低溫連續式干燥機的設備種類(lèi)和發(fā)展趨勢
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2019-03-03
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關(guān)鍵詞：低溫干燥機,真空干燥設備,真空帶式干燥機,真空盤(pán)式干燥機,真空槳葉干燥機,真空圓盤(pán)干燥機
低溫真空干燥機在低壓下干燥時(shí)氧含量低，能防止被干燥物料氧化變質(zhì)，可干燥易燃易爆的危險品；可在低溫下使物料中的水分汽化，易于干燥熱敏性物料，能回收被干燥物料中的貴重和有用的成分，能防止被干燥物料中有毒有害物質(zhì)的排放，可成為環(huán)保類(lèi)型的“綠色”干燥。
到目前為止，間歇式干燥設備在低溫干燥設備中仍然占有著(zhù)很大的比重，它們工作方式不連續，完成一個(gè)輪回后需要停頓，再次進(jìn)行加料、卸料等過(guò)程，因而產(chǎn)量低、運行成本較高，對真空干燥行業(yè)的長(cháng)期發(fā)展及干燥設備的應用與推廣不利。在市場(chǎng)競爭越來(lái)越激烈，寸時(shí)寸金，經(jīng)濟全球化的現代化社會(huì )，各種產(chǎn)品的生產(chǎn)規模不斷擴大，因而順應時(shí)代潮流，研究改進(jìn)連續式真空干燥設備及其配套裝置，提高生產(chǎn)效率，增大生產(chǎn)量勢在必行。近幾年，研究真空干燥機具有代表性的公司有：丹麥尼魯公司、美國STERIS(史特雷斯)集團、德國SRK公司、日本大川原株式會(huì )社等。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，低溫真空干燥設備出現了各種各樣的結構形式，常用的結構形式主要有箱式、圓盤(pán)式、耙式、雙錐式、滾筒式和帶式等。按照物料是否為以連續不斷的方式進(jìn)出設備可將普通的真空干燥裝置分為間歇式和連續式。間歇式真空干燥設備的典型代表為箱式干燥器，而連續式干燥設備有真空帶式干燥設備、真空盤(pán)式干燥機、真空槳葉干燥機、真空圓盤(pán)干燥機等。
(1) 低溫真空帶式干燥機
真空帶式連續干燥設備主要適用于濃度高、粘性大的漿狀物料的干燥，如浸膏、番茄汁、牛奶、速溶茶等，同時(shí)也可以在物料中加入酒石酸氫鉀之類(lèi)的膨松劑或者在高壓下沖入氮氣，利用分解產(chǎn)生的氣體使得物料體積膨脹，疏松，從而制取膨化食品。物料由定量泵或專(zhuān)用的真空進(jìn)料裝置連續送入干燥機筒體，在進(jìn)料分布機構的作用下物料均勻且稀薄地涂布在傳送帶上，傳送帶沿逆時(shí)針運動(dòng)，將物料連續不斷地運往出料端。在傳送帶運行時(shí)上面的物料不斷受熱，水分蒸發(fā)之后得到干物料，由于在傳送帶上物料之間不發(fā)生相對位移運動(dòng)，為使物料干燥均勻且恰到好處，物料層的厚度及均勻度極為關(guān)鍵。干制后的物料在傳送帶尾端由剝離機構對物料進(jìn)行剝離，物料進(jìn)入卸料機構，物料積累到一定量后將密封閥門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)出口閥門(mén)，將物料一次性卸完，這樣保證了干燥設備在出料時(shí)保持密封。
(2) 低溫真空盤(pán)式干燥機
