飼料生產(chǎn)過(guò)程中干燥裝置節(jié)能技術(shù)的探討

飼料生產(chǎn)過(guò)程中干燥裝置節(jié)能技術(shù)的探討飼料生產(chǎn)過(guò)程中干燥裝置節(jié)能技術(shù)的探討飼料生產(chǎn)過(guò)程中干燥裝置節(jié)能技術(shù)的探討飼料生產(chǎn)過(guò)程中干燥裝置節(jié)能技術(shù)的探討編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:干燥過(guò)程的強(qiáng)化和節(jié)能

干燥過(guò)程中能耗大，能量利用率低。隨著能源價(jià)格的不斷上漲，采取措施改變干燥設(shè)備的操作條件，開(kāi)發(fā)熱效率高的干燥設(shè)備，根據(jù)干燥的特點(diǎn)進(jìn)行組合干燥裝置的工藝研究，回收排出的廢氣中部分熱量等具有重要意義。從干燥動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，干燥過(guò)程和一般傳質(zhì)過(guò)程一樣，對(duì)過(guò)程速率強(qiáng)化手段的研究是最關(guān)注的問(wèn)題之一。

干燥過(guò)程主要分為恒速干燥階段和降速干燥階段。在恒速干燥階段，動(dòng)態(tài)干燥比靜態(tài)干燥具有更高的干燥速率。物料內(nèi)部的水分（主要為非結(jié)合水）向表面?zhèn)鬟f的速率和水分子從物料表面蒸發(fā)的速率相等。干燥速率基本上不隨物料而變，其大小取決于物料表面水分的蒸發(fā)速率。在干燥過(guò)程中物料處于靜態(tài)，故其干燥強(qiáng)度較低，若能采取一定措施，在干燥過(guò)程中翻動(dòng)物料，則可使干燥得以強(qiáng)化。恒速干燥階段是受外部條件控制的。因此其強(qiáng)化手段與對(duì)流傳熱相似，改善流體動(dòng)力學(xué)條件是基本手段。

降速干燥階段由于水分自物料內(nèi)部向表面移動(dòng)的速率小于表面水分蒸發(fā)速率，因此干燥速率逐漸減小，物料表面不能維持全部濕潤(rùn)，蒸發(fā)面逐漸向物料內(nèi)部移動(dòng)。干燥速率的制約因素主要是內(nèi)部條件，即主要取決于物料內(nèi)部水分或水汽的擴(kuò)散阻力，當(dāng)然外部條件對(duì)降速干燥階段也是有影響的。此外，如果能將能量有效的供給物料的內(nèi)部水分而又不致引起物料骨架吸收大量能量而過(guò)度升溫，并且又能減少水分和水汽向外傳遞的內(nèi)阻，那降速階段的干燥速率便可提高而又不損傷物料的品質(zhì)。在干燥過(guò)程中，施加超聲波能量場(chǎng)激勵(lì)物料內(nèi)部水分子的振蕩有助于水分子的擴(kuò)散[3]。

從能量傳遞的特點(diǎn)看，對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射都需經(jīng)由物料表面?zhèn)鬟f到內(nèi)部，在流體動(dòng)力學(xué)條件一定時(shí)，要提高傳熱速率，只有提高物料表面至內(nèi)部的溫度梯度，但這將受物料耐熱性的限制。微波能將能量集中供給水分，使其迅速受熱汽化，從而提高干燥速率，但微波使物料內(nèi)部水分迅速汽化后，如不能及時(shí)排除則會(huì)在物料內(nèi)部形成高溫高壓的空腔，使物料“膨化”和過(guò)熱。吸附干燥是在物料與其接觸的吸附劑材料的質(zhì)量濃度梯度的推動(dòng)下，進(jìn)行濕分傳遞，不需新能量加入，同時(shí)改善了設(shè)備的操作條件。

盡量減少物料的尺寸，使內(nèi)部水分和水汽擴(kuò)散的距離減少，是提高降速干燥階段速率或縮短干燥時(shí)間的有效方法，但這種方法受產(chǎn)品形態(tài)、尺寸要求和相應(yīng)有效干燥方法的限制，對(duì)產(chǎn)品形態(tài)有一定要求時(shí)，這種方法有局限性。由降速干燥階段控制的干燥過(guò)程，往往被重視的是產(chǎn)品質(zhì)量。在可獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，再來(lái)考慮節(jié)能和加速干燥過(guò)程。

一般來(lái)說(shuō)，干燥器的熱損失不會(huì)超過(guò)10%，大型生產(chǎn)裝置若保溫良好，熱損失約為5%。因此，要做好干燥裝置的保溫工作，應(yīng)該尋求一個(gè)最佳保溫厚度。

