干燥技術的特點

干燥設備技術有很寬的服務領域。面對眾多的產業、理化性質各不相同的物料、產品質量及其他方面千差萬別的要求,干燥設備技術是一門跨行業、跨學科、具有實驗科學性質的技術。

通常,在干燥技術的開發及應用中需要具備三個方面的知識和技術。第一是需要了解被干燥物料的理化性質和產品的使用特點。第二是要熟悉傳遞工程的原理,即傳質、傳熱、流體力學和空氣動力學等能量傳遞的原理。第三要有實施的手段,即能夠進行干燥流程、主要設備、電氣儀表控制等方面的工程設計。顯然,這三方面的知識和技術不屬于一個學科領域。而在實踐中,這三方面的知識和技術又缺一不可。所以干燥技術是一門跨行業、跨學科的技術。

現代干燥設備技術雖已有一百多年的發展史,但至今還屬于實驗科學的范疇。大部分干燥設備技術目前還缺乏能夠精準指導實踐的科學理論和設計方法。實際應用中,依靠經驗和小規模試驗的數據來指導還是主要的方式。造成這一局面的原因有以下幾方面：

原因之一是干燥技術所依托的一些基礎學科,(主要是隸屬于傳遞工程范疇的學科)本身就具有實驗科學的特點。例,空氣動力學的研究發展還要靠“風洞”試驗來推動,就說明它還沒有脫離實驗科學的范疇。而這些基礎學科自身的發展水平直接影響和決定了干燥技術的發展水平。

原因之二是很多干燥過程是多種學科技術交匯進行的過程,牽涉面廣、變數多、機理復雜。例如在噴霧干燥技術領域里,被霧化的液滴在干燥塔內的運行軌跡是工程設計的關鍵。而液滴的軌跡與自身的體積、質量、初始速度和方向及周圍其他液滴和熱風的流向流速有關。但這些參數由于傳質、傳熱過程的進行,無時無刻不在發生著變化。而且初始狀態時,無論是液滴的大小還是熱風的分布都不可能是均勻的。顯然,對于如此復雜、多變的過程只憑借理論計算來進行工程設計是不可靠的。

原因之三是被干燥物料的種類是多種多樣的,其理化性質也是各不相同的。不同的物料即使在相同的干燥設備條件下,其傳質、傳熱的速率也可能有較大的差異。如果不加以區別對待,就有可能造成不盡人意的后果。例如某些中草藥的干燥,雖然同屬一種藥材只因為藥材產地或收獲期存在區別就須改變干燥條件,否則產品質量就會不合格。

以上三方面的原因決定了干燥技術的開發與應用要以試驗為基礎。但干燥設備技術的這些特點往往被人有意或無意地忽視。制造廠商由于試驗裝置缺乏或類型不全(這在我國是一個普遍存在的現象)經常回避應做的干燥實驗,而用戶由于不了解干燥技術的特點,也經常放棄進行必要試驗的要求。其結局是裝置使用效果不佳,甚至于報廢。在我國,這樣的事例屢見不鮮,曾有過一套價值2000萬元人民幣的工業干燥裝置因達不到使用要求而被閑置的教訓。因此,建設工業干燥裝置尤其是較大的裝置之前,一定要進行充分的、有說服力的試驗,并以試驗結果作為工業裝置建設的依據。這是干燥技術應用的顯著特點。

此外,種類繁多、各具用途也是干燥設備技術的一個特點。每一種技術都有自己適宜應用的領域。在工程實踐中,要根據具體情況選擇適用的干燥技術種類。這對投資費用、操作成本、產品質量、環保要求等方都會產生重大的影響。例如某一企業,在白炭黑濾餅干燥技術上曾經分別選用過廂式干燥、噴霧干燥、旋轉氣流快速干燥三種模式。最終他們體會到這三種技術各有所長。廂式干燥生產白碳黑雖然生產效率低、人員勞動強度大;但產品質量好。與橡膠混煉后所生成的制品扯斷強度值較高。旋轉氣流快速干燥設備緊湊、投資少、生產效率高,但所生成的橡膠制品的強度指標卻是三者間最差的。噴霧干燥生產白碳黑,產品各項指標在三者間居中,但具有產品流動性好、粉塵污染小,深受用戶及本廠操作者歡迎的特點。在20世紀90年代,為白炭黑生產中采用哪種干燥方式更為先進的問題,曾在我國干燥界引發過爭論。其實,三種設備各有特點,選用哪種類型的技術要看用戶自身的條件和產品要求。不存在哪種技術更為先進的結論。類似的例子有很多,都表明了干燥技術種類繁多、各具用途的特點。所以在應用中要仔細比較、慎重選擇技術方案,而通過干燥試驗來考核技術方案也是必不可少的步驟。