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你知道干燥技術現(xiàn)在的發(fā)展嗎
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干燥機在我國的工業(yè)中有決定性的作用,科技在發(fā)展,生產的要求也日新月異,生產的工具也要隨之變化,所以人們就特別在意干燥技術較新研究動態(tài)和發(fā)展趨勢: 本文主要介紹和分析了“Drying Technology ”主編、A.S. Mujumdar 教授關于“ 干燥技術近年來的發(fā)展概況和未來發(fā)展趨勢”報告的內容,歸納了當前干燥學術研發(fā)活動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域創(chuàng)新干燥技術的應用。分析了干燥技術的發(fā)展趨勢,強調今后要力求開發(fā)有突破性的創(chuàng)新干燥技;及干燥的理論研究與工業(yè)應用相結合的重要性;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備,但各種物料的干燥理論、研究方法以及干燥技術的發(fā)展趨勢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)干燥學術會議和在北京舉行的全國第十一屆干燥學術會議。筆者在香港聆聽了 著名雜志“Drying Technology ”主編、A.S. Mujumdar教授作了關于“ 干燥技術近年來的發(fā)展概況和未來發(fā)展趨勢”的報告[1-3];在北京聽了黃立新研究員所作的“國外干燥技術較新研究進展和展望”的報告[4,5]。本文是在歸納這兩個報告內容的基礎上,介紹一些與木材干燥相關的國外干燥技術的研究動態(tài)和發(fā)展趨勢。 1 概述 幾乎所有工業(yè)領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,全球10-25%的能源用于工業(yè)化的熱力干燥,也是我國的耗能大戶之一,所用能源占國民經濟總能耗的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,它每小時排出的有害物質約為: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,這些物質是造成大氣溫室效應、酸雨和臭氧破壞的主要因素。由于能源對環(huán)保的貢獻率可達70%一80%,因此干燥技術的節(jié)能與環(huán)保問題十分重要。 A.S. Mujumdar在總結為何干燥機研發(fā)活動的地位低下時指出: (1)很多實際的干燥過程太復雜,有時幾乎無法總結歸納結果,還沒有明確的干燥原理。 (2)不少干燥的理論研究與工業(yè)應用脫節(jié),進入了理論研究-發(fā)表論文-再研究-再發(fā)表論文-較終失去應用價值的怪圈。學院性質的研究及為研究而進行的研究不能存活。 (3)多數(shù)新概念在小型或中型實驗室規(guī)模下進行了試驗;只有少部分有活力的創(chuàng)新技術可以商業(yè)應用,因為高風險性和擴大生產的困難性。 (4)多數(shù)干燥設備的使用壽命太長,阻礙了創(chuàng)新的快速發(fā)展。 (5)多數(shù)干燥設備在優(yōu)化設計方面無創(chuàng)新,目前尚無突破性的干燥技術可以取代現(xiàn)有技術。 (6)大多數(shù)工業(yè)干燥習慣于簡單的無設計建造。 2 較新研究動態(tài) 2.1 近年“ Drying Technology”主題論文的統(tǒng)計 “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)計分析了近幾年刊登的論文內容,表1、表2所示為2005 -2006年發(fā)表在Drying Technology上的不同類型、不同國家的論文統(tǒng)計。在各種物料的干燥中:食品、農產品、和生物制品占58%;化工和礦物產品占3%;紡織品、紙張和木材占9%;陶瓷、泥土、建材和污泥占7%。在各種干燥技術中:噴霧干燥、微波干燥、、冷凍干燥、噴動床干燥、流化床干燥、過熱蒸汽干燥、真空干燥及其它干燥技術分別占32%、12%、6%、6%、15%、6%、7%、16%。在表2所列出的國家中,巴西、波蘭、中國、加拿大、日本等國的論文占多數(shù)。巴西論文較多的原因可能是IDS2004年 干燥會議在巴西召開。木材干燥在這些論文中的比例相對較少?