676 热泵干燥-干燥方式-预处理-水分均衡
物料干燥方式、预处理、内部水分均衡等对干燥动力学均有重要影响。
干燥方式
干燥动力学是基于某种干燥方式而言的,如热风干燥时干燥动力学参数主要有热风温度、速度等;微波干燥时干燥动力学参数有微波功率、频率等;红外干燥时干燥动力学参数有红外波长、功率、元件与物料之间距离等。
实际生产中对某种物料干燥时,可能需要组合多种干燥方式;如预热段、恒速段、降速前段可能采用热风干燥,降速后段可能采用微波+热风干燥等。
更广义的干燥方式可能还与产品技术路线密切相关。如应用鲜山药制备山药粉,技术路线可有两条,一是把鲜山药切片干燥,然后粉碎制粉;二是把鲜山药磨成浆,再把山药浆直接干燥成粉。技术路线不同,干燥方式、干燥动力学、干燥工艺等可能也有很大不同。
物料预处理
物料预处理也对干燥动力学、干燥工艺等影响很大,对优化干燥进程很重要。
以衣物干燥为例,预处理可包括湿衣物预甩干、衣物适当铺展、多件衣物间合理排列等,以甩干处理为例,在衣物和甩干机允许的情况下,如果把甩干后湿衣物的干基湿含量由100%降至60%,则干衣能耗可节省约1/3。
果蔬类物料的预处理可能更复杂,如干燥前的护色处理、蜡质外层清除、内部微孔道强化等。
水分均衡
以热风干燥为例,由于干燥器中风速、风温等分布的不均匀,以及物料本身结构的不均匀,物料干燥过程中物料内水分的排出速率和水分分布也不均匀,必要时可考虑在物料干燥过程中设置水分自动均衡环节。
水分自动均衡是暂停热风运行,让物料中水分自动由高湿处向低湿处扩散,待物料内水分分布较均衡后,再重新启动热风运行。
以衣物(上衣)干燥为例,干燥一段时间后,可能衣物主体已较干燥,仅肩、领等局部未干燥,此时可考虑停止热风,让肩、领等处的水分自动向其他较干燥处扩散,经水分扩散均衡后,再启动热风进行总体干燥(如水分均衡后已达到干品要求,可直接结束干燥)。
干燥过程中适当采用水分自动均衡,不但可降低干燥过程能耗,对易产生内部应力的物料(稻谷、木材、陶瓷等)也很重要。
总体而言,物料的干燥动力学包含的内容很广泛,相关的资料数据是热泵干燥最核心的部分,是确定干燥工艺、设计干燥器与热泵、装置总体优化的基础。