如果要提高ZLG系列振動流化床干燥機的干燥速率,提高產量,我們需要知道影響干燥速率的因素有那些,經驗得出如下:傳熱速率、外擴散速率、內擴散速率。
,我們需要提高外擴散速率當干燥處于等速干燥階段時,外擴散阻力成為左右整個干燥速率的主要矛盾,因此降低外擴散阻力,提高外擴散速率,對縮短整個干燥周期影響大,外擴散阻力主要發(fā)生在邊界層里。
因此應做到以下兩點:一是降低介質的水蒸汽濃度,增加傳質面積,亦可提高干燥速度;二是介質流速,減薄邊界層厚度等,提高對流傳熱系數(shù)。也可提高對流傳質系數(shù),利于提高干燥速度。
再次,我們需要提高水分的內擴散速率。水分的內擴散速率是由濕擴散和熱擴散共同作用的。濕擴散是物料中由于濕度梯度引起的水分移動,熱擴散是物理中存在溫度梯度而引起的水分移動。要提高內擴散速率應做到:1、當熱擴散與濕擴散方向一致時,強化傳熱,提高物料中的溫度梯度,當兩者相反時,加強溫度梯度雖然擴大了熱擴散的阻力,但可以增強傳熱,物料溫度提高,濕擴散得以增加,故能加快干燥。2、熱擴散與濕擴散方向一致,即設法使物料中心溫度表面溫度,如遠紅外加熱、微波加熱方式。3、低介質的總壓力,有利子提高濕擴散系數(shù),從而提高濕擴散速率。4、減薄坯體厚度,變單面干燥為雙面干燥,e,其他坯體性質和形狀等方面的因素。
流化床干燥是一種非常有效的固體顆粒干燥方法。懸浮在氣流中的顆粒表面充分暴露在干燥環(huán)境中,從而獲得更好的傳熱效果、并且縮短干燥時間。通過在和出口處連續(xù)控制干燥空氣及使其與固體顆粒充分混合,以達到同一產品溫度和均勻干燥的效果。
流化床干燥機廣泛應用于化工、制藥、農林土特產品、糧食、輕工等領域,屬量大面廣的通用機械產品。我國振動流化床干燥機行業(yè)從形成、發(fā)展到逐步走向成熟已經走過了20多年歷史。目前需要的常規(guī)振動流化床干燥機,以及國際市場需要的主要振動流化床干燥機,我國基本都能自己制造。這表明,流化床干燥機以進口為主的歷史已經結束。
目前,我國振動流化床干燥機主要出口產品是真空振動流化床干燥機,振動振動流化床干燥機,中小型糧食、食品及農林土特產品噴霧造粒干燥機,年出口量超過百臺,出口的主要地區(qū)是東南亞及其他發(fā)展中國家,并已經打開市場的大門。目前,我國振動流化床干燥機出口產品占國產振動流化床干燥機的總量尚不到5%,預計十五期間出口產品在國產振動流化床干燥機總量中所占比例將達到10%以上。
在國際競爭中,我國振動流化床干燥機、氣流干燥機、噴霧干燥器生產企業(yè)的主要競爭對手是丹麥、瑞士、英國、德國、美國以及日本等。與競爭對手相比,我國振動流化床干燥機的優(yōu)勢是價格低廉,不足之處主要在于產品的自動化控制程度、外觀質量、成套性和功能組合性方面有待進一步提高。
由此看來,干燥機需要突破的從多方面來進行突破。,要滿足食品、制藥等企業(yè)向集約化方向發(fā)展,向高速、高產量的方向發(fā)展;其次為使下游食品企業(yè)能按標準化、系統(tǒng)化進行生產,無論從規(guī)格,參數(shù),零部件配套,振動流化床干燥機各方面都加以標準化、系列化。
目前國內企業(yè)仍以中低端產品客戶為主,因此我國振動流化床干燥機想要與國外產品一較高低,未來我國企業(yè)在技術研發(fā)力度就不斷加強。國內企業(yè)在鞏固自己領域同時,應該穩(wěn)步前行,向國際化不斷邁進。
共溶點及其測量方法
需要凍干的產品,一般是預先配制成水的溶液或懸濁液,因此它的冰點與水就不相同了,水在0℃時結冰,而海水卻要在低于0℃的溫度才結冰,因為海水也是多種物質的水溶液.實驗指出溶液的冰點將低于溶媒的冰點.