偟恼f來,過去的十年內,北美的干燥研發(fā)活動逐年下降;而南美干燥活動,特別在巴西,明顯上升。另外關于干燥節(jié)能降耗的研究論文很少,每年維持在5篇以內,可見干燥過程的節(jié)能降耗是一個應該引起重視的研究課題。 2.2 近幾年創(chuàng)新干燥技術舉例 2.2.1 干燥模型 通常用能量平衡分析方法、有限元分析法。近年來有學者了建立黏性流體和考慮物料收縮的孔道網絡等溫干燥模型。此外還有計算流體動力學模型(配有CFD商用計算軟件)、 神經網絡模型等。干燥過程沒有一個通用的數(shù)學模型,而且通常大部分模型不會預測質量參數(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,而且干燥質量很好,在加拿大等國的工業(yè)應用效果良好。 2.2.3 聯(lián)合干燥 微波流化床聯(lián)合干燥機對胡蘿卜粒的干燥,其干燥時間比流化床干燥機要短2-5倍。蒸米的過熱蒸汽與流化床聯(lián)合干燥機進行中型規(guī)模試驗,一等米的產量超過了60%。微波真空與常規(guī)真空聯(lián)合,對濃縮靈芝的干燥脫水,與冷凍干燥達到一樣的干燥產品質量,而且干燥時間更短。 2.2.4 生物干燥技術 它是利用有機物氧化分解得到的生物熱量,采用生物干燥技術干燥紙漿混和物。這項干燥技術在技術上、經濟上來說都是可行的,投資回收期小于等于兩年。 2.2.5 熱泵干燥 改進后的熱泵干燥與熱空氣干燥相比,營養(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以上,無汽液相界面區(qū)別而兼有液體性質和氣體性質的物質相態(tài)。超臨界干燥過程實際上就是利用超臨界流體超強的溶解能力,使被干燥液體達到超臨界狀態(tài)并溶解在超臨界流體中。超臨界流體干燥技術主要是針對某些化工產品生產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。超臨界干燥技術可用于木材干燥的預處理或木材改性,它可以改善木材的滲透性,擴展木材內部的水分遷移通道,使氣液界面消失,從而消除表面張力,減少或避免木材發(fā)生內裂、皺縮等干燥缺陷。 3 發(fā)展趨勢 今后干燥技術的發(fā)展總體目標和趨勢大致有以下幾個方面:在同等能耗下提高產品的產量和質量;在同等產品產量和質量下降低能耗;各種干燥技術組合,綜合利用各自的優(yōu)點,而避其缺點,達到優(yōu)化效果;降低干燥對環(huán)境危害并力爭可持續(xù)發(fā)展。 3.1 創(chuàng)新干燥技術的應用 A.S. Mujumdar教授在談到創(chuàng)新干燥技術時指出: 、沤窈髴摽紤]如何將積壓的創(chuàng)新技術變?yōu)榭沙掷m(xù)發(fā)展的創(chuàng)新技術,爭取實現(xiàn)研究和開發(fā)應用相結合,不然研發(fā)沒有意義。 、聘稍锬P捅仨氼A測轉遞現(xiàn)象和質量參數(shù),干燥機的模型更具有普遍性及實用性;干燥模型用于基礎控制、設計、擴大規(guī)模、優(yōu)化等更具價值;不需要更為復雜的模型,需要更精確或更實用的模型。 、翘岣吒稍镄什皇菃渭兊臒豳|傳遞問題。實際上,熱質傳遞的優(yōu)化僅是干燥優(yōu)化的一個方面。干燥技術的創(chuàng)新要考慮整個干燥系統(tǒng)的優(yōu)化,聯(lián)合干燥技術也屬于整體優(yōu)化。 、日婵者^熱蒸汽干燥是具有相當發(fā)展?jié)摿Φ母稍锛夹g,它不僅可以明顯提高干燥速度,而且可以改善干燥質量。 、蓪ψ擦髋c噴射干燥機與脈沖燃燒干燥機都屬于高效干燥設備,脈沖燃燒干燥雖然仍然在研究中,但對于某些碎物料(包括木片)以及紙張干燥方面,可能有一定的應用前景。 ⑹今后對創(chuàng)新技術還應該進行技術經濟的分析。 3.2 發(fā)展“綠色”干燥技術 “綠色”干燥技術是指盡量減少干燥過程排放物對大氣環(huán)境的污染,可以從兩個方面實施: 3.2.1 盡量利用太陽能與電能等清潔能源 、盘柲苁强稍偕那鍧嵞茉,太陽能干燥屬于可持續(xù)發(fā)展干燥技術。但太陽能是間歇性能源,能源密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定;單獨使用太陽能時,干燥室溫度低、波動大、干燥周期長。因此太陽能干燥常需要與其它能源聯(lián)合,如太陽能-熱泵,太陽能-蒸汽,及太陽能-爐氣等形式,使干燥設備的總投資增加。 ⑵熱泵除濕干燥由于節(jié)能效果顯著、干燥質量好、用電作能源不污染環(huán)境、技術比較成熟,目前已成為常規(guī)干燥之后處于第二位的干燥技術。