木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形,陶瓷坯料在煅燒前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運(yùn)輸和貯存,將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下,以防霉變。通過以上的例子我們可以看到干燥的好處很多,由于自然干燥遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要,各種機(jī)械化干燥機(jī)越來越廣泛地得到應(yīng)用。
壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的:在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下,降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量,而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷凍干燥機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷,由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個(gè)密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng),發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。壓縮空氣干燥機(jī)還有吸附式干燥機(jī)和溶解式干燥機(jī)。
制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓(低溫)制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi),制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮,壓力、溫度同時(shí)升高;高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器,在冷凝器內(nèi),溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比較低的冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換,制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來,制冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥,經(jīng)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化(俗稱“蒸發(fā)”),而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水;蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走,這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過程,從而完成了一個(gè)循環(huán)。
在冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量,實(shí)現(xiàn)脫水干燥的目的。壓縮機(jī)是心臟,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)(如水或空氣)帶走。膨脹閥/節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。
近代干燥機(jī)開始使用的是間歇操作的固定床式干燥機(jī)。19世紀(jì)中葉,洞道式干燥機(jī)的使用,標(biāo)志著干燥機(jī)由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展;剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)則較好地實(shí)現(xiàn)了顆粒物料的攪動(dòng),干燥能力和強(qiáng)度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應(yīng)本行業(yè)要求的連續(xù)操作干燥機(jī),如紡織、造紙行業(yè)的滾筒干燥機(jī)。
20世紀(jì)初期,乳品生產(chǎn)開始應(yīng)用噴霧干燥機(jī),為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開始,隨著流化技術(shù)的發(fā)展,高強(qiáng)度、高生產(chǎn)率的沸騰床和氣流式干燥機(jī)相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式干燥機(jī)則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發(fā)展了遠(yuǎn)紅外和微波干燥機(jī)。
通過漫長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)積累和改進(jìn),干燥機(jī)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,以滿足人們對(duì)于干燥物體的要求。
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