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旋轉閃蒸干燥機的干燥過程
旋轉閃蒸干燥機的干燥過程
      干燥機中的熱交換,主要以氣流和顆粒,筒壁與顆粒的兩種熱交換為主。干燥過程的實質是水分的擴散過程。是靠外擴散和內擴散來進行的。外擴散即顆粒表面水分以蒸汽的形式從表面擴散到周圍介質的過程。內擴散是水分在顆粒內部移動的過程。
      旋轉閃蒸干燥機采用高速熱氣流切線方向進入筒體,由于氣流在筒內的螺旋運動,一方面降低顆粒周圍的介質溫度,同時增加了介質流速和溫度,這就大大地提高了外擴散的速度。另一方面,高溫氣流高速沖擊位于筒體下部的顆?;蛐窳?,同時筒體內攪拌葉片的攪拌作用,使顆粒被破碎,粒度減小,內部毛細管的長度也因之減小,強化了內擴散的效果,降低內擴散的阻力。這些顆粒又大多在筒體下部高溫、高攪拌強度的循環中被反復破碎。消除物料結塊,也是促進內擴散的有力措施,強化了顆粒水分蒸發。
     顆粒和熱氣流的流動方式:在筒體下部既有對流也有并流,對粗料更是對流和并流反復換熱。對于細粒物料則是隨熱氣流同程并行,因而干燥過程可以瞬間完成。對于顆粒的干燥實際上是采用高溫低濕的熱空氣干燥。這些顆粒主要是由水分吸附、充填于顆??障堕g,采用高溫低濕的條件,整個顆粒的熱傳導緩慢,造成局部應力集中而干裂、破碎、分散、加速干燥過程。
     物料進入干燥機后,熱氣流首先將熱量傳給顆粒表面,引起表面水分的蒸發,物料顆粒內部水分不斷擴散到表面并向外界擴散,最后達到整個顆粒的干燥。若干燥過程中物料不發生化學反應,則物料含水率、溫度和干燥速率隨干燥時間的變化可分為以下幾個階段:
     1.升速干燥階段。顆粒置于溫度較高而相對濕度小于100%的傳熱介質中,在較短的時間內表面被加熱到干燥介質濕球溫度,水分蒸發速率提高很快,一定時間后顆粒吸收的熱量和蒸發水分耗去的熱量相等,達到平衡。此階段時間很短,排出水量不大,之后進入等速階段。
     2.等速干燥階段。在些階段中,顆粒表面蒸發的水分,由內部向顆粒表面源源不斷地補充,表面總是保持潤濕狀態,此時干燥速率保持不變,顆粒表面溫度保持不變。蒸發速率與顆粒表面和周圍介質水蒸氣濃度差及溫度差有關,差值愈大,干燥速度也愈大。另外,干燥速率還與顆粒表面的空氣速度有關,顆粒表面總有一層不易流動的空氣膜,空氣膜百度的減少有利于水分蒸發和熱交換。因而增大顆粒表面氣流的速度,使空氣膜減薄,可以提高干燥速率。干燥持續進行到一定時間,顆粒內部水分擴散速度開始小于表面蒸發速度,顆粒中的水分已不能全部濕潤表面以維持表面的蒸發,之后進入下一個干燥階段。
     3.降溫干燥階段。水分蒸發達到一定量以后,顆粒內部水分不足以全部潤濕表面,潮濕表面逐漸減少,干燥速率逐漸降低,此階段中蒸發速率和熱量消耗大為降低,顆粒表面溫度高于介質的濕球溫度并逐漸升高,與載體之間溫差減小,直到接近或相同。
     4.平衡階段。此時顆粒表面水分吸濕和蒸發達到平衡,干燥速率為零。
     顆粒中的水分為干燥最終水分,通常不應低于貯存時的平衡水分。旋轉閃蒸干燥機由于干燥后物料顆粒很小,在干燥機內停留的時間極短,通常為1-3s。因此,顆粒的干燥牌等速干燥階段,其表面的溫度就是干燥介質的濕球溫度。采用旋轉閃蒸干燥機,物料的粒度均勻,有利于保證產品質量。
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