物料干燥知识

1、物料干燥知识物料干燥知识一、干燥：T燥就就是从各种物料中去除湿分的过程。备种物料可以就是固休、液体.气体，固体又可分为大块料. 纤维料.颗粒料等等，而湿分一般就是物料中的水分也可以就是其它溶剂。二、物料与水分的结合方式：根据物料中所含水分去除的难易程度分为下列两种：1. 非结合水分：非结合水分包括存在于物料表面的润湿水、孔隙水等物料与水分直接接個时，被物料吸收的水分。由 于与物料的结合强度小,故易于去除。2. 结合水分：包括物料细胞或纤维管壁及毛细管中所含的水分。这种水分可细分为化学结合水、物理化学结合水与 机械结合水。A, 化学结合水主耍包括结晶水，结合强度大，故难以去除，脱去结晶水的过程不

2、属于干燥过程cB, 物理化学结合水包扌舌吸附、港透与结构的水分，吸附水与物料的结合最强，水分既可被物料的外表血 吸附也可吸附于物料的内部表面，在吸附水分结合时有热址放出，脫去时则需要吸收热虽;渗透水水与物料 的结合就是由于物料组织壁的内外溶解物的浓度有差界而产生的渗透压所造成,结合强度相对弱小;结构水 分存在于物料组织内部，在胶体形成时将水结合在内匕类水分的离解可由蒸发、外压或组织的破坏。C机械结合水分包括有毛细管水分等，毛细管水分存在于纤维或微小颗粒成团的湿物料中，它与物料的 结合强度较弱含结合水分的物料称为吸水物料，如:木材、粮食.皮革.纤维及其织物、纸张、合成树脂 颗粒等。仅含有非结合水

3、分的物料，称为非吸水性物料，如铸造用型砂、各种结晶颗粒等。就丁燥的难易來说，非 吸水性物料要比吸水性物料容易T燥得藝。物料的结晶水为化学结合水，干燥过程一般就是不能去除结晶水 的。不同结构的水分的结合能大约为1003000J/mol。物料与水分的不同结合形式，使排除水分耗费的能 量不同，这就说明干燥所需要的热能也不一样。根据物料在一定的丁悚条件下,其水分能否用干燥方法除处可分为平衡水分与自由水分在生活中，常会 遇到一些物料在湿度较大的空气中”返潮”的现象，而这些返潮的物料在干空气中又会回复其”干燥”状态。不 管返潮”或，燥”过程，进行到一定限度后，物料中的含水虽必将趋于一定值，此值即称为在此空

4、气状态下的 平衡水分。物料中所含的大干平衡水分的那-部水分以在干燥过程中从湿物料中去除称之自由水分。三、干燥方法(1) 机械脱水法机械脱水法就就是通过对物料加压的方式，将其中一部分水分挤岀。常用的有压檸、沉降、过滤、离心 分离等方法。机械脱水法只能除去物料中部分自由水分，结合水分仍残留在物料中，伙I此，物料经机械脱水后 物料含水率仍然很高，一般为4060%。但机械脱水法就是一种最经济的方法。(2) 加热干燥法也就就是我们常说的干燥，它利川热能加热物料，气化物料中的水分。除去物料中的水分需耍消耗一定的 热能。通常就是利用空气來悚物料,空气倾先被加热送入T燥辭，将热虽传递给物料，气化物料中的水分，

5、形 成水蒸汽，并随空气带出干燥幣。物料经过加热下燥，能够除去物料中的结合水分，达到产品或原料所要求的 含水率。(3) 化学除湿法就是利用吸湿剂除去气休、液体.固体物料中的少虽水分，由于吸湿剂的除湿能力有限，仅用于除去物料 中的微址水分。因此生产中应用很少。在实际生产过程中，对于高湿物料一般均尽可能先用机械脱水法去除大虽的自由水分，之后再采収其它 干燥方式进行干燥。三、湿物料的千燥过程1. 湿物料的干燥过程干燥的条件为干燥介质(通常为热空气)的流动速度、湿度与温度。、”I热空气从湿物料表面稳定地流过时，由于空气的溫度商，物料的温度低，因此空气与物料之间存在着传 热推动力，空气以对流的方式把热呆传

