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干燥机的工作原理和分类

发布时间:2010/8/6 10:09:49

  干燥机是一种利用热能降低物料水分的机械设备,用于对物体进行干燥操作。干燥机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。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,各种机械化干燥机越来越广泛地得到应用。
  干燥机的工作原理
  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。
  干燥机的发展和分类
  近代干燥机开始使用的是间歇操作的固定床式干燥机。19世纪中叶,洞道式干燥机的使用,标志着干燥机由间歇操作向连续操作方向的发展。回转圆筒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干燥机,如纺织、造纸行业的滚筒干燥机。
  20世纪初期,乳品生产开始应用喷雾干燥机,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干燥机相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式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干燥机。
  用于进行干燥操作的机械设备类型很多,根据操作压力可分为常压和减压(减压干燥机也称真空干燥机)。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据干燥介质可分为空气、烟道气或其他干燥介质。根据运动(物料移动和干燥介质流动)方式可分为并流,逆流和错流。
  按操作压力,干燥机分为常压干燥机和真空干燥机两类,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。
  优势:
  1、设计精良的吸附塔体
  2、高性能的活性氧化铝吸附剂
  3、效果良好的消音器
  4、独具功率大和耐用两大特点的进口气动控器
  5、可精确调节流量的再生气调节阀
  按加热方式,干燥机分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式干燥机又称直接干燥机,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;传导式干燥机又称间接式干燥机,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。
  优势:
  1、采用高性能蒸发器,超大换热面积,传热温差小,蒸发器出口空气温度更稳定
  2、采用高效气水分离结构,油水分离效率高;
  按湿物料的运动方式,干燥机可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式;按结构,干燥机可分为厢式干燥机、输送机式干燥机、滚筒式干燥机、立式干燥机、机械搅拌式干燥机、回转式干燥机、流化床式干燥机、气流式干燥机、振动式干燥机、喷雾式干燥机以及组合式干燥机等多种。
  干燥机未来展望
  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干燥机,如组合式干燥机、微波干燥机和远红外干燥机等。
  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,开发太阳能干燥机等;还要发展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。
  中国干燥机设备市场现状及分析联合国当前的需要,国内市场的常规干燥机,以及主要的国际市场干燥机,基本都在中国制造,这表明,在中国干燥机进口为导向的历史已经结束。但是,仍存在一些问题和困难,据中国通用机械干燥机行业协会预测,未来几年,中国的需求,化工行业将干燥机3000(套)左右;制药干燥机的年需求量将达到3000(套)左右;农业,林业,粮食,轻工等行业,如干燥机,年需求量预计将达到5000(套)左右。目前,干燥机在国内市场占有率已达到80%以上。
  预计“十五”期间,中国干燥机在国内市场占有率将达到90%。目前,性能存在问题的区域重点和技术创新能力的方法有两种。分布集中的企业在中国干燥机行业的大多数生产企业在该行业的基础上逐步产生早期企业,相对集中的地理位置,人员结构存在的严重缺陷。到目前为止,企业主要分布在江苏,浙江,上海,辽宁,黑色的,这些企业占整个行业几乎是总数的50%,而与此形成鲜明对比的是,有一些地区在中国不存在干燥机制造商。高度竞争性的行业,有些公司专注于眼前的结果,不需要任何系统的发展,提高整体素质,进展缓慢,严重妨碍了正常发展的行业。技术开发是不强改革开放以来,尤其是在最近几年,中国的经济增长潜力得到有效释放,短缺经济的供给和需求发生了根本的变化,初步形成了买方市场。压力的买方市场,一些企业在市场上追赶,而不是寻找和开拓新市场,企业专注于市场在不久的将来的需求,更为成熟的产品。因此,在烤箱,振动流化床干燥机和其他产品,制造商们更集中,更具有竞争力。干燥机行业从事小企业的发展,新产品,以及完善的推出新产品主要是模仿对方。建议开发先进技术,提高产品质量在中国干燥机技术与世界发达国家相比,在同一行业内还有一定的差距。当前的市场,技术含量较低的产品为主。