真空盤(pán)式干燥機的主體部分是圓盤(pán)加熱器，加熱圓盤(pán)有兩種大小不同的規格，他們交替排列。即最頂層是分布小規格的加熱圓盤(pán)，下一層便分布大規格的加熱圓盤(pán)，再下一層又是小規格的加熱圓盤(pán)，大小規格的加熱圓盤(pán)相間著(zhù)從上而下分布，在主軸上安裝有推動(dòng)物料運動(dòng)的耙葉結構介于各加熱圓盤(pán)之間。加熱圓盤(pán)內可通入加熱介質(zhì)，通過(guò)熱傳遞對接觸加熱圓盤(pán)表面的物料進(jìn)行加熱干燥。小加熱圓盤(pán)內圈和大加熱圓盤(pán)的外圈都有阻攔圈，使物料不能從小加熱圓盤(pán)的內側和大加熱圓盤(pán)的外側落下而跑出加熱范圍，浪費物料。需被干燥的物料進(jìn)入設備后，首先從最頂層開(kāi)始不斷下落，在耙葉結構的推動(dòng)作用下，推移翻滾，不斷被推至小加熱圓盤(pán)邊緣，直至掉落到大加熱圓盤(pán)上，同理，大加熱圓盤(pán)上的物料在耙葉結構的作用下從大加熱圓盤(pán)的內側落入小加熱圓盤(pán)，如此周而復始，物料邊運動(dòng)邊被加熱干燥，到底部時(shí)物料已被干燥完畢。
(3) 真空槳葉干燥機
槳葉干燥機以真空耙式干燥機為原型，將耙葉改為槳葉，槳葉為空心結構，參與干燥傳熱，傳熱效率很高。因為干燥機的槳葉呈現空心結構，故又可稱(chēng)為空心槳葉干燥機。需被干燥的物料由絞龍連續定量地送至進(jìn)料口，物料進(jìn)入機身后，填充于筒體與主軸及槳葉之間，槳葉隨著(zhù)主軸轉動(dòng)，使物料隨之提升、攪拌、翻轉，不斷更新加熱介面，與機身和槳葉接觸后被充分加熱，水分受熱升溫蒸發(fā)，產(chǎn)生的水蒸氣，由與排氣口連接的抽風(fēng)機抽出，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器回收水蒸汽中混有的少量粉狀物料。
(4) 低溫真空圓盤(pán)干燥機
為了高效節能烘干處理魚(yú)粉等含水量較高，黏性大，呈現粘結、塊狀的物料，百得干燥比較前面幾種形式的真空干燥機的特點(diǎn)及適用范圍，分析不同干燥機中適用于這類(lèi)物料干燥的部分結構，揚長(cháng)避短，研究設計了一種新型的真空圓盤(pán)干燥機。設備采用臥式，雖然增加了占地面積，但是方便安裝和觀(guān)察。其主要由主軸結合件、筒體、保溫層、清理門(mén)、觀(guān)察窗、推倒炒料裝置、進(jìn)出料口、引風(fēng)方箱、底座機架、操作平臺等組成。干燥機筒體由鞍式支座進(jìn)行支撐，濕物料由絞龍連續地從進(jìn)料口輸送進(jìn)入干燥機，在主軸結合件上盤(pán)管及各種料板的作用下不斷翻轉，來(lái)回運動(dòng)，并在主軸內蒸汽的加熱作用下，物料溫度升高，所含的水分蒸發(fā)。各種料板的不斷攪拌，使物料在干燥機內不斷更新加熱介面，與機身和加熱盤(pán)管接觸后被充分均勻地加熱，干燥產(chǎn)生的大量水蒸氣在真空泵的作用下經(jīng)引風(fēng)管道入列管式冷凝器中，與列管式冷凝器的熱交換管內的冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，大量的廢氣釋放熱量后轉化為廢氣冷凝水，由冷凝水泵抽至機外，進(jìn)入污水池集中處理。
連續式低溫干燥設備在干燥時(shí)具有較多優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景良好，但是設備生產(chǎn)時(shí)還存在有一些問(wèn)題，主要問(wèn)題有：
(1) 泄露問(wèn)題。真空干燥必須保證干燥室內達到一定的真空度，而真空設備的密封不良導致氣體泄露不僅會(huì )大大降低真空度，導致傳熱系數降低，完成不了既定的生產(chǎn)任務(wù)，而且會(huì )導致外界氣體混入，增大氣體處理量，增大真空泵的工作，增大能耗。因此確保真空設備的密封性，減少氣體的泄露至關(guān)重要。