6、递给物料，物料接受r这项热虽，用來气化其中的水分,并不断地被气 流带走，而物料的湿含址不断下降。十物料的湿含址下降到平衡水分时干燥过程结束。物料燥过程中,存在肴传热与传质两个相互的过程，所谓传热就就是热空气将热虽传递给物料,用于气 化其中的水分并加热物料,传质就就是物料中的水分蒸发并迁移到热空气中，使物料水分逐渐降低,得到干 燥。2、T燥过程的持点在干燥过程中，由于物料总就是具有一定的几何尺寸大小，即使就是很细的粉料，从微观也可瞧成就是有 一定尺寸的颗粒，实际上上述传热传质过程在热气流与物料颗粒之间与物料颗粒内部的机理就是不相同的， 在干燥理论上就将传热传质过程分为热气流与物料表浙的传热传质过

7、程与物料内部的传热传质过程。由于 这两种过程的不同而影响了物料的T燥过程，两者在不同干燥阶段起着不同的主导与约束作用，这就导致了 一般湿物料干燥时前一阶段总就是以较快且稳定的速度进行,而后一阶段则就是以越來越慢的速度进行，所 以我们就将干燥过程分为等速干燥阶段与降速干燥阶段。(1) 等速干燥阶段在等速干燥段内，物料内部水分扩散至表面的速度可以使物料表面保持看充分的湿润川卩表而的湿含虽 大于干燥介质的锻大吸湿能力，所以T燥速度取决干表啲气化速度。换句话说,等速段就是受气化控制的阶 段。由于T燥条件(气流溫度、湿度、速度)基木保持不变，所以干燥脱水速度也基本一致，故称为等速干燥阶 段，此一阶段热气

8、流与物料表面之间的传热传质过程起着主导作用。因此，提岛气流速度与温度，降低空气湿 度就都有利于提高等速阶段的干燥速度。等速阶段物料吸收的热疑几乎全部都川于蒸发水分幽料很少升温， 故热效率很高。可以说等速段内的脫水就是较容易的,所去除的水分，纯屈非结合水分。(2) 降速干燥阶段随着物料的水分含址不断降低，物料内部水分的迁移速度小于物料表面的气化速度厂燥过程受物料内 部传热传质作用的制约，干燥的速度越來越慢，此阶段称为降速下燥阶段，有以下几个特点：降速段的T煤速率与物料的湿含虽有关，湿含量越低，于燥速率越小。这就是与等速段不同的第一个特点;降速段的T燥速率与物料的序度或直径很有关系，厚度越厚，丁燥

9、速率越小。这就是第二个特点；X降速阶段开始以后川I于T燥速率逐渐减小,空气传给物料的热虽，除作为气化水分用之外，尚有一部 分将使物料的温度升商，直至最后接近于空气的温度。这就是第三个特点；降速段的水分在物料内部进行气化，然后以蒸汽的形态扩散至表血，所以降速阶段的T燥速率完全取决 于水分与蒸汽在物料内部的扩散速度。因此也把降速段称作内部扩散控制阶段。这就是第四个特点在降速阶段，提商干燥速度的关键不再就是改善干燥介质的条件，而就是提髙物料内部湿份扩散速度的 问題。提高物料的温度，减小物料的厚度都就是很有效的办法。这就是第五个特点相对等速T悚阶段，降速段的T悚脱水耍困难得笋，能耗也耍高得多。所以为了

10、提商T悚速度，降低能耗/呆证产品品质，在生产丄艺允许的情况下，应尽可能采取打散.破碎. 切短等方法减小物料的几何尺九以有利于燥过程的进行四、干燥设备选型曲需要确定的条件1. 物料性能及T悚持性(1) 物料的形态大至成型的木材、陶瓷制品以及片状.纤维状、颗粒状.细粉状直至膏糊状与液体物料，都就是匸业上 需要干燥的物料。故选择干燥机应首先依据物料的形态。(2) 物料的各种物理持性包括密度、堆密度.粒径分布.热容以及物料的粘附性能等。粘附性能的高低，对进出料与某些形式的T悚 机的工作有很大的影响，粘附严重时干燥过程无法进行。(3) 物料在干燥过程中的持性包括受热的热敬性，有些物料在受热后会变色与分解

11、变质。另外,燥过程中物料的收缩将使成型制品开裂或 变形，从而使产品品质降低甚至报废。(4) 物料与水分结合的状态它决定JT煉的难易程度、能虽消耗水平与在丁燥机内所需停留时间的长短范与选型有很大的关系。例如, 对难T燥的物料主婆就是给予较长的停留时间，而不就是强化干燥的外部条件2. 对干燥产品的要求(1) 对干燥产品形态的要求在某些情况下这一点显得特别重要c如在食品T燥中，对产品几何形状的要求就是能否使产品含水率达到干 燥要求的关键。再如象洗衣粉、染料等为利于速溶并避免粉尘飞扬，选择干燥机时必须应用喷雾适粒装豐。(2) 对干燥均匀性的嬰求(3) 对产品的卫生的要求(4) 对产品的一些特殊要求如对

12、咖啡、香菇、蔬菜等物料的干惊要求产品能保持其特有的香味，故不能采用岛风温的快速干燥。3. 湿物料含水虽的波动情况及干燥前的脫水进入干燥机的物料含水率应尽可能避免较大的波动,若含水虽变大，将使干燥机产址下降或T燥产品达 不到含水率要求,若含水率变小侧出口排气温度上升，产品过度干燥环的会使燥机热效率下降，有时还会 使产品温度上升，从而彫响产品质虽。对于祐湿物料(含水率60%以上)，在T燥前应尽可能应用机械脱水(斥滤.离心脱水等)给予预脱水。机械脱 水的设备费用虽较商，但其操作费用之低廉就是热风干悚无法相比的。五、干燥机选用需注意的问题T燥机选择一般会涉及这样几个问題：lx物料形态T燥设备选型主要就

13、是根据被干燥物料的形态來确定,物料形态不仅决定其T燥方式，同时对T燥机的 T悚效率、干燥质量、干燥均匀性及进.出料装宜等都有很大的影响，所以如匸艺允许,对被干燥的物料应尽 可能采取粉碎、筛分.切短等预处理。闵此干燥设备不仅仅就是一个选型的问题，还应该制定科学的干燥匸 艺，才能达到满意的效果。2、影响干燥机生产能力的丙素由于同种T慷方法八喙脱水一公斤所消耗的热能基木致，而干燥机所配套热源(热风炉、蒸汽散热器等) 容虽也就是一定的，因此T燥机的主要技术指标一 T燥能力往往以每小时的脫水址(或最大脱水虽)为依据。 此扌斤标就是在一定条件下测定的，如湿物料种类、初始含水率、最终含水率.热风温度.环境温

14、湿度等。其 中只要有一个条件发生变化，对干燥机生产能力就都有影响，有时影响还较大。下血分别说明。(1)湿物料种类湿物料种类这里就是扌斤物料与水分的结合形式。湿物料可以分为毛细管女孔物料，水分主要靠毛细管 力而结合在物料中，如砂子.二氧化硅.活性炭、素烧陶瓷等，水分与物料的结合强度较小，T燥较容易;胶 体物料，水分与物料的渗透结合形式占主导地位，如胶.面粉团等，这种物料一般表现粘度大，水分与物料的结 合强度较大,干燥较困难;毛细管女孔胶体物料，则具有以上两类物质的性质，如泥煤、粘上、木材、织物. 谷物.皮革等这类物料种类最多，但此类物料之间的水分结合形式也有差别，决定了在同等条件下脱水的难易 也

15、不相同。物料的形态对T燥也有很大的影响，如颗粒物料，颗粒大比颗粒小难干燥，而大块料鼎度小比好 度大容易干燥。(2) 湿物料含水率含水率(湿含址)就是水分在湿物料总重中所占的百分率。Wx1 0 0 Wx 1 0 0m = = (%)G G o +W式中:W水分垂虽；G-湿物料重虽；GO-绝干物料ago初始含水率就是指进入T悚机之前湿物料的含水量，通常就是湿物料只要能在干燥机内匸作，初始含水 率越商，干燥机所表现出來的脱水能力就发挥得越充分反过來说，初始含水率越畐;最终含水率一定时，干悚 机越能达到最大脫水能力，但出干料址反而下降。例如:某台T燥机设计脱水能力为1 ookg/h/i初始含水率为40

16、%左右时料产址为200kg/h。假定干燥脫 水能力保持100kg/h与T料含水率12%不变，根据:T燥前湿物料中绝T物质重址=T燥后干物料中绝T物 质重虽，可计算出不同湿物料含水率情况下的相应干燥产虽，列表如下：干煤脱水能力初始含水率干料含水率湿物料产虽干料产址100 kg(水)/h35%t 12%3826 kg/h2826 kg/h I40%3143 kg/h2143 kg/h45%2667 kg/hl66.7 kg/h50%2316kg/hl316 kg/h55%2047 kg/hl04.7 kg/h60 % 183.3 kg/h83.3 kg/h说明:上表为某T燥机燥脱水能力为100 k

17、g/h时，在不同初始含水率情况下的干料产量从上表可以瞧 出，湿料含水率増加,T燥机T燥能力(脱水能力)保持不变时，实际生产干料产虽会相应下降很衣,这就是T燥 机选型与使用时应特别注总:的。(3) 昴终含水率一般T燥后段均处于降速干燥阶段,要求最终含水率越低，燥难度就越大，所需T燥时间越长、热效率 也越低，因此也影响产虽。(4) 热风温度热风温度或称T燥介质溫度，就是T燥中最墩感的一个条件热风溫度越禺，则所含热能越多，同时热风 的相对湿度也越低，吸收水分、携带水分的能力也越强，非常有利于干燥，而且干燥热效率也很拓在许多干 燥设备中其它条件不变,T燥机的脱水能力基木与热风溫度的变化成正比。在选择干

18、悚设备时，一定要对 破坏物料的极限温度有充分的数据，在物料允许的情况下，尽呆选择商温介质。特别应注总:的就是，许女种干 燥方法，特别就是快速干燥八:燥后的物料温度大大低于干燥介质温度，例如气流T燥机热风温度虽然禹达 250C以上,而出料温度一般均在60C以下。(5) 环境温湿度这里主要就是指夭气的变化对干燥的影响，一般T燥机都就是以大气加热作T燥介质的，大气的温度越 亦湿度越低，就越有利于干燥，而南方春复耗天雨潮湿,空气湿度很大，就不利于干燥机能力的发挥膨响产我国幅员辽I渝南北方空气湿度相差很大c在南方某些地方，冬季的湿度仅为0.008 kg水/kg绝T空气， 而到春更託其大气湿度却岛达0.0

19、25 kg水/kg绝空气，就是前者的三倍銳因此在较低排气温度(下操作的热风T燥准春复季时大气湿度增舷其干燥速率必然下降,而所需的时间将上升。由于大气 湿度的増仏物料的平衡水含虽亦必然上升，这些I対素均将使T燥产虽下降，在某些情况下会使产址下降50% 以上。3、热源的选择作为T燥设备配套的热源设备很欽通常就是按消耗的燃料來分类有燃煤、燃油.燃气、电力等，按换 热情况又可分为干燥介质直接加热与间接加热。啓如锅炉加热水形成水蒸汽，水蒸汽再通过散热器加热干 燥介质，这就就是两次间接加热，这种方式总的热效率很低，仅40%左右,在某些匸厂生产中有女处用热点，为 便于集中供热与管理，采用较多。燃煤热风炉有何

20、接加热的与直接用燃烧烟气作T燥介质的(直火炉)，间接加热的热空气清洁干净，热效 帑6070%。而直接加热的因受烟尘的污染而影响产品质轨但热能利用很充分，热效率很覘对干燥时物料 中混入少虽:烟尘而无影响时何优先采用。汕燃烧器目前也使用越來越具有操作简便.升温迅速、温度稳 定.控制方便的优点，且使用成木较低。热源选择合理与否影响很大，涉及到设备的投资费用.热风温度、物料的干燥质虽、干燥成木、环境保 护、人员劳动强度、自动控制水平等。4、关于干燥设备的保温T悚设备的保溫投入的费用不鶴但干燥机的热效率-般可以提W 10-30%,所以应引起足够的重视。 排出枷料的回收所有的干燥设备都有排湿口，特别就是采用热风T燥方式，排湿口或女或少总会夹带一些超细粉末物料c 对一些价值较商或排放量有限制的物质，物料的回收显得格外