中国加入世贸组织,将有更多的进入国内市场的国际同行,与日益严重的国际竞争,我们将面临巨大的竞争压力。世界领先的干燥机制造商,如丹麦尼鲁集团有限公司大河原日本设立了分支机构中国一个又一个,抓住中国市场。随着加快经济全球化的进程中,更多的公司将针对中国市场。日益激烈的竞争,这要求我们必须通过企业的进步,吸收国外先进技术,创新,提高产品质量。的想法,产品开发到大规模的设备,控制的自动化程度,质量,表面处理设备,选择抗腐蚀材料的努力,开发多功能组合机,产品生命周期继续延长。行业协会要多组织企业参与国际技术交流和吸收的结果,最新的技术,以加快整个行业,以提高技术水平。调整的企业,培育企业核心竞争力在中国的特点是干燥行业的企业不这样做,不强,不适合,而不是完善,但整体素质不高一些,多数企业管理落后,不符合相应的规模经济,通过行业协会的指导和协调,改变盲目发展的情况。
  江苏,浙江,上海,以相对集中的3家企业可以考虑使用该合资企业,合作和收购的中部和西部地区迁移到找到一个更广泛的空间,生存和发展的企业。工业企业走强强联合之路的行业,培养了一些技术实力,与知名品牌和自主知识产权的大公司,企业集团。形成了自己的特色产品和特色服务。干燥机制造企业在中国的相对较低的创新能力,推出拥有自主知识产权的新技术,新产品,少数几家公司,这是干燥的重要原因发展缓慢。目前,有几十个高校,科研院所从事研究和开发的干燥技术,位于中国东部,西部,南部,大部分知识成果没有有效地转化为现实生产力。企业成为技术创新的主体应该是直接关系到这些大学和研究机构的各种形式的联合,因此,合理的资源分配和使用,有效地培育和发展创新能力的企业。
  展望未来的竞争力的干燥机行业的重点将集中在产品质量,技术,服务和价格。类型的设备在干燥,热空气将干大气加热设备,真空干燥机为基础的,其他设备,如远红外干燥,闪蒸干燥机微波干燥机和其他特殊领域的用户也将逐步扩大的数目应用。在食品,药品干燥,真空冷冻干燥机的大型标准设备的需求将会增加,相结合的功能(如制粒干燥,干燥-过滤器)设备的需求将增加,高自动化干燥机在一些应用将受到欢迎。此外,出现了干燥机将会有越来越多的重视质量,耐腐蚀材料的干燥机和使用性能可靠,将特别关注的用户。目前,干燥机行业开始进入较成熟的发展阶段,能够更好地满足各个领域用户的实际需求,价格的国外同类产品,只有1/3,这使干燥机在中国比在市场竞争中进口设备的价格具有明显的优势;另一方面,较大的干燥机,大多数还涉及现场安装,调试和售后服务工作,为国内用户,国产设备的进口设备选择更多的选择和更方便。在国际市场上,中国加入世贸组织,干燥机更有利于扩大出口。目前,中国的主要出口产品是真空干燥机干燥机,干燥机,振动,中小型粮食,农业,林业,食品和本地产品干燥机,年出口量超过100辆,主要出口地区东南亚国家和其他发展中国家,并敞开了大门欧洲和美洲市场。目前,中国的出口占了干燥机干燥机的比例总额的不到5%,专家预测,“十五”期间出口产品的干燥机在国内的总份额将超过10%。国际竞争,干燥机制造企业在中国的主要竞争对手是丹麦,瑞士,英国,德国,美国和日本。竞争对手相比,优势在中国干燥机很便宜,这主要是由于不足,控制自动化程度的产品,外观质量,功能集和组合的领域得到进一步改善。因此,国内干燥机生产企业应充分利用中国加入WTO的机遇,加强技术交流,同外国的国家学习和借鉴外国先进的干燥机,以加速提高中国的自动化程度和控制,外观的质量,功能集和组合,并缩小与国外的产品,来改善我们的产品在用户的信任,因此,干燥机在中国,不仅在国内市场,而且在国外市场可以进行。我国正越来越多的生产干燥机品种,扩大规模,水平和质量的产品迅速增加,越来越多的市场竞争力。特别是,中国政府支持出口的有关政策,生产干燥机为国内企业创造良好的外部条件,这表明,中国的发展前景良好的干燥机。
  干燥机常识:常见的预烘干机在我国有常见的喷雾干燥器,空气干燥机,流化床干燥机闪蒸干燥机,流化床干燥机,如喷雾造粒。闪蒸干燥机喷雾干燥喷雾干燥是干燥机中的一个最先进的设备。传统方法的三种雾化:旋转雾化,压力雾化及气流雾化。旋转雾化特性喷雾干燥能力的一个大(喷雾量可达二百吨/小时),将负责将容易控制,操作的灵活性,以及更广泛应用。压力雾化喷雾干燥的特点是粗颗粒可以创造,以便日后进行维修。由于喷嘴孔很小,很容易堵塞,必须严格过滤液体。喷嘴孔易磨损,耐磨损材料的使用。还有一个喷嘴压力的新结构,称为压力-流喷嘴。它的特点是喷嘴压力,周围环境的气隙喷嘴。雾化分为两个阶段:第一形成液膜压力喷嘴,电影是第二空气雾化,从而使更多的小水滴。的优势,这种类型的喷嘴:
  (1)调节压缩空气的压力,可以调节液滴直径,操作简单;
  (2)生产,高粘度的液体,它可以雾化液滴罚款;3如果您禁用压缩空气,原来的压力式喷嘴都可以使用。雾化气流的实验室和在中东的主要植物,它的电力消耗。头两个不能雾化喷嘴的液体,使用空中可雾化喷嘴。高粘度粘贴,粘贴和滤饼材料,可用于三流体喷嘴雾化。较干燥的空气流动干燥技术成熟,如果操作的数据可以直接设计。
  目前,有大量的干燥机制造商能够提供这种类型的设备。


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  3结语
  本文从流化床式沸腾干燥机的工作原理等入手,结合工艺操作参总结了生产过程中的一些问题,并简要提出了该类设备改进的建议,希望设备生产厂家今后能研发出更多的能满足制药生产过程工艺要求、性能参数指标先进、可操作性强、环保、节能及经济技术指标先进的制药干燥设备。

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