(2) 在物料的干燥過(guò)程中，物料中水分的存在形式會(huì )呈現不同的階段，在每個(gè)階段的干燥特性不同，對熱量的吸收量也不同，若在不同的階段采用不同的加熱方式或控制供熱量，既可以提高工作效率，而且可以節約能源。而目前國內的真空干燥加熱方式都是比較單一的，一般都只采用一種加熱方式，物料從進(jìn)料口傳送至出料口的過(guò)程中接收的熱量一直不變，可能導致受熱不均，或在出口處溫度過(guò)高而使物料焦化。
(3) 雖然真空干燥技術(shù)已發(fā)展多時(shí)，但國內的真空干燥設備仍以間歇式的為主導，連續式的真空干燥設備還存在很多有待改進(jìn)的地方，還有很大的發(fā)展空間。連續式真空干燥設備與間歇式的干燥設備相比較，可實(shí)現連續進(jìn)出料，不必在完成一輪工作后停止設備，然后重新進(jìn)料開(kāi)始新一輪的干燥工藝，因此輔助時(shí)間少，可以節省時(shí)間，節約成本，并且提高產(chǎn)量，擴大生產(chǎn)規模。
連續式低溫干燥機的發(fā)展趨勢
(1) 創(chuàng )新是發(fā)展真空干燥設備的根本出路
目前真空干燥設備發(fā)展較慢，有一個(gè)重要的原因是互相仿制，在同一技術(shù)水平上徘徊，缺乏創(chuàng )新。仿制的能力強，速度快，創(chuàng )新的觀(guān)念差，投入少。把競爭的精力放在了搶市場(chǎng)、拉關(guān)系、價(jià)格戰方面。好一點(diǎn)的做法是在質(zhì)量和售后服務(wù)上下了一些功夫。但這些都不是發(fā)展真空干燥設備的好方法，必須投入人力、物力、財力去創(chuàng )新。
(2) 節能是發(fā)展真空干燥設備的關(guān)鍵
能源緊缺已經(jīng)受到了全世界的關(guān)注。傳統觀(guān)點(diǎn)認為真空干燥設備能耗高，原因是它需要加真空泵。但是沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)對同一種物料干燥到同樣濕含量時(shí)，真正的能耗對比。實(shí)際上，真空干燥是在封閉空間的低溫干燥，能源浪費相對較少。盡管如此，真空干燥設備的節能仍然是發(fā)展的關(guān)鍵。與其它類(lèi)型干燥設備相比，真空干燥設備的節能重點(diǎn)應放在合理設計、選擇和使用真空系統方面。
能抽水蒸汽的真空系統并不很多，目前主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是能直接抽水蒸汽的泵，主要有水噴射泵、水蒸氣噴射泵、水環(huán)泵和濕式羅茨泵；另一類(lèi)是用冷凝的辦法捕水。這兩種辦法耗能都比較高，前一類(lèi)節能的方向應該是提高泵的抽氣效率;后一類(lèi)節能的方向是設計氣固相變換熱器的結構和提高熱效率。
(3) 采用連續式真空干燥設備有利于提高產(chǎn)品產(chǎn)量和節約能源
連續式真空干燥設備與周期式真空干燥設備相比，輔助時(shí)間少，可節省時(shí)間并提高產(chǎn)量。同時(shí)不必像周期式真空干燥設備那樣，每生產(chǎn)一個(gè)循環(huán)，設備溫度高低變化一次，致使部分能量浪費在設備構件的反復加熱上，因此節約了能源。
(4) 真空干燥設備與其他干燥方法組合是應該提倡的生產(chǎn)方式
真空干燥與其他干燥方法相結合能提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本。例如，蔬菜、水產(chǎn)品和水果等產(chǎn)品，采用真空干燥可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。如果在清洗漂燙之后先經(jīng)離心脫水，再經(jīng)冷風(fēng)干燥除去表面水，然后送入真空干燥設備，就能顯著(zhù)地提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