由干燥器熱效率定義可知，提高干燥器的入口空氣溫度，有利于提高干燥器的熱效率。但是，入口空氣溫度受產(chǎn)品允許溫度的限制。如：對(duì)于熱敏性物料的干燥，40℃為熱破壞的安全溫度，因此操作溫度應(yīng)該在40℃接觸吸附-噴霧-造粒優(yōu)化裝置（見(jiàn)圖1）

圖1為接觸吸附-噴霧-造粒優(yōu)化裝置，該裝置在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上添加了流化床，液態(tài)物料與吸附劑（固態(tài)物料）接觸后又一起進(jìn)入流化床內(nèi)，從而有效地延長(zhǎng)了物料與吸附劑的接觸吸附時(shí)間，在一定程度上提高了產(chǎn)品的干燥效果。

接觸吸附與噴霧干燥混合，降低了產(chǎn)品的相對(duì)吸濕性；干燥中，水分蒸發(fā)穩(wěn)定，物料溫度低，對(duì)于生物物料可保持液態(tài)時(shí)生物活性；避免了產(chǎn)品在干燥器壁的堆積。吸附劑可作為惰性粒子載體或產(chǎn)品的一部分與物料一起進(jìn)入流化床干燥器進(jìn)行干燥造粒，節(jié)省了成本。

接觸吸附-氣流-造粒優(yōu)化裝置（見(jiàn)圖2）

圖2所示為接觸吸附-氣流-造粒優(yōu)化裝置，該裝置采用物料與吸附劑逆向進(jìn)料的方法，用干燥器底部的選留裝置將吸附劑向上拋起，與上部噴下的液態(tài)物料進(jìn)行接觸吸附干燥，干燥后的物料從頂部被氣流帶出。物料與吸附劑逆向接觸，同時(shí)進(jìn)行水分吸附和部分蒸發(fā)過(guò)程，水分從毛細(xì)管多孔體中蒸發(fā)，從而改變了熱質(zhì)傳遞性，且能充分發(fā)揮對(duì)流干燥的某些有利特點(diǎn)，排除了其它必要的下游操作，如磨碎、篩分等，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量有所改善，特別適用于熱敏性物料。接觸吸附-流化床-造粒優(yōu)化裝置（見(jiàn)圖3）

圖3所示為接觸吸附-流化床-造粒優(yōu)化裝置，該裝置與圖1所示的裝置接近，但進(jìn)料方式不同。該裝置也采用逆流的方式，使物料與吸附劑能在床層上進(jìn)行充分的接觸，從而提高了產(chǎn)品的干燥效果。

與傳統(tǒng)對(duì)流干燥相比，此方法干燥時(shí)間短、能耗低、費(fèi)用少。以硅膠干燥～mm厚的牛皮為例，在60℃以下，水分含量從60%降至20%，所需干燥時(shí)間從7h降至15～20min，減少蒸汽耗量30%，基本投資費(fèi)用降低。吸附劑的使用不但提高了對(duì)流熱質(zhì)傳遞速率，而且提高了接觸熱質(zhì)傳遞速率，降低了能源消耗，達(dá)到節(jié)能的目的[3]。

吸附干燥在35℃以下進(jìn)行，對(duì)胡蘿卜素破壞輕微，無(wú)褐變,其中胡蘿卜素僅損失%，接近商業(yè)上干燥方法最低損失5%的水平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱風(fēng)干燥的水平，可保持原有色香味，故適用于熱敏性物料的干燥。4結(jié)語(yǔ)研究表明，飼料干燥加工過(guò)程非常適合采用吸附-干燥-造粒。任何一種干物料都可作為吸附劑，充分發(fā)揮吸附干燥的優(yōu)勢(shì)，可有效地降低干燥過(guò)程中的能源消耗，并可保證加工品質(zhì)，使飼料加工設(shè)備整體水平有較大的提高。進(jìn)行干燥過(guò)程的合理優(yōu)化組合，如利用微波與氣流干燥或流化床干燥進(jìn)行組合、超聲波與干燥設(shè)備的組合，可以較好地控制整個(gè)干燥過(guò)程，同時(shí)又能節(jié)約能源,尤其適用于熱敏性物料，是干燥技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。參考文獻(xiàn)1史利清.飼料企業(yè)如何培育核心競(jìng)爭(zhēng)力.飼料工業(yè)，2006，27(3):58~602MujtundarAS.Recentdevdopmentindryingofsolids[J]．IndianInstituteofCEngineering,1981(4):98～103

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