根據物料自身特性確定（dìng）幹燥方法

 

   幹燥是很（hěn）多行業生（shēng）產流程（chéng）中重要的和不可少的一個環（huán）節，幹燥（zào）設備的選型合理和使用好壞直接（jiē）影響到產（chǎn）品質（zhì）量、生（shēng）產效（xiào）率、生產成本、能源消耗、人員勞動強（qiáng）度等指標（biāo），由於幹燥方法和（hé）幹（gàn）燥設備多種多樣，同一種物料有多種幹（gàn）燥方式，可使用多種類（lèi）型的幹燥（zào）設備，同（tóng）一種幹燥（zào）設備又能幹燥多種物料，因此，幹燥設備的合理選型和正確使用是非常（cháng）正要的。為了便於用戶選擇一種理想（xiǎng）的幹燥設備，在此對一些相關問題作個簡要說明。

    物料與水分的結（jié）合方（fāng）式
 
   根據物料中所含水分去除的（de）難（nán）易程度分為（wéi）下列兩種：

  （1）、非結合水分：
  非結合水分包括存在於物料表麵的潤濕水、孔隙水等物（wù）料與水分直接接觸時，被物料吸收的水分（fèn）。由於與物料的結合強度小（xiǎo），故易於去除。

  （2）、結合水分：

   包括物料細胞或纖維管璧及（jí）毛細管中所含（hán）的水分（fèn）。這種水分（fèn）又可細分為（wéi）化學結合水、物理化學結合（hé）水和（hé）機械結合水。其（qí）中，化學結合水主（zhǔ）要包括結晶水，結合強度大，故難以去除，脫去結晶水的（de）過程不屬於幹燥過程；物理化學結合水包括吸（xī）附、滲透和結（jié）構（gòu）的水（shuǐ）分（fèn），吸附水與物料的結（jié）合^強，水分既可被物料的外表麵吸附，也可吸附於物料的內部表麵，在吸附水分結合時有熱（rè）量放出，脫去時則需吸收熱量，滲透水分與物料的結合是由於物料組織壁的內外溶解物的濃度有（yǒu）差異而產生的滲透壓所造成（chéng），結合強度相對弱小，結構水分（fèn）存在於物料組織內部，在膠體形成時將水結合在內，此類水分的（de）離解可由蒸發、外壓或組織的破壞（huài）；機械（xiè）結合水分包括有毛細管水分等，毛細管水分存在於纖維或微小顆粒成團的（de）濕物料中（zhōng），它與物料的結合強度較弱。
   含結合水分的（de）物料稱為吸水物料，如：木材、糧食、皮革、纖維及其織物、紙張、合成樹脂顆粒等。僅含有非結（jié）合水分的物料，稱為非吸水性物料，如鑄（zhù）造用（yòng）型砂、各種（zhǒng）結晶顆粒等。就幹燥的難易來說，非吸水性物料要比吸水性（xìng）物料容易幹燥得多（duō）。物料的（de）結晶水為化學結合水，幹燥過程一般是不能去除結晶（jīng）水的。不同結（jié）構的水分的結合能大約（yuē）為100～3000J/mol。物料和水分的不同結合形式，使排（pái）除水分耗費的能量不同，這就說明幹燥所需要的熱能也（yě）不一樣。
   根（gēn）據物料在一定的幹燥條件下，其水分能否（fǒu）用（yòng）幹燥方法除處可分為平衡水分和（hé）自由水分（fèn）。在生活中，常會遇到一些物料在濕（shī）度較大的空氣中"返潮（cháo）"的現象，而這些返潮的物料在幹空氣中又會回複其"幹燥"狀態。不管"返潮"或"幹燥"過程，進行到一定限度（dù）後，物料（liào）中的（de）含水量必將趨於一定值，此值即稱為在此空氣狀態下的平衡水（shuǐ）分。物料中所（suǒ）含的大於平（píng）衡水分的那（nà）一部水分，可以在幹燥過程中從濕物料中去除，稱（chēng）之自由水分。

    濕物料的幹（gàn）燥過程

   1、濕物料的（de）幹燥過程

   幹燥的條件（jiàn）為幹（gàn）燥介質（zhì）（通常為熱空氣）的流動速度、濕度和溫度。
當熱（rè）空（kōng）氣從濕物料表麵穩定地流過時，由於空氣的溫度高，物料的溫度低，因此空氣與物料之間存（cún）在著傳熱推（tuī）動力（lì），空氣以對流的方式把熱量傳遞（dì）給（gěi）物料，物料接受了（le）這項熱量，用來氣化其中的水分，並不斷地被氣流（liú）帶走，而物料的濕含（hán）量不斷下降。當物料的濕含量下降到（dào）平衡水分時，幹（gàn）燥過程結束。
物料幹燥過程中，存在著傳熱（rè）和傳質兩個相互的過程（chéng），所謂傳熱就是熱空氣將熱量傳遞給物料，用（yòng）於（yú）氣化其中的水分並加（jiā）熱物料，傳質就是物料中的水分蒸發並（bìng）遷（qiān）移到熱空氣中，使物料水分逐（zhú）漸降低，得到幹燥。

   2、幹燥過程的特點

   在幹燥過程中，由於物料總是具（jù）有一定的幾何尺寸大小，即（jí）使是很細（xì）的粉料，從（cóng）微觀（guān）也可看成是有一（yī）定尺（chǐ）寸的顆粒，實際上上述傳熱傳質過程在（zài）熱（rè）氣（qì）流與物料顆粒之間和物料顆粒（lì）內部的機理是不相（xiàng）同的，在幹燥理論上就將傳熱傳質過程分為熱（rè）氣流與物料表麵的傳熱傳質過程和（hé）物料（liào）內部的（de）傳熱傳質過程。由於這兩種（zhǒng）過程的不（bú）同（tóng）而影響了物料的幹燥過程，兩者在不同幹燥階段起著不同的主導和約束作用，這就導致了一般濕物料幹燥時前一階段總是以較快且穩定的速度進行，而（ér）後一（yī）階段則是以越（yuè）來越慢的速度進行，所以我們就（jiù）將（jiāng）幹燥過程分為等（děng）速幹（gàn）燥階段和（hé）降速幹燥（zào）階段。

