正文 任務一 了解幹燥過程及其應用(2 / 2)

1.按操作壓力分類

按操作壓力的不同,幹燥可分為常壓幹燥和真空幹燥兩種。真空幹燥具有操作溫度低、幹燥速率快、熱效率高等優點,適用於熱敏性、易氧化或要求最終含水量極低的物料的幹燥。

2.按操作方式分類

按操作方式的不同,幹燥可分為連續式和間歇式兩種。連續式具有生產能力強、熱效率高、產品質量均勻、勞動條件好等優點,缺點是適應性較差。而間歇式具有投資少、操作控製方便、適應性強等優點,缺點是生產能力小,幹燥時間長,產品質量不均勻,勞動條件差。

3.按傳熱方式分類

(1)傳導幹燥通過金屬等壁麵間接向濕物料傳遞熱量。傳導幹燥的熱效率高,但幹燥速率比較低,幹燥時易造成物料局部過熱而變質。

(2)對流幹燥用熱空氣等幹燥介質直接與濕物料接觸,熱量靠對流的方式傳給濕物料,使濕物料中的濕分汽化並被幹燥介質帶走。幹燥介質的溫度容易調節,可避免物料過熱。但離開幹燥設備的熱幹燥介質會帶出大量熱,所以其熱效率比傳導幹燥低。工業生產中以連續操作的對流幹燥應用最為普遍。對流幹燥中用來加熱以及帶走濕分的流體稱為幹燥介質。幹燥介質可以是不飽和熱空氣、惰性氣體及煙道氣,需要除去的濕分可以是水分或其他化學溶劑。

(3)輻射幹燥熱量以電磁波的形式輻射到濕物料表麵,濕物料吸收輻射能後轉變為熱能,從而使濕分汽化。由於輻射幹燥所用的電磁波的波譜通常都在紅外線範圍內,所以輻射幹燥也稱為紅外線幹燥。輻射幹燥的生產強度大,產品幹燥均勻、潔淨,熱效率高,但能量消耗大。

(4)介電加熱幹燥將需要幹燥的濕物料置於高頻電場內,依靠高頻電場的交變作用使物料內部水分汽化而達到幹燥的目的。微波幹燥就屬於介電加熱幹燥。介電加熱幹燥是從物料內部加熱,幹燥時間短,熱效率高,產品均勻、潔淨,但操作成本很高。

在上述四種幹燥操作中,以對流幹燥的應用最為廣泛。多數情況下,對流幹燥使用的幹燥介質為空氣,濕物料中被除去的濕分為水分。因此,本書主要討論以不飽和熱空氣為幹燥介質,濕分為水分的常壓對流幹燥過程。

練習

在對流幹燥器中最常用的幹燥介質是__________,它既是__________,又是__________。

四、對流幹燥過程

空氣經預熱後與濕物料在幹燥器中接觸,熱空氣的熱量靠對流傳到濕物料的表麵,濕物料中的水分受熱汽化並被空氣帶走,濕物料從幹燥器出來後變成幹物料。

流幹燥流程示意圖對流幹燥過程中,熱空氣將熱量傳至濕物料的表麵,再從表麵傳至濕物料的內部,這是一個傳熱過程。水分從濕物料的內部以液態或氣態擴散透過物料層至濕物料的表麵,然後,水汽穿過濕物料表麵的氣膜而擴散至空氣主體,這是一個傳質過程。可見,物料的幹燥過程是一個傳熱與傳質相結合的過程。

熱空氣與濕物料間的傳熱與傳質是對流幹燥過程中,熱空氣與被幹燥物料表麵間的傳熱與傳質情況。可以看出,在對流幹燥中,空氣起著非常關鍵的作用,它既是載熱體又是載濕體。

維持對流幹燥操作順利進行的必要條件是:①物料表麵的水汽分壓必須大於幹燥介質中的水汽分壓,在其他條件相同的情況下,兩者差別越大,幹燥操作進行得越快;②幹燥介質應及時將汽化的水汽帶走,以維持一定的傳質推動力。如果幹燥介質為水汽所飽和,或物料表麵的水汽分壓等於幹燥介質中的水汽分壓,則推動力為零,這時幹燥操作即停止進行。

練習

幹燥進行的必要條件是物料表麵所產生的水汽分壓__________。