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  • 旋转闪蒸干燥机的干燥过程

日期 : 2018-4-16 14:37:20 | 浏览 :

 干燥机中的热交换,主要以气流和颗粒,筒壁与颗粒的两种热交换为主。干燥过程的实质是水分的扩散过程。是靠外扩散和内扩散来进行的。外扩散即颗粒表面水分以蒸汽的形式从表面扩散到周围介质的过程。内扩散是水分在颗粒内部移动的过程。

 
旋转闪蒸干燥机采用高速热气流切线方向进入筒体,由于气流在筒内的螺旋运动,一方面降低颗粒周围的介质温度,同时增加了介质流速和温度,这就大大地提高了外扩散的速度。另一方面,高温气流高速冲击于筒体下部的颗粒或湿料,同时筒体内搅拌叶片的搅拌作用,使颗粒被破碎、粒度减小、内部毛细管的长度也因之减小,强化了内扩散的效果,降低内扩散的阻力。这些颗粒又大多在筒体下部高温、高搅拌强度的循环中被反复破碎。消除物料结块,也是促进内扩散的有力措施,强化了颗粒水分的蒸发。
 
颗粒和热气流的流动方式:在筒体下部既有对流也有并流,对粗粒更是对流和并流反复换热。对于细粒物料则是随热气流同程并行,因而干燥过程可以瞬间完成。对于颗粒的干燥实际上是采用高温低温的热空气干燥。这些颗粒主要是由水分子吸附、填充于颗粒空隙之间,采用高温低湿的条件,整个颗粒的热传导缓慢,造成局部应用集中而干裂、破碎、分散、加速干燥过程。
 
物料进入干燥机后,热气流首先将热量传给颗粒表面,引起表面水分的蒸发,物料颗粒内部水分不断扩散到表面并向外界扩散,最后达到整个颗粒的干燥。若干燥过程中物料不发生化学反应,则物料含水率、温度和干燥速率随时间的变化可以分为以下几个阶段:
 
1)升速干燥阶段。颗粒置于温度小于100%的传热介质中,在较短的时间内表面被加热到干燥介质湿球温度,水分蒸发速率提高很快,一定时间后颗粒吸收的热量和蒸发水分耗去的热量相等,达到平衡。此阶段时间很短,派出水量不大,之后进入等速阶段。
 
2)等速干燥阶段。在此阶段中,颗粒表面蒸发的水分,由内部向颗粒表面源源不断地补充表面总是保持润湿状态,此时干燥速率保持不变,颗粒表面温度保持不变。蒸发速率(干燥速率)与颗粒表面的空气速度有关。颗粒表面总有一层不易流动的空气膜,空气膜厚度的减小有利于水分蒸发和热交换。因而,增大颗粒表面气流的速度,使空气膜减薄,可以提高干燥速率。干燥持续进行到一定时间,颗粒内部水分扩散速度开始小于表面蒸发速度,颗粒中的水分已不能全部湿润表面以维持表面的蒸发,之后进入下一个干燥阶段。
 
3)降速干燥阶段。水分蒸发达到一定量以后,颗粒内部水分不足以全部润湿表面,潮湿表面逐渐减少,干燥速率逐渐降低,此阶段中蒸发速率和热量消耗大为降低,颗粒表面温度高于介质的湿球温度并逐渐升高,与载热体之间温差减小,直接接近或相同。
 
4)平衡阶段。此时颗粒表面水分吸湿和蒸发达到平衡,干燥速率为零。
 
颗粒中的水分为干燥最终水分,通常不应低于贮存时的平衡水分。旋转闪蒸干燥机由于干燥后物料颗粒很小,在干燥机内停留的时间极短,通常为1~3s。因此,颗粒的干燥处于等速干燥阶段,其表面的温度就是干燥介质的湿球温度。采用旋转闪蒸干燥机,物料的粒度均匀,有利于保证产品质量。 
 
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