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你知道干燥技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展嗎
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干燥機(jī)在我國(guó)的工業(yè)中有決定性的作用，科技在發(fā)展，生產(chǎn)的要求也日新月異，生產(chǎn)的工具也要隨之變化，所以人們就特別在意干燥技術(shù)較新研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)：
本文主要介紹和分析了“Drying Technology ”主編、A.S. Mujumdar 教授關(guān)于“ 干燥技術(shù)近年來的發(fā)展概況和未來發(fā)展趨勢(shì)”報(bào)告的內(nèi)容，歸納了當(dāng)前干燥學(xué)術(shù)研發(fā)活動(dòng)的地位低下原因和存在的問題。舉例介紹了在干燥模型、過熱蒸汽干燥、聯(lián)合干燥及超臨界干燥等領(lǐng)域創(chuàng)新干燥技術(shù)的應(yīng)用。分析了干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)調(diào)今后要力求開發(fā)有突破性的創(chuàng)新干燥技；及干燥的理論研究與工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的重要性；也指出了的節(jié)能和環(huán)保問題將日益受到重視。
不同物料有不同的干燥特性和干燥設(shè)備，但各種物料的干燥理論、研究方法以及干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)等有一些共性的問題。筆者有幸于今年8月參加了在香港召開的第5屆亞太地區(qū)干燥學(xué)術(shù)會(huì)議和在北京舉行的全國(guó)第十一屆干燥學(xué)術(shù)會(huì)議。筆者在香港聆聽了 著名雜志“Drying Technology ”主編、A.S. Mujumdar教授作了關(guān)于“ 干燥技術(shù)近年來的發(fā)展概況和未來發(fā)展趨勢(shì)”的報(bào)告[1－3]；在北京聽了黃立新研究員所作的“國(guó)外干燥技術(shù)較新研究進(jìn)展和展望”的報(bào)告[4,5]。本文是在歸納這兩個(gè)報(bào)告內(nèi)容的基礎(chǔ)上，介紹一些與木材干燥相關(guān)的國(guó)外干燥技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。
1 概述
幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域都有熱力干燥這一環(huán)節(jié)，超過6萬種材料。物料干燥是高能耗作業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球10-25%的能源用于工業(yè)化的熱力干燥，也是我國(guó)的耗能大戶之一，所用能源占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總能耗的12%左右。有的行業(yè)如造紙業(yè)所耗能約占企業(yè)總能耗的35％左右，木材干燥約占企業(yè)總能耗的40％－70％。干燥行業(yè)又普遍存在熱效率低的狀況，通常在30％－60％之間。如紙張干燥的熱效率一般＜50％，木材干燥的熱效率約在30％－40％之間。另外,干燥過程造成的污染又常常是我國(guó)環(huán)境污染的重要來源，以年干燥能力為1萬立方米材的蒸汽干燥車間為例，它每小時(shí)排出的有害物質(zhì)約為：煙塵量約40Kg、二氧化碳l900立方米、二氧化硫45立方米，還有少量的氧化氮，這些物質(zhì)是造成大氣溫室效應(yīng)、酸雨和臭氧破壞的主要因素。由于能源對(duì)環(huán)保的貢獻(xiàn)率可達(dá)70％一80％，因此干燥技術(shù)的節(jié)能與環(huán)保問題十分重要。
