kāi)始使用的是間歇操作的固定床式干燥器。19世紀(jì)中葉,洞道式干燥器的使用,標(biāo)志著干燥器由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展?;剞D(zhuǎn)圓筒干燥器則較好地實(shí)現(xiàn)了顆粒物料的攪動(dòng),干燥能力和強(qiáng)度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應(yīng)本行業(yè)要求的連續(xù)操作干燥器,如紡織、造紙行業(yè)的
滾筒干燥器。
噴霧干燥機(jī)
20世紀(jì)初期,乳品生產(chǎn)開(kāi)始應(yīng)用
噴霧干燥器,為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開(kāi)始,隨著流化技術(shù)的發(fā)展,高強(qiáng)度、高生產(chǎn)率的沸騰床和氣流式干燥器相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式干燥器則為滿(mǎn)足特殊要求提供了新的手段。60年代開(kāi)始發(fā)展了遠(yuǎn)紅外和微波干燥器。
干燥設(shè)備的科技含量初顯出主導(dǎo)作用。2004年以來(lái),受全國(guó)化工發(fā)展形勢(shì)持續(xù)向好帶動(dòng),干燥設(shè)備市場(chǎng)形勢(shì)穩(wěn)中看好,生產(chǎn)企業(yè)普遍獲得了較好的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)。目前干燥設(shè)備服務(wù)化工行業(yè)的顯著特點(diǎn)是技術(shù)含量的作用日益突出。這與過(guò)去銷(xiāo)售產(chǎn)品主要靠?jī)r(jià)格競(jìng)爭(zhēng)已有很大不同。其中,一些干燥設(shè)備技術(shù)含量高,注重發(fā)展新品的廠(chǎng)家,效益日漸提升;相反,一些產(chǎn)品技術(shù)含量低,新品和新技術(shù)開(kāi)發(fā)能力弱的企業(yè),效益開(kāi)始下滑。
市場(chǎng)反應(yīng)顯示,化工行業(yè)期待干燥設(shè)備制造業(yè)按照高品質(zhì)、低能耗、環(huán)保型的要求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,夯實(shí)應(yīng)用研發(fā)的基礎(chǔ)。在技術(shù)方面,加強(qiáng)自動(dòng)化、測(cè)試、制造工藝和材料材質(zhì)外觀(guān)設(shè)計(jì)等方面的研究。在應(yīng)用研發(fā)方面,既要注重國(guó)際間的交流與合作,又要注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù);既要注重新技術(shù)、新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā),又要注重傳統(tǒng)工藝和傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的革新和創(chuàng)新。
干燥設(shè)備工作原理
糊狀濾餅的理想干燥設(shè)備
干燥過(guò)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(zhì)的懸浮液或溶液一般先經(jīng)機(jī)械脫水或加熱蒸發(fā),再在干燥器內(nèi)干燥,以得到干的固體。
在干燥過(guò)程中需要同時(shí)完成熱量和質(zhì)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?zé)嵩匆愿鞣N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(kuò)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(kuò)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(gè)階段稱(chēng)為恒速干燥階段;當(dāng)物料濕含量降低到某一程度,內(nèi)部濕分向表面的擴(kuò)散速率降低,并小于表面汽化速率時(shí),干燥速率即主要由內(nèi)部擴(kuò)散速率決定,并隨濕含量的降低而不斷降低,這個(gè)階段稱(chēng)為降速干燥階段。
氣流干燥設(shè)備
此外,技術(shù)進(jìn)步還將扭轉(zhuǎn)目前國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備的出口局面。目前中國(guó)干燥設(shè)備尚未形成出口規(guī)模,出口量還不及總量的5%,且主要銷(xiāo)往東南亞。但據(jù)權(quán)威預(yù)測(cè),隨著技術(shù)發(fā)展,未來(lái)幾年內(nèi)中國(guó)出口干燥設(shè)備占總產(chǎn)量的比例將由5%提升至10%,外銷(xiāo)市場(chǎng)也將由東南亞拓展到歐美。國(guó)內(nèi)大型干燥設(shè)備制造與國(guó)際水平存在較大差距的局面由此可望改善
干燥設(shè)備分類(lèi)
用于進(jìn)行干燥操作的設(shè)備。類(lèi)型很多。根據(jù)操作壓力可分為常壓和減壓(減壓干燥器也稱(chēng)真空干燥器)。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(zhì)可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質(zhì)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)(物料移動(dòng)和干燥介質(zhì)流動(dòng))方式可分為并流,逆流和錯(cuò)流。
按操作壓力
按操作壓力,干燥器分為常壓干燥器和真空干燥器兩類(lèi),在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過(guò)程,且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度,蒸汽不易外泄,所以,真空干燥器適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場(chǎng)合。
