Ⅰ. Konvektiokuivaus
Kuivauslaitteissa yleisempi kuivauslaitetyyppi on konvektiokuivain. Esimerkiksikuumailmakuivaus, kuumaa ilmaa ja materiaalia kosketuksissa lämmönvaihtoa varten kosteuden haihduttamiseksi. Yleisiä konvektiokuivauslaitteita ovat ilmasuspensiokuivaimet, kuten leijupetikuivaimet, pikakuivaimet, ilmakuivaimet, suihkukuivaimet, tuuletuskuivaimet, virtauskuivaimet, ilmavirtauskiertokuivaimet, sekoituskuivaimet ja rinnakkaisvirtauskuivaimet.pyörivät kuivausrummutja niin edelleen.
Käytännössä käytetään yksittäisiä koneita ja yhdistettyjä koneita. Ilmavirtauskuivaimet, leijupetikuivaimet, sumutuskuivaimet jne. käyttävät kuumaa ilmaa lämmönlähteenä, ja materiaalien siirto tapahtuu kuivauksen aikana. Tällaisille kuivaimille on ominaista pääasiassa voimansiirto-osien puuttuminen.
Jauhe-, rake- ja hiutalemateriaalien kuivaamisessa tavallisin tapa on kohdistaa kuumaa ilmaa tai kaasua rakeiden pintaan ja siirtää lämpö materiaaliin ilmavirran mukana veden haihduttamiseksi. Haihtunut vesihöyry menee suoraan ilmaan ja poistuu. Konvektiokuivausjärjestelmissä yleisesti käytettyjä kuivausväliaineita ovat ilma, inertti kaasu, suorapolttokaasu tai ylikuumennettu höyry.
Menetelmässä kuuma ilma joutuu suoraan kosketukseen materiaalin kanssa ja kosteus poistuu lämmityksen aikana. Tärkeintä on parantaa materiaalin ja kuuman ilman välistä kosketuspinta-alaa kuuman ilman taipumisen estämiseksi. Materiaalin lämpötila isokineettisen kuivauksen aikana on lähes sama kuin kuuman ilman märkälämpötila, joten korkean lämpötilan kuumalla ilmalla voidaan kuivata myös lämpöherkkiä materiaaleja. Tällä kuivausmenetelmällä on korkea kuivumisnopeus ja alhaiset laitekustannukset, mutta terminen hyötysuhde on alhainen. Seuraavassa on useiden konvektiokuivauslaitteiden perustilanne:
(1) Ilmanvaihtokuivain
Aseta kappaleen tai muotonsa tiivistäneen materiaalin pinta kosketuksiin kuuman ilman kanssa. Kuivumisnopeus on alhainen, mutta käyttöalue on laaja.
(2) Leijukerroskuivain
Anna kuuman ilman puhaltaa tasaisesti jauhe- ja rakeisten materiaalien kerroksen pohjalta ja anna sen virrata niin, että materiaalit sekoittuvat ja dispergoituvat voimakkaasti. Kuivumisnopeus on korkea.
(3) Ilmavirtauskuivain
Tässä menetelmässä jauhe dispergoidaan korkean lämpötilan kuumaan ilmaan ja materiaali kulkeutuu kuivumisen aikana. Tällä mallilla on lyhyt kuivumisaika ja se soveltuu suurten materiaalimäärien käsittelyyn. On taloudellisempaa, jos materiaali viedään kuivaajaan ennen ilmakuivaajaan menoa, jolloin suurin osa vedestä poistetaan mekaanisesti.
(4) Suihkukuivuri
Niin että liuos- tai lietemateriaalit korkeassa lämpötilassa kuumailmasumutuksessa putoavat pisarat kuivuvat samanaikaisesti välittömästi. Tämä menetelmä on lyhytkuituinen ja soveltuu massatuotantoon, lääkkeisiin, lävistys- ja väriainekuivaukseen.
(5) Pyörivä sylinterikuivain
Jauhe-, lohko- ja lietemateriaalit valmistetaan pyörivän rummun kautta kuuman ilman kanssa. Tämä menetelmä soveltuu massatuotantoon. Kuivauksen jälkeen lietemateriaali voidaan purkaa rakeisena materiaalina, ja tällä tavalla käytetään monia korkean lämpötilan kestäviä mineraalien kuivausmenetelmiä.
(6) pikakuivain
Materiaalia sekoitetaan nopealla pyörivällä sekoittimella, jolloin se leviää kaasuvirran pyörivään liikkeeseen samalla kuivuen. Yleisesti sovellettavissa keskikokoisten materiaalien kuivaamiseen, enimmäkseen tahnamaisten materiaalien kuivaamiseen.
II. Konduktiokuivaus
Konduktiokuivaus soveltuu hyvin kosteiden hiukkasten käsittelyyn, ja konduktiokuivauslaitteilla on korkea terminen hyötysuhde. Haihtunut vesihöyry poistetaan tyhjiössä tai ilmavirralla, joka on tärkein kosteuden kantaja, ja tyhjiökäyttöä suositellaan lämpöherkille rakeisille materiaaleille. Konduktiokuivauslaitteissa lapakuivainta käytetään pastamateriaalien kuivaamiseen. Nykyään on suunniteltu sisäisillä virtausputkilla varustettuja pyöriviä kuivaimia, kuten upotusleijupetikuivain lämpöherkkien polymeerien tai rasvapellettien kuivaamiseen, joka on kooltaan vain kolmannes tavallisen leijupetikuivaimen koosta.
Tyhjiökuivaus on menetelmä, jossa materiaalia lämmitetään tyhjiössä, jolloin kosteus diffundoituu materiaalin sisään, haihtuu materiaalin sisällä, sublimoituu ja haihtuu pinnalle. Sen etuna on alhainen lämmityslämpötila, hyvä antioksidanttikyky, tasainen tuotteen kosteuspitoisuus sekä erinomainen laatu ja käyttöalue. Tyhjiökuivaus on kallista käyttää, ja sitä suositellaan vain silloin, kun materiaali on kuivattava alhaisessa lämpötilassa tai hapenpuutteessa tai kun se heikkenee kuivattaessa lämmitysväliaineessa ja korkeassa lämpötilassa. Tietyn haihdutustehokkuuden saavuttamiseksi käytetään korkeaa lämpötilaa, jotta kaasun virtausnopeutta ja laitteiden tilavuutta voidaan vähentää. Matalan lämpötilan kuivauksessa lämmönlähteeksi voidaan valita sopiva matalan lämpötilan hukkalämpö tai aurinkokeräin, mutta kuivaimen tilavuus on suhteellisen suuri.
Ⅲ. Yhdistