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传统和新型干燥技术的技术分析

     过去2O年来,由于干燥器的长寿命和过去相对不变的燃料价格,干燥革新没有被加速。但是,干燥技术革新是连续的。真正革命性的、突破性的干燥技术还没有出现;在可预见的将来也不可能出现。许多革新是基于现有的知识,如利用热泵干燥热敏性物料使用不同的热输入模式。我们可以利用可靠的电子软件模拟和检验新设计而不用投入大量的时间、人力和资金,从而使革新得到强化。这表明扎实的理论基础是快速革新的先决条件。尽管一些新出现的干燥技术将慢慢替代同类型的传统技术,但在市场化之前仍需进行大量的研发工作。

    热力干燥是一个重要的单元操作,耗能甚高,且对多数产品质量有着决定性的影响。能源价格的攀高,对环境友好和可持续发展技术的需求以及消费者对产品质量不断提高的要求,推动着工业界和学术界更努力于干燥技术和装置的研发。干燥领域的研发并不需要大量资金。的确,就当前世界范围的人力和财力资源来看,对干燥研发的支持已经达到了可持续发展的水平。西方发达国家研究兴趣向纳米科技转移而出现的干燥研究活动的疲软,已被新兴国家如中国、巴西、印度等所填补。就整体而言,尽管北美和欧洲的研究兴趣在急剧下降,但全球范围的干燥研发活动仍处于上升期。工业干燥能耗占发达国家工业能耗的12%一25%,因此能源的高价格迟早会带动干燥研发活动的进一步发展。成千上万种产品需要利用100多种不同干燥机进行干燥的事实,为干燥革新提供了大量机会。本文将先论述革新的定义和如何强化革新,然后对一些新技术与仍占市场主导地位的传统技术作比较,最后强调工业界与学术界的互动以及工业界的先期行为对干燥研发工作的重要性和必要性。 
    要在传统和新型干燥技术之间做出明显的区分是很困难的,因为多数新技术是在传统技术基础上逐步发展的。这种渐进式的发展是“无缝式”的,人们不可能分辨出在何时以及何地发生。因此,下列讨论似应考虑干燥行业本身这种内在的模糊性。
    针对不同形状湿物料的干燥,需要说明的是,新型干燥器不一定在所有产品干燥上都比传统干燥器表现好,但是新型干燥器在一些特定的应用场合却有特别的优势,因而是一种更好的选择。一些新型干燥器是传统干燥器的简单而巧妙的组合。新型或新兴干燥技术与常用传统干燥技术的能量来源相同,但在热量释放和向湿物料传递热量方面却有很大不同。
    对于细粒或粒状固体干燥,目前最常用的干燥机是带有或没有内置蒸汽管的喷流旋转干燥机、气流干燥机、连续盘式干燥机、流化床干燥机(有或没有内置换热器)和振动床干燥机。仅以流化床干燥机为例,至少有20种变种。对粒径更大的颗粒,喷动床干燥比传统流化床表现要好。对不易流化的粘性颗粒或有广泛粒径分布的颗粒料,振动床要比传统流化床好,因为它允许使用一个较低干燥空气速度并且机械振动有助于固体的流态化。最近,发现脉冲流态化技术有类似于振动流化床的一些有趣应用。 
    使用微波和无线电场进行体积加热在化学工业应用不多。现在比较清楚的是:微波和无线电辅助干燥过程速度较快,相应的能源消耗较大,并且扩大生产能力较困难。这种干燥机预期只能在一个小范围内应用。真空远红外干燥已有商业规模的成功应用:某加拿大公司用于干燥木料和厚胶合板,还可进一步应用在化工产品、聚合体和食品。远红外干燥机结合热空气冲击流已经在商业上用于干燥涂料纸。电磁能量转换效率和电能的高费用是该技术商业化的主要障碍。在下一个lO年,组合干燥将在工业干燥大行其道。组合干燥技术是现有成熟技术的理性组合,因而风险较小。由于组合干燥既结合了各项技术的优点,同时也会结合各自的缺点,因此在设计组合干燥机时应多加留意。 
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