一、? 物料控制
(1)物料的性質(zhì)和形狀? 濕物料的化學組成、物理結(jié)構(gòu)、形狀和大小、物料層的厚薄,以及與物料的結(jié)合方式等,都會影響干燥速率。在干燥第一階段,盡管物料的性質(zhì)對干燥速率影響很小,但物料的形狀、大小、物料層的厚薄等將影響物料的臨界含水量。在干燥第二階段,物料的性質(zhì)和形狀對干燥速率有決定性的影響。
(2)物料的溫度? 物料的溫度越高,干燥速率越大。但干燥過程中,物料的溫度與干燥介質(zhì)的溫度和濕度有關(guān)。
(3)物料的含水量? 物料的最初、最終和臨界含水量決定干燥各階段所需時間的長短。???
(4)干燥介質(zhì)的溫度和濕度? 干燥介質(zhì)溫度越高、濕度越低,則干燥第一階段的干燥速率越大,但應(yīng)以不損壞物料為原則,特別是對熱敏性物料,更應(yīng)注意控制干燥介質(zhì)的溫度。有些干燥設(shè)備采用分段中間加熱的方式,可以避免介質(zhì)溫度過高。???
(5)干燥介質(zhì)的流速與流向? 在干燥第一階段,提高氣速可以提高干燥速率。介質(zhì)的流動方向垂直于物料表面時的干燥速率比平行時要大。在干燥第二階段,氣速和流向?qū)Ω稍锼俾视绊懞苄 ?/p>
(6)干燥器的構(gòu)造? 上述各項因素很多都與干燥器的構(gòu)造有關(guān)。許多新型干燥器就是針對于某些因素而設(shè)計的。
由于影響干燥速率的因素很復雜,目前還沒有統(tǒng)一而較準確的計算方法來求取干燥速率和確定干燥器的尺寸大小,通常是在小型實驗裝置中測定有關(guān)數(shù)據(jù)作為設(shè)計和生產(chǎn)的依據(jù)。
二、? 安全運行操作條件
有了合適的干燥器,還必須確定最佳的工藝條件,在操作中注意安全控制和調(diào)節(jié),才能完成干燥任務(wù)。
工業(yè)生產(chǎn)中的對流干燥,由于所采用的干燥介質(zhì)不一,所干燥的物料多種多樣,且干燥設(shè)備類型很多,加之干燥機理復雜,因此,至今仍主要以實驗手段和經(jīng)驗來確定干燥過程的最佳條件。在此僅介紹人們通過長期生產(chǎn)實踐總結(jié)出來的對干燥過程進行調(diào)節(jié)和控制的一般原則。
對于一個特定的干燥過程,干燥器一定,干燥塔介質(zhì)一定,同時濕物料的含水量、水分性質(zhì)、溫度以及要求的干燥質(zhì)量也一定。這樣,能調(diào)節(jié)的參數(shù)只有干燥介質(zhì)的流量,進出干燥器的溫度t1和t2,出干燥器時廢氣的濕度H2。但這4個參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)和影響的,當任意規(guī)定其中的兩個參數(shù)時,另外兩個參數(shù)也就確定了,即在對流干燥操作中,只有兩個參數(shù)可以作為自變量而加以調(diào)節(jié)。在實際操作中,主要調(diào)節(jié)的參數(shù)是進入干燥器的干燥介質(zhì)的溫度t1和流量L。
為強化干燥過程,提高其經(jīng)濟性,干燥介質(zhì)預熱后的溫度應(yīng)盡可能高一些,但要注意保持在物料允許的最高溫度范圍內(nèi),以避免物料發(fā)生質(zhì)變。
同一物料在不同類型的干燥器中干燥時,允許的介質(zhì)進口溫度不同。例如,在廂式干燥器中,由于物料靜止,只與物料表面直接接觸,容易過熱,因此,應(yīng)控制介質(zhì)的進口溫度不能太高;而在轉(zhuǎn)筒、沸騰、氣流等干燥器中,由于物料在不斷翻動,表面更新快,干燥過程均勻、速率快、時間短,因此,介質(zhì)的進口溫度可較高。
增加空氣的流量可以增加干燥過程的推動力,提高干燥速率。但空氣流量的增加,會造成熱損失增加,熱量利用率下降,同時還會使動力消耗增加;氣速的增加,會造成產(chǎn)品回收負荷增加。生產(chǎn)中,要綜合考慮溫度和流量的影響,合理選擇。
當干燥介質(zhì)的出口溫度增加時,廢氣帶走的熱量多,熱損失大;如果介質(zhì)的出口溫度太低,則含有相當多水汽的廢氣可能在出口處或后面的設(shè)備中析出水滴(達到露點),這將破壞正常的干燥操作。實踐證明,對于氣流干燥器,要求介質(zhì)的出口溫度較物料的出口溫度高lo~30°C或較其進口時的絕熱飽和溫度高20、50°C,否則,可能會導致干燥產(chǎn)品的返潮,并造成設(shè)備的堵塞和腐蝕。
干燥介質(zhì)出口時的相對濕度增加,可使一定量的于燥介質(zhì)帶走的水汽量增加,降低操作費用。但相對濕度增加,會導致過程推動力減小,完成相同干燥任務(wù)所需的干燥時間增加或干燥器尺寸增大,可能使總的費用增加。因此,必須全面考慮,并根據(jù)具體情況,分別對待。對氣流干燥器,由于物料在設(shè)備內(nèi)的停留時間短,為完成干燥任務(wù),要求有較大的推動力以提高干燥速率,因此,一般控制出口介質(zhì)中的水汽分壓低于出口物料表面水汽分壓的50%;對轉(zhuǎn)筒干燥器,則出口介質(zhì)中的水汽分壓可高些,可達與之接觸的物料表面水汽分壓的50%一80%。
對于一臺干燥設(shè)備,干燥介質(zhì)的最佳出口溫度和濕度應(yīng)通過操作實踐來確定,并根據(jù)生產(chǎn)調(diào)節(jié)的飽和及時進行調(diào)節(jié)。生產(chǎn)上控制、調(diào)節(jié)介質(zhì)的出口溫度和濕度主要是通過控制、調(diào)節(jié)介質(zhì)的預熱溫度和流量來實現(xiàn)。例如,對同樣的干燥任務(wù),加大介質(zhì)的流量或提高其預熱溫度,可使介質(zhì)的相對濕度降低,出口溫度上升。
在有廢氣循環(huán)使用的干燥裝置中,通常將循環(huán)的廢氣與新鮮空氣混合后進入預熱器加熱,再送人干燥器,以提高傳熱和傳質(zhì)系數(shù),減少熱損失,提高熱能的利用率。但空氣量大時,使進入干燥器的濕度增加,將使過程的傳質(zhì)推動力下降。因此,采用循環(huán)廢氣操作時,應(yīng)根據(jù)實際情況,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的前提下,調(diào)節(jié)適宜的循環(huán)比。
干燥操作的目的是將物料中的含水量降至規(guī)定的指標以下,且不出現(xiàn)龜裂、焦化、變色、氧化和分解等物理和化學性質(zhì)上的變化;干燥過程的經(jīng)濟性主要取決于熱能消耗及熱能的利用率。因此,生產(chǎn)中應(yīng)從實際出發(fā),綜合考慮,選擇適宜的操作條件,以達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標。