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;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高的地區(qū)節(jié)能不節(jié)錢。 干燥設備的加工質量 從干燥設備的制造過程看,干燥設備的加工質量受技術水平及應用行業(yè)的制約。干燥設備的應用行業(yè)很多,對設備質量要求較高的是制藥行業(yè)。由于制藥行業(yè)的特殊性,對所用干燥設備的材質、結構及加工質量都有具體要求,因此要求制造行業(yè)提供的設備加工質量較高。其次是食品行業(yè),食品行業(yè)對干燥設備及干燥系統(tǒng)有嚴格的衛(wèi)生指標要求,因此設備結構及鋼材的處理標準較高。質量要求相對不高的是化學工業(yè)生產中的部分設備。在所有行業(yè)中化學工業(yè)不論是設備的用量還是型式都較多較復雜,應該說化工行業(yè)的干燥設備有特殊要求的也比較嚴格,但與上述兩個行業(yè)相比略低一些。 從較年幾年干燥設備總的質量看,多數(shù)設備鋼板都經過拋光處理,焊縫采用氬弧焊(不銹鋼),焊縫也經過處理,有些工廠對直焊縫和環(huán)焊縫采用自動或半自動焊接,使設備質量得到保證。 3.2.2 推廣常規(guī)干燥的節(jié)能和排氣熱能回收技術 目前在世界各國的干燥設備中常規(guī)干燥仍占主導地位,在我國木材的常規(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。設法回收排氣的熱能,減少能耗就可以減少煙塵對大氣的污染,因此它是從另一個方面實施“綠色”干燥技術。 回收排氣熱能的方法很多,比較成熟的有用除濕機和熱管換熱器回收。除濕干燥與常規(guī)蒸汽干燥聯(lián)合可以取二者的優(yōu)點而避其缺點,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,但它沒有運動部件,本身不消耗能量,且易于操作管理,因此有較好的推廣應用前景[9]。 4 結束語 縱觀A.S. Mujumdar 教授和黃立新研究員所作的有關“ 干燥技術的較新研究動態(tài)和未來發(fā)展趨勢”可以看出,他們都強調今后要力求開發(fā)有突破性的創(chuàng)新干燥技;同時強調了干燥的理論研究與工業(yè)應用相結合的重要性;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工廠企業(yè)的從業(yè)人員,任重而道運,需要加強聯(lián)系,聯(lián)合攻關,還希望得到相關主管部門的支持,使我國干燥技術的發(fā)展有一個新的飛躍。 所以把握住了行業(yè)的發(fā)展趨勢就是抓住了,經濟的命脈,這樣才能在未來市場上占據(jù)一定位置!藥品專用旋轉真空干燥設備的詳細介紹 藥品的干燥是一個相對嚴謹?shù)倪^程,今天就針對目前小型藥品精制干燥存在設備結構性污染,料盤式干燥操作落后,產品收率低,特別是劇毒藥品對環(huán)境和操作人員的危害,介紹一種結構簡化易操作的小型藥品真空干燥機。 在藥品精制設 作為一種含氯聚合物,氯醚樹脂具有防腐蝕效果。它可以在多種金屬表面形成保護層,防止金屬腐蝕,增加涂層的柔韌性?膳c其他樹脂混合溶液配合使用。在國外,有很多關于它的測試。目前,氯醚樹脂在防腐涂料、建筑涂料、防火涂料、食品容器和包裝涂料中具有獨特的應用前景。在中國市場,氯醚樹脂仍然玻璃纖維是輕質的,堅固的,幾乎可以形成任何形狀,并且是一種很好的絕緣體,這就是為什么它被用于許多不同的應用。玻璃纖維復合材料正被用于汽車行業(yè),以降低汽車重量并提高燃油經濟性。風力發(fā)電機葉片和航空航天業(yè)的發(fā)展為玻璃纖維的使用創(chuàng)造了獨特的機會。更多的傳統(tǒng)行業(yè),如建筑和建筑行業(yè),已經使用玻璃纖維來完成從墻 人每天都在學習了,都在提高著自己,但是干燥機了,人提高了,干燥機的性能也應該得到提高哦,那樣才能符合現(xiàn)在的社會需求,讓它們更加符合生產的要求!在干燥集中特別是: 雙錐回轉真空干燥機是集合-干燥于一體的新型干燥機。將泠凝振動流化床干燥機的簡稱是振動流化床。振動流化床作為一種干燥設備在許多行業(yè)已經使用很多年了,隨著振動流化床干燥設備的不斷發(fā)展,振動流化床開始普遍用于工業(yè)化制粒,制備微丸以及包衣等方面的操作! ≌駝恿骰驳墓ぷ髟硎前芽諝饬骷拥礁稍餀C內,首先空氣經過初濾器進入到空氣加熱器,空氣在加熱器的作用下被加
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