A.S. Mujumdar在總結(jié)為何干燥機(jī)研發(fā)活動(dòng)的地位低下時(shí)指出：
(1)很多實(shí)際的干燥過程太復(fù)雜，有時(shí)幾乎無法總結(jié)歸納結(jié)果，還沒有明確的干燥原理。
(2)不少干燥的理論研究與工業(yè)應(yīng)用脫節(jié)，進(jìn)入了理論研究－發(fā)表論文－再研究－再發(fā)表論文－較終失去應(yīng)用價(jià)值的怪圈。學(xué)院性質(zhì)的研究及為研究而進(jìn)行的研究不能存活。
(3)多數(shù)新概念在小型或中型實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下進(jìn)行了試驗(yàn)；只有少部分有活力的創(chuàng)新技術(shù)可以商業(yè)應(yīng)用，因?yàn)楦唢L(fēng)險(xiǎn)性和擴(kuò)大生產(chǎn)的困難性。
(4)多數(shù)干燥設(shè)備的使用壽命太長(zhǎng)，阻礙了創(chuàng)新的快速發(fā)展。
(5)多數(shù)干燥設(shè)備在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面無創(chuàng)新，目前尚無突破性的干燥技術(shù)可以取代現(xiàn)有技術(shù)。
(6)大多數(shù)工業(yè)干燥習(xí)慣于簡(jiǎn)單的無設(shè)計(jì)建造。
2 較新研究動(dòng)態(tài)
2.1 近年“ Drying Technology”主題論文的統(tǒng)計(jì)
“Drying Technology”是 上著名的，被SCI、EI、ISTP三大檢索收錄，專門刊登干燥技術(shù)研究成果的雜志。它創(chuàng)刊于1983年，迄今已25年。A.S. Mujumdar教授作為該雜志的主編統(tǒng)計(jì)分析了近幾年刊登的論文內(nèi)容，表1、表2所示為2005 -2006年發(fā)表在Drying Technology上的不同類型、不同國(guó)家的論文統(tǒng)計(jì)。在各種物料的干燥中：食品、農(nóng)產(chǎn)品、和生物制品占58％；化工和礦物產(chǎn)品占3%；紡織品、紙張和木材占9％；陶瓷、泥土、建材和污泥占7%。在各種干燥技術(shù)中：噴霧干燥、微波干燥、、冷凍干燥、噴動(dòng)床干燥、流化床干燥、過熱蒸汽干燥、真空干燥及其它干燥技術(shù)分別占32％、12％、6％、6％、15％、6％、7％、16％。在表2所列出的國(guó)家中，巴西、波蘭、中國(guó)、加拿大、日本等國(guó)的論文占多數(shù)。巴西論文較多的原因可能是IDS2004年 干燥會(huì)議在巴西召開。木材干燥在這些論文中的比例相對(duì)較少�？偟恼f來，過去的十年內(nèi)，北美的干燥研發(fā)活動(dòng)逐年下降；而南美干燥活動(dòng)，特別在巴西，明顯上升。另外關(guān)于干燥節(jié)能降耗的研究論文很少，每年維持在5篇以內(nèi)，可見干燥過程的節(jié)能降耗是一個(gè)應(yīng)該引起重視的研究課題。
2.2 近幾年創(chuàng)新干燥技術(shù)舉例
2.2.1 干燥模型 通常用能量平衡分析方法、有限元分析法。近年來有學(xué)者了建立黏性流體和考慮物料收縮的孔道網(wǎng)絡(luò)等溫干燥模型。此外還有計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型（配有CFD商用計(jì)算軟件）、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。干燥過程沒有一個(gè)通用的數(shù)學(xué)模型，而且通常大部分模型不會(huì)預(yù)測(cè)質(zhì)量參數(shù)。
2.2.2 過熱蒸汽干燥 用過熱蒸汽干燥紙張與熱空氣相比，可使紙張強(qiáng)度和剛度增加23-37％，亮度不變但拉伸指數(shù)提高23％。豬肉過熱蒸汽干燥和熱空氣干燥的研究比較，豬肉的干燥速度更快，返潮現(xiàn)象延遲 ，顏色更均勻更具光澤。真空過熱蒸汽干燥木材，可比熱空氣干燥快3－7倍，而且干燥質(zhì)量很好，在加拿大等國(guó)的工業(yè)應(yīng)用效果良好。
