物料的干燥动力学特性
很多物料在干燥的初始阶段,含水率下降较快,大部分水分蒸发。在此后较长的时间之内只能去除比较少的水分。在干燥的初始阶段:物料中的水分随着干燥时间的延长几乎呈现直线下降的趋势,当含水率达到某一值之后,干燥速率不再呈现直线下降趋势,而是沿着一个平滑的曲线变化。随着烘干时间的延长,最终达到临界的平衡水分值。
因此,第一个阶段我们成为恒速干燥阶段;第二段称为降速干燥阶段。在恒速干燥阶段,热空气提供的热量等于水分蒸发所需要的潜热,物料表面保持一定的温度。在降速干燥阶段,随着物料表面的含水率降低,物料内部的自由水分的补充率小于物料表面水分的蒸发率。此时,水分湿度的梯度由内向外,温度梯度由外向内,干燥速率降低。此时热空气提供的热量,一部分用于水分蒸发,一部分用于物料温度增加。在图3和图4中,AB段为初始过渡段,BC段为恒速干燥段,CD段为降速干燥段。在干燥的初始阶段,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。这是因为物料要先吸收热量升温,进行预先加热过程,预热过程吸收热量,导致干燥速率低于恒速段;如果初始温度很高,则预热段不存在,干燥速率可能高于恒速段。恒速段,干燥速率几乎保持不变,此时的干燥速率取决于外部的热质传递条件。降速段,需要不断提高热量用于水分蒸发和物料升温,持续的时间也比较长。
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一、热泵干燥技术的基本概念。热泵干燥技术是利用工作介质(氨氟利昂、水等)在蒸发器中减压蒸发,使蒸发器表面温度低于室内空气露点,这样当空气流经蒸发器时受到冷却而降低到露点以下,这时空气中多余的蒸汽就会在蒸发器表面冷凝而析出,冷凝水滴入接水盘后,由排水管流入盛水容器中。液态工作介质吸热气化后,经压缩机做功送入冷凝器,在高温高压下冷凝器放出大量的气化潜热。在蒸发器中冷却后的空气通过冷凝器时,吸热温度回升后,以干燥状态排出,与送入室内空气混合。从而降低了室内空气湿度,达到了干燥脱水的目的。
二、米粉,粉干生产现状及存在问题。目前米粉烘干,粉干烘干生产大都采用传统的干燥方法--自然晒干烘房回龙火道加热干燥方法,它存在着以下几方面的问题:
1、加热温度过高。传统工艺干燥技术,加热温度不易控制。一般加热温度都在75-90℃左右,而米粉干燥工艺要求干燥温度不得超过50℃。
2、干燥时间过长。
3、能源消耗量大。传统干燥工艺,热效率均较低,约为30%-60%,在干燥过程中,干燥蒸发水分的热量约占36%左右,废气损失约占58%左右,干物料带走热量及干燥器热损失分别占20%和20%,热效率仅为40%。
三、热泵干燥技术在米粉烘干,东阳粉干烘干生产中的优点。热泵干燥技术由于独具特性被广泛应用到计算机房、仓库、档案馆、图书馆等各行业,应用到米粉烘干生产时其优点表现为:
1、加热温度低。热泵干燥技术生产工艺可比传统干燥工艺降低38-52℃左右,热泵干燥工艺的加热温度约为37℃左右。
2、干燥时间短。热泵干燥米粉生产工艺,所需用的时间5h~10h,一般从预热到出产品4h即可完成。
3、品质好。用热泵干燥工艺生产的米粉,产品色泽较好,内在品质稳定。
4、能源消耗低。由于此工艺利用空气循环,加热温度低,干燥时间短,容量大。所以热泵干燥工艺耗能较少,是一种很好的节能产品。
四、热泵干燥与传统干燥工艺经济技术指标分析。测试结果表明,热泵干燥技术工艺的各项经济技术指标均大幅度优于传统干燥工艺,主要体现在节能、优质、高效等方面。