另外,溶液的結冰過程與純液體也不一樣,純液體如水在0℃時結冰,水的溫度并不下降,直到全部水結冰之后溫度才下降,這說明純液體有一個固定的結冰點.而溶液卻不一樣,它不是在某一固定溫度完全凝結成固體,而是在某一溫度時,晶體開始析出,隨著溫度的下降,晶體的數(shù)量不斷增加,直到后,溶液才全部凝結.這樣,溶液并不是在某一固定溫度時凝結.而是在某一溫度范圍內凝結,當冷卻時開始析出晶體的溫度稱為溶液的冰點.而溶液全部凝結的溫度叫做溶液的凝固點.因為凝固點就是融化的開始點(既熔點),對于溶液來說也就是溶質和溶媒共同熔化的點.所以又叫做共熔點.可見溶液的冰點與共熔點是不相同的.共熔點才是溶液真正全部凝成固體的溫度.
顯然共熔點的概念對于冷凍干燥是重要的,因為凍干產品可能有鹽類、糖類、明膠、蛋白質、血球、組織、病毒、等等的物質.因此它是一個復雜的液體,它的凍結過程肯定也是一個復雜的過程,與溶液相似,也有一個真正全部凝結成固體的溫度.即共熔點.由于冷凍干燥是在真空狀態(tài)下進行.只有產品全部凍結后才能在真空下進行升華,否則有部分液體存在時,在真空下不僅會迅速蒸發(fā),造成液體的濃縮使凍干產品的體積縮?。欢胰芙庠谒械臍怏w在真空下會迅速冒出來,造成象液體沸騰的樣子,使凍干產品鼓泡,甚至冒出瓶外.這是我們所不希望的.為此凍干產品在升華開始時要冷到共熔點以下的溫度,使凍干產品真正全部凍結.
在凍結過程中,從外表的觀察來確定產品是否完全凍結成固體是不可能的;靠測量溫度也無法確定產品內部的結構狀態(tài).而隨著產品結構發(fā)生變化時電性能的變化是極為有用的,特別是在凍結是電阻率的測量能使我們知道凍結是在進行還是已經完成了,全部凍結后電阻率將非常大,因此溶液是離子導電.凍結是離子將固定不能運動,因此電阻率明顯.而有少量液體存在時電阻率將顯著下降.因此測量產品的電阻率將能確定產品的共熔點.
正規(guī)的共熔點測量法是將一對白金電極浸入液體產品之中,并在產品中插一溫度計,把它們冷卻到-40℃以下的低溫,然后將凍結產品慢慢升溫.用惠斯頓電橋來測量其電阻,當發(fā)生電阻突然降低時,這時的溫度即為產品的共熔點.電橋要用交流電供電,因為直流電會發(fā)生電解作用,整個過程由儀表記錄.(圖十六)
也可用簡單的方法來測量,如圖十五所示.用二根適當粗細而又互相絕緣的銅絲插入盛放產品的容器中,作為電極.在銅電極附近插入一支溫度計,插入深度與電極差不多,把它們一起放入凍干箱內的觀察窗孔附近,并用適當方法把它們固定好,然后與其他產品一起預凍,這時我們用萬用表不斷地測量在降溫過程中的電阻數(shù)值,根據(jù)電阻數(shù)值的變化來確定共熔點.
把電極引線通過一個開關與萬用表相連,可以不分正負極.如果凍干箱沒有電線引出接頭,則可以用二根細導線從箱門縫處引出,在電線附近涂些真空密封蠟,這樣不致于影響真空度.
待溫度計降至0℃之后即開始測量并作記錄.把萬用表的轉換開關放在測量電阻的(×1K或×10K).由于萬用表內使用的是直流電,為了防止電解作用,在每次測量完之后要把開關立即關掉,把每一次測量的溫度和電阻數(shù)值一一記錄下來.開始時電阻值很小,以后逐步增高.到某一溫度時電阻突然,幾乎是無窮大,這時的溫度值便是共熔點數(shù)值.
用這種方法測量的共熔點有一定的誤差,因為銅電極處多少有些電解作用.萬用表對于高阻值沒有電橋靈敏;另外,凍結過程與熔化過程電阻的變化情況并不完全相同,但所測之值仍有實用參考價值.
共熔點的數(shù)值從0℃到40℃不等,與產品的品種、保護劑的種類和濃度有關.一些物質的共熔點列表二十二供參考,因實際的凍干產品還有其它成份.所以與此不相