2.2.3 聯(lián)合干燥 微波流化床聯(lián)合干燥機(jī)對(duì)胡蘿卜粒的干燥，其干燥時(shí)間比流化床干燥機(jī)要短2-5倍。蒸米的過熱蒸汽與流化床聯(lián)合干燥機(jī)進(jìn)行中型規(guī)模試驗(yàn)，一等米的產(chǎn)量超過了60％。微波真空與常規(guī)真空聯(lián)合，對(duì)濃縮靈芝的干燥脫水，與冷凍干燥達(dá)到一樣的干燥產(chǎn)品質(zhì)量，而且干燥時(shí)間更短。
2.2.4 生物干燥技術(shù) 它是利用有機(jī)物氧化分解得到的生物熱量，采用生物干燥技術(shù)干燥紙漿混和物。這項(xiàng)干燥技術(shù)在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上來說都是可行的，投資回收期小于等于兩年。
2.2.5 熱泵干燥 改進(jìn)后的熱泵干燥與熱空氣干燥相比，營(yíng)養(yǎng)成分的和口感保持得更好，它適用于干燥敏感性及揮發(fā)性產(chǎn)品。
2.2.6 超臨界干燥 超臨界流體是一種溫度和壓力處于臨界點(diǎn)以上，無汽液相界面區(qū)別而兼有液體性質(zhì)和氣體性質(zhì)的物質(zhì)相態(tài)。超臨界干燥過程實(shí)際上就是利用超臨界流體超強(qiáng)的溶解能力，使被干燥液體達(dá)到超臨界狀態(tài)并溶解在超臨界流體中。超臨界流體干燥技術(shù)主要是針對(duì)某些化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的特殊要求而提出的，如較新的超臨界流體噴霧干燥。超臨界干燥技術(shù)可用于木材干燥的預(yù)處理或木材改性，它可以改善木材的滲透性，擴(kuò)展木材內(nèi)部的水分遷移通道，使氣液界面消失，從而消除表面張力，減少或避免木材發(fā)生內(nèi)裂、皺縮等干燥缺陷。
3 發(fā)展趨勢(shì)
今后干燥技術(shù)的發(fā)展總體目標(biāo)和趨勢(shì)大致有以下幾個(gè)方面：在同等能耗下提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量；在同等產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降低能耗；各種干燥技術(shù)組合，綜合利用各自的優(yōu)點(diǎn)，而避其缺點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)化效果；降低干燥對(duì)環(huán)境危害并力爭(zhēng)可持續(xù)發(fā)展。
3.1 創(chuàng)新干燥技術(shù)的應(yīng)用
A.S. Mujumdar教授在談到創(chuàng)新干燥技術(shù)時(shí)指出：
⑴今后應(yīng)該考慮如何將積壓的創(chuàng)新技術(shù)變?yōu)榭沙掷m(xù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)研究和開發(fā)應(yīng)用相結(jié)合，不然研發(fā)沒有意義。
⑵干燥模型必須預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)遞現(xiàn)象和質(zhì)量參數(shù)，干燥機(jī)的模型更具有普遍性及實(shí)用性；干燥模型用于基礎(chǔ)控制、設(shè)計(jì)、擴(kuò)大規(guī)模、優(yōu)化等更具價(jià)值；不需要更為復(fù)雜的模型，需要更精確或更實(shí)用的模型。
�、翘岣吒稍镄什皇菃渭兊臒豳|(zhì)傳遞問題。實(shí)際上，熱質(zhì)傳遞的優(yōu)化僅是干燥優(yōu)化的一個(gè)方面。干燥技術(shù)的創(chuàng)新要考慮整個(gè)干燥系統(tǒng)的優(yōu)化，聯(lián)合干燥技術(shù)也屬于整體優(yōu)化。