微波面粉殺菌干燥設(shè)備
按加熱方式
按加熱方式,干燥器分為對(duì)流式、傳導(dǎo)式、輻射式、介電式等類(lèi)型。對(duì)流式干燥器又稱(chēng)直接干燥器,是利用熱的干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸,以對(duì)流方式傳遞熱量,并將生成的蒸汽帶走;傳導(dǎo)式干燥器又稱(chēng)間接式干燥器,它利用傳導(dǎo)方式由熱源通過(guò)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(dú)設(shè)置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類(lèi)干燥器不使用干燥介質(zhì),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(jié)構(gòu)也較復(fù)雜,常在真空下操作;輻射式干燥器是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長(zhǎng)范圍的電磁波,被濕物料表面有選擇地吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃窟M(jìn)行干燥;介電式干燥器是利用高頻電場(chǎng)作用,使?jié)裎锪蟽?nèi)部發(fā)生熱效應(yīng)進(jìn)行干燥。
按濕物料的運(yùn)動(dòng)方式
按濕物料的運(yùn)動(dòng)方式,干燥器可分為固定床式、攪動(dòng)式、噴霧式和組合式;按結(jié)構(gòu),干燥器可分為廂式干燥器、輸送機(jī)式干燥器、滾筒式干燥器、立式干燥器、機(jī)械攪拌式干燥器、回轉(zhuǎn)式干燥器、流化床式干燥器、氣流式干燥器、振動(dòng)式干燥器、噴霧式干燥器以及組合式干燥器等多種。
微波木材干燥設(shè)備
干燥設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域
石油及化學(xué)工業(yè):聚合、縮合、蒸餾、熔融、脫水、強(qiáng)制保溫。
油脂工業(yè):脂肪酸蒸餾、油脂分解、濃縮、酯化、真空脫臭。
合成纖維工業(yè):聚合、熔融、紡絲、延伸、干燥。
紡織印染工作:熱定型、烘干、熱容染色。
非織造工業(yè):無(wú)紡布。
微波藥材滅菌干燥設(shè)備
飼料工業(yè):烘干。
塑料及橡膠工業(yè):熱壓、壓延、擠壓、硫化成型。
造紙工業(yè):干燥、波紋紙加工。
木材工業(yè):多合板、纖維板加壓成型、木材干燥。
建材工作:石膏板烘干、瀝青加熱、混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)。
機(jī)械工業(yè):噴漆、印花烘干。
食品工業(yè):烘烤、加熱。
空調(diào)工業(yè):工業(yè)廠(chǎng)房及民用建筑采暖。
微波真空干燥設(shè)備
筑路工業(yè):瀝青熔化、保溫。
制藥工業(yè):烘干。
輕工業(yè):生產(chǎn)油墨、洗衣粉。
干燥設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)
干燥器的未來(lái)發(fā)展將在深入研究干燥機(jī)理和物料干燥特性,掌握對(duì)不同物料的最優(yōu)操作條件下,開(kāi)發(fā)和改進(jìn)干燥器;另外,大型化、高強(qiáng)度、高經(jīng)濟(jì)性,以及改進(jìn)對(duì)原料的適應(yīng)性和產(chǎn)品質(zhì)量,是干燥器發(fā)展的基本趨勢(shì);同時(shí)進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)新型高效和適應(yīng)特殊要求的干燥器,如組合式干燥器、微波干燥器和遠(yuǎn)紅外干燥器等。
干燥器的發(fā)展還要重視節(jié)能和能量綜合利用,如采用各種聯(lián)合加熱方式,移植熱泵和熱管技術(shù),開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能干燥器等;還要發(fā)展干燥器的自動(dòng)控制技術(shù)、以保證最優(yōu)操作條件的實(shí)現(xiàn);另外,隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)保的重視,改進(jìn)干燥器的環(huán)境保護(hù)措施以減少粉塵和廢氣的外泄等,也將是需要深入研究的方向。
煙草干燥設(shè)備
目前,中國(guó)國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備科技含量的提高,正在產(chǎn)生令人欣喜的效果。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備行業(yè)一直有這樣的特點(diǎn):生產(chǎn)規(guī)模小,入門(mén)門(mén)檻低,整體技術(shù)含量不高,全行業(yè)年銷(xiāo)售收入500萬(wàn)元以下的企業(yè)約占60%以上,年銷(xiāo)售收入過(guò)千萬(wàn)元的廠(chǎng)家僅占5%~8%,產(chǎn)品檔次普遍偏低、雷同。但如今,高科技含量產(chǎn)品正在催生干燥設(shè)備制造業(yè)骨干企業(yè)的涌現(xiàn)。這很可能是該領(lǐng)域擺脫惡性?xún)r(jià)格競(jìng)爭(zhēng),改變企業(yè)規(guī)模小而分散的現(xiàn)狀,進(jìn)行行業(yè)自然整合的信號(hào)。通過(guò)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),走強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勝劣汰的道路,培育出業(yè)內(nèi)實(shí)力雄厚的領(lǐng)袖型企業(yè),也許指日可待了。
目前的太陽(yáng)能干燥設(shè)備為一個(gè)新的發(fā)展方向它的投資小,效益明顯,較為環(huán)保方便控制,可以廣泛應(yīng)用于低溫干燥的各個(gè)行業(yè)。