（1） 等速幹燥階段
在等速幹燥段內，物料內部水分擴散至表麵的速度，可以使物料表麵保持（chí）著充分的濕潤，即表麵的濕含量大於幹燥介（jiè）質的^大吸（xī）濕能力，所以幹燥速度取決於表麵氣化速（sù）度。換句話說，等速段（duàn）是（shì）受氣化控製的階段。由於幹燥條件（氣流溫度（dù）、濕度、速度）基本保持不（bú）變，所以幹（gàn）燥脫水速度也（yě）基本一致，故稱為等速幹燥階（jiē）段，此一階（jiē）段熱氣流與物料表麵之間的傳熱傳質過程起著主導作用。因（yīn）此，提高氣流速度（dù）和溫（wēn）度（dù），降低空氣濕度就都有利於提高（gāo）等速階段的（de）幹（gàn）燥速度。等速階（jiē）段物（wù）料（liào）吸收的（de）熱量（liàng）幾乎全部（bù）都用於蒸發水分，物料很少升溫（wēn），故熱效率（lǜ）很高。可以說等速段內的脫水是較（jiào）容易的，所去除的水（shuǐ）分，純屬非結合水（shuǐ）分。

（2） 降速幹燥階段
隨著物料（liào）的水分含量（liàng）不斷降低，物料內部水分的遷移速度小於物料表（biǎo）麵的氣（qì）化速（sù）度，幹燥過程受物料內部傳熱傳質作用的製（zhì）約，幹燥的速度越來越慢，此階段稱為降速幹燥階段，有以下幾個特點：
  降速段的幹燥速率與物料的濕含量有關，濕含量越低，幹燥速率越小。這（zhè）是與等速段不（bú）同的（de）第一個特點；
  降速段的幹燥速率與物料的厚度或直徑很有關係，厚度越厚，幹燥速率越小。這是第二個特點；
  當降速階段開始以後，由於幹燥速率逐漸減小，空氣傳給物料的熱量，除作為氣化水分用（yòng）之外，尚有一部分將使（shǐ）物料的溫（wēn）度升高，直至^後接近於空氣的溫度。這是第三個特點；
  降（jiàng）速（sù）段的水分在物料內部進行氣化，然後以蒸汽的形態擴散至表麵，所以降（jiàng）速階（jiē）段的幹燥速率完全取決於水分和蒸汽在物料內部（bù）的擴散（sàn）速度。因此也（yě）把降速段稱作內部擴散控製（zhì）階段。這是第四個特點。
  在降速階段，提高幹（gàn）燥速度的關（guān）鍵不再是改善幹燥介質的條件，而是提高物（wù）料內部濕份擴散速（sù）度的問題。提（tí）高物料的（de）溫度，減小物料的厚度都是很有效的辦法。這是第五個特點。
   相對等速幹燥階段，降速段的幹燥脫水要困難得多，能耗也要（yào）高（gāo）得多。
所以為了提高幹燥速度，降低能耗，保證產品品質，在生產工藝允許的情況下（xià），應盡可能采取打散、破碎、切短等方法減小物料（liào）的幾（jǐ）何（hé）尺寸，以有利於幹燥（zào）過程的進行（háng）。

    幹燥方（fāng）法

   幹燥就（jiù）是從各種物（wù）料中去除濕分的過程，各種物料可以是固體、液體或氣體，固（gù）體又可分大塊料、纖（xiān）維料、顆粒料、細（xì）粉料等等（děng），而濕分一般（bān）是物料中的水分，也可以是其它溶劑。在此以水分為對象。

  幹燥方法有三類：

（1） 機械脫水法（fǎ）
機械脫水法就是通過對物料加壓的方式（shì），將其中一（yī）部分水分擠出（chū）。常用的有壓榨（zhà）、沉降、過（guò）濾、離心分離等方法。機械脫水法隻能除去（qù）物（wù）料中（zhōng）部分自由水分（fèn），結合水分（fèn）仍（réng）殘留在物料中，因此，物料經機械脫水後物料含水率仍然（rán）很高（gāo），一般為40～60％。但（dàn）機（jī）械脫水法是一種^經濟的方法。

（2） 加熱幹燥法
也就是我們常說的幹燥，它利用熱能加熱物料，氣化物料中的水分。除去物料中的水（shuǐ）分需要（yào）消耗一定的熱能。通常是利用空氣來幹燥（zào）物料，空氣預先被加熱（rè）送入幹燥器，將熱量傳遞給物料（liào），氣化物料（liào）中的水（shuǐ）分，形成水蒸汽，並隨空氣帶出幹燥器（qì）。物料經過加熱幹（gàn）燥，能夠除去物料中的結合（hé）水（shuǐ）分，達到產品或原料所要求的含水率。

（3） 化學除濕法
是利用吸濕劑除去氣體、液體、固（gù）體（tǐ）物料中的少量水分，由於吸（xī）濕劑的除濕能力有限，僅用於除去物料中的微量水分。因此生產中應用很（hěn）少。
在實際生產過程（chéng）中，對於（yú）高濕物料一般均（jun1）盡可能先用機械脫水法去（qù）除大（dà）量（liàng）的自由水分，之後再采（cǎi）取其它幹燥方式進行幹燥。