⑷真空過熱蒸汽干燥是具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ母稍锛夹g(shù)，它不僅可以明顯提高干燥速度，而且可以改善干燥質(zhì)量。
�、蓪�(duì)撞流與噴射干燥機(jī)與脈沖燃燒干燥機(jī)都屬于高效干燥設(shè)備，脈沖燃燒干燥雖然仍然在研究中，但對(duì)于某些碎物料(包括木片)以及紙張干燥方面，可能有一定的應(yīng)用前景。
�、式窈髮�(duì)創(chuàng)新技術(shù)還應(yīng)該進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析。
3.2 發(fā)展“綠色”干燥技術(shù)
“綠色”干燥技術(shù)是指盡量減少干燥過程排放物對(duì)大氣環(huán)境的污染，可以從兩個(gè)方面實(shí)施：
3.2.1 盡量利用太陽(yáng)能與電能等清潔能源
�、盘�(yáng)能是可再生的清潔能源，太陽(yáng)能干燥屬于可持續(xù)發(fā)展干燥技術(shù)。但太陽(yáng)能是間歇性能源，能源密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定；單獨(dú)使用太陽(yáng)能時(shí)，干燥室溫度低、波動(dòng)大、干燥周期長(zhǎng)。因此太陽(yáng)能干燥常需要與其它能源聯(lián)合，如太陽(yáng)能－熱泵，太陽(yáng)能－蒸汽，及太陽(yáng)能－爐氣等形式，使干燥設(shè)備的總投資增加。
�、茻岜贸凉窀稍镉捎诠�(jié)能效果顯著、干燥質(zhì)量好、用電作能源不污染環(huán)境、技術(shù)比較成熟，目前已成為常規(guī)干燥之后處于第二位的干燥技術(shù)。但熱泵除濕干燥也存在一些問題，影響它的推廣，如一般的除濕干燥溫度低，干燥周期長(zhǎng)；另外單純的除濕干燥一般用電加熱作輔助熱源，干燥室的升溫依靠電加熱器，電耗高。故除濕干燥在電力緊張電價(jià)高的地區(qū)節(jié)能不節(jié)錢。
干燥設(shè)備的加工質(zhì)量
從干燥設(shè)備的制造過程看，干燥設(shè)備的加工質(zhì)量受技術(shù)水平及應(yīng)用行業(yè)的制約。干燥設(shè)備的應(yīng)用行業(yè)很多，對(duì)設(shè)備質(zhì)量要求較高的是制藥行業(yè)。由于制藥行業(yè)的特殊性，對(duì)所用干燥設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量都有具體要求，因此要求制造行業(yè)提供的設(shè)備加工質(zhì)量較高。其次是食品行業(yè)，食品行業(yè)對(duì)干燥設(shè)備及干燥系統(tǒng)有嚴(yán)格的衛(wèi)生指標(biāo)要求，因此設(shè)備結(jié)構(gòu)及鋼材的處理標(biāo)準(zhǔn)較高。質(zhì)量要求相對(duì)不高的是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的部分設(shè)備。在所有行業(yè)中化學(xué)工業(yè)不論是設(shè)備的用量還是型式都較多較復(fù)雜，應(yīng)該說化工行業(yè)的干燥設(shè)備有特殊要求的也比較嚴(yán)格，但與上述兩個(gè)行業(yè)相比略低一些。
從較年幾年干燥設(shè)備總的質(zhì)量看，多數(shù)設(shè)備鋼板都經(jīng)過拋光處理，焊縫采用氬弧焊（不銹鋼），焊縫也經(jīng)過處理，有些工廠對(duì)直焊縫和環(huán)焊縫采用自動(dòng)或半自動(dòng)焊接，使設(shè)備質(zhì)量得到保證。
3.2.2 推廣常規(guī)干燥的節(jié)能和排氣熱能回收技術(shù)
目前在世界各國(guó)的干燥設(shè)備中常規(guī)干燥仍占主導(dǎo)地位，在我國(guó)木材的常規(guī)蒸汽干燥占80%以上[6、7]。常規(guī)干燥能耗高的主要原因之一是排氣熱損失大。設(shè)法回收排氣的熱能，減少能耗就可以減少煙塵對(duì)大氣的污染，因此它是從另一個(gè)方面實(shí)施“綠色”干燥技術(shù)。
