干燥技术的特点

干燥设备技术有很宽的服务领域。面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求,干燥设备技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。

通常,在干燥技术的开发及应用中需要具备三个方面的知识和技术。第一是需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点。第二是要熟悉传递工程的原理,即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理。第三要有实施的手段,即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然,这三方面的知识和技术不属于一个学科领域。而在实践中,这三方面的知识和技术又缺一不可。所以干燥技术是一门跨行业、跨学科的技术。

现代干燥设备技术虽已有一百多年的发展史,但至今还属于实验科学的范畴。大部分干燥设备技术目前还缺乏能够精准指导实践的科学理论和设计方法。实际应用中,依靠经验和小规模试验的数据来指导还是主要的方式。造成这一局面的原因有以下几方面：

原因之一是干燥技术所依托的一些基础学科,(主要是隶属于传递工程范畴的学科)本身就具有实验科学的特点。例,空气动力学的研究发展还要靠“风洞”试验来推动,就说明它还没有脱离实验科学的范畴。而这些基础学科自身的发展水平直接影响和决定了干燥技术的发展水平。

原因之二是很多干燥过程是多种学科技术交汇进行的过程,牵涉面广、变数多、机理复杂。例如在喷雾干燥技术领域里,被雾化的液滴在干燥塔内的运行轨迹是工程设计的关键。而液滴的轨迹与自身的体积、质量、初始速度和方向及周围其他液滴和热风的流向流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的进行,无时无刻不在发生着变化。而且初始状态时,无论是液滴的大小还是热风的分布都不可能是均匀的。显然,对于如此复杂、多变的过程只凭借理论计算来进行工程设计是不可靠的。

原因之三是被干燥物料的种类是多种多样的,其理化性质也是各不相同的。不同的物料即使在相同的干燥设备条件下,其传质、传热的速率也可能有较大的差异。如果不加以区别对待,就有可能造成不尽人意的后果。例如某些中草药的干燥,虽然同属一种药材只因为药材产地或收获期存在区别就须改变干燥条件,否则产品质量就会不合格。

以上三方面的原因决定了干燥技术的开发与应用要以试验为基础。但干燥设备技术的这些特点往往被人有意或无意地忽视。制造厂商由于试验装置缺乏或类型不全(这在我国是一个普遍存在的现象)经常回避应做的干燥实验,而用户由于不了解干燥技术的特点,也经常放弃进行必要试验的要求。其结局是装置使用效果不佳,甚至于报废。在我国,这样的事例屡见不鲜,曾有过一套价值2000万元人民币的工业干燥装置因达不到使用要求而被闲置的教训。因此,建设工业干燥装置尤其是较大的装置之前,一定要进行充分的、有说服力的试验,并以试验结果作为工业装置建设的依据。这是干燥技术应用的显著特点。

此外,种类繁多、各具用途也是干燥设备技术的一个特点。每一种技术都有自己适宜应用的领域。在工程实践中,要根据具体情况选择适用的干燥技术种类。这对投资费用、操作成本、产品质量、环保要求等方都会产生重大的影响。例如某一企业,在白炭黑滤饼干燥技术上曾经分别选用过厢式干燥、喷雾干燥、旋转气流快速干燥三种模式。最终他们体会到这三种技术各有所长。厢式干燥生产白碳黑虽然生产效率低、人员劳动强度大;但产品质量好。与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度值较高。旋转气流快速干燥设备紧凑、投资少、生产效率高,但所生成的橡胶制品的强度指标却是三者间最差的。喷雾干燥生产白碳黑,产品各项指标在三者间居中,但具有产品流动性好、粉尘污染小,深受用户及本厂操作者欢迎的特点。在20世纪90年代,为白炭黑生产中采用哪种干燥方式更为先进的问题,曾在我国干燥界引发过争论。其实,三种设备各有特点,选用哪种类型的技术要看用户自身的条件和产品要求。不存在哪种技术更为先进的结论。类似的例子有很多,都表明了干燥技术种类繁多、各具用途的特点。所以在应用中要仔细比较、慎重选择技术方案,而通过干燥试验来考核技术方案也是必不可少的步骤。