物料的干燥動力學特性
很多物料在干燥的初始階段,含水率下降較快,大部分水分蒸發。在此后較長的時間之內只能去除比較少的水分。在干燥的初始階段:物料中的水分隨著干燥時間的延長幾乎呈現直線下降的趨勢,當含水率達到某一值之后,干燥速率不再呈現直線下降趨勢,而是沿著一個平滑的曲線變化。隨著烘干時間的延長,最終達到臨界的平衡水分值。
因此,第一個階段我們成為恒速干燥階段;第二段稱為降速干燥階段。在恒速干燥階段,熱空氣提供的熱量等于水分蒸發所需要的潛熱,物料表面保持一定的溫度。在降速干燥階段,隨著物料表面的含水率降低,物料內部的自由水分的補充率小于物料表面水分的蒸發率。此時,水分濕度的梯度由內向外,溫度梯度由外向內,干燥速率降低。此時熱空氣提供的熱量,一部分用于水分蒸發,一部分用于物料溫度增加。在圖3和圖4中,AB段為初始過渡段,BC段為恒速干燥段,CD段為降速干燥段。在干燥的初始階段,干燥速率可能高于(如A’B’段)或者低于(如AB段)恒速段的干燥速度。這是因為物料要先吸收熱量升溫,進行預先加熱過程,預熱過程吸收熱量,導致干燥速率低于恒速段;如果初始溫度很高,則預熱段不存在,干燥速率可能高于恒速段。恒速段,干燥速率幾乎保持不變,此時的干燥速率取決于外部的熱質傳遞條件。降速段,需要不斷提高熱量用于水分蒸發和物料升溫,持續的時間也比較長。
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一、熱泵干燥技術的基本概念。熱泵干燥技術是利用工作介質(氨氟利昂、水等)在蒸發器中減壓蒸發,使蒸發器表面溫度低于室內空氣露點,這樣當空氣流經蒸發器時受到冷卻而降低到露點以下,這時空氣中多余的蒸汽就會在蒸發器表面冷凝而析出,冷凝水滴入接水盤后,由排水管流入盛水容器中。液態工作介質吸熱氣化后,經壓縮機做功送入冷凝器,在高溫高壓下冷凝器放出大量的氣化潛熱。在蒸發器中冷卻后的空氣通過冷凝器時,吸熱溫度回升后,以干燥狀態排出,與送入室內空氣混合。從而降低了室內空氣濕度,達到了干燥脫水的目的。
二、米粉,粉干生產現狀及存在問題。目前米粉烘干,粉干烘干生產大都采用傳統的干燥方法--自然曬干烘房回龍火道加熱干燥方法,它存在著以下幾方面的問題:
1、加熱溫度過高。傳統工藝干燥技術,加熱溫度不易控制。一般加熱溫度都在75-90℃左右,而米粉干燥工藝要求干燥溫度不得超過50℃。
2、干燥時間過長。
3、能源消耗量大。傳統干燥工藝,熱效率均較低,約為30%-60%,在干燥過程中,干燥蒸發水分的熱量約占36%左右,廢氣損失約占58%左右,干物料帶走熱量及干燥器熱損失分別占20%和20%,熱效率僅為40%。
三、熱泵干燥技術在米粉烘干,東陽粉干烘干生產中的優點。熱泵干燥技術由于獨具特性被廣泛應用到計算機房、倉庫、檔案館、圖書館等各行業,應用到米粉烘干生產時其優點表現為:
1、加熱溫度低。熱泵干燥技術生產工藝可比傳統干燥工藝降低38-52℃左右,熱泵干燥工藝的加熱溫度約為37℃左右。
2、干燥時間短。熱泵干燥米粉生產工藝,所需用的時間5h~10h,一般從預熱到出產品4h即可完成。
3、品質好。用熱泵干燥工藝生產的米粉,產品色澤較好,內在品質穩定。
4、能源消耗低。由于此工藝利用空氣循環,加熱溫度低,干燥時間短,容量大。所以熱泵干燥工藝耗能較少,是一種很好的節能產品。
四、熱泵干燥與傳統干燥工藝經濟技術指標分析。測試結果表明,熱泵干燥技術工藝的各項經濟技術指標均大幅度優于傳統干燥工藝,主要體現在節能、優質、高效等方面。