回收排氣熱能的方法很多，比較成熟的有用除濕機(jī)和熱管換熱器回收。除濕干燥與常規(guī)蒸汽干燥聯(lián)合可以取二者的優(yōu)點(diǎn)而避其缺點(diǎn)，與蒸汽干燥相比,其節(jié)能率在40%以上[8]。
熱管換熱器回收排氣熱能，其熱能回收率略低于除濕機(jī)，但它沒有運(yùn)動(dòng)部件，本身不消耗能量，且易于操作管理，因此有較好的推廣應(yīng)用前景[9]。
4 結(jié)束語(yǔ)
縱觀A.S. Mujumdar 教授和黃立新研究員所作的有關(guān)“ 干燥技術(shù)的較新研究動(dòng)態(tài)和未來發(fā)展趨勢(shì)”可以看出，他們都強(qiáng)調(diào)今后要力求開發(fā)有突破性的創(chuàng)新干燥技；同時(shí)強(qiáng)調(diào)了干燥的理論研究與工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的重要性；也指出了的節(jié)能和環(huán)保問題將日益受到重視。
總之，從事干燥理論研究和相關(guān)工廠企業(yè)的從業(yè)人員，任重而道運(yùn)，需要加強(qiáng)聯(lián)系，聯(lián)合攻關(guān)，還希望得到相關(guān)主管部門的支持，使我國(guó)干燥技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)新的飛躍。
所以把握住了行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)就是抓住了，經(jīng)濟(jì)的命脈，這樣才能在未來市場(chǎng)上占據(jù)一定位置！ 在日常的加工中，工廠會(huì)使用不同種類的機(jī)器進(jìn)行日常的加工。同時(shí)當(dāng)工廠進(jìn)行高水分的材料干燥時(shí)，會(huì)選擇使用熱風(fēng)循環(huán)烘箱進(jìn)行材料的烘干作業(yè)，從而使加工出的材料符合加工標(biāo)準(zhǔn)。 操作工會(huì)將裝有材料的托盤放入烘箱內(nèi)，隨后機(jī)器就會(huì)開始材料的烘干作業(yè)。同時(shí)在此期間，機(jī)器中 一步制粒機(jī)在國(guó)內(nèi)是從80年代起步的，進(jìn)過多年來的不斷完善后，現(xiàn)在的一步制粒機(jī)已經(jīng)做到了工作效率快、省時(shí)、省力的特點(diǎn)，并且被廣泛應(yīng)用于藥機(jī)，是當(dāng)今不可或缺的設(shè)備之一，一步法制粒機(jī)也稱流化床制粒，集混合、制粒、干燥于一體，制粒成品顆GFG系列高效沸騰干燥機(jī)工作原理空氣經(jīng)加熱凈化后，由引風(fēng)機(jī)從下部導(dǎo)入，穿過料斗的孔網(wǎng)板。在工作室內(nèi)，經(jīng)攪拌和負(fù)壓作用形成流態(tài)化，水份快速蒸發(fā)后隨著排氣帶走，物料快速干燥。GFG系列高效沸騰干燥機(jī)性能特點(diǎn)◎流化床為圓形結(jié)構(gòu)避免死角。◎料斗設(shè)置攪拌，避免潮濕物料團(tuán)聚及干燥時(shí)形成溝流。◎采用翻傾卸粒，方便 臥式混合機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及挑選使用方法
臥式混合機(jī)是混合設(shè)備中，一種使用較為廣泛的混合設(shè)備，它的特點(diǎn)是混合效率高，質(zhì)量好，卸料時(shí)間短，殘留量少。在各行各業(yè)都有應(yīng)用，像化肥、食品、化學(xué)品、飼料、等都在使用這種設(shè)備。下面日宏佳爾特粉體設(shè)備公司就為大家詳細(xì)介紹一下 GFG高效沸騰干燥設(shè)備適用于干燥濕顆粒在醫(yī)藥工業(yè)中，粉末材料的化學(xué)工業(yè)，飼料工業(yè)，輕工業(yè)等，沸騰烘干機(jī)可用于干燥大顆粒、小塊狀物料，粘性塊粒狀物料，等等。 GFG高效沸騰干燥設(shè)備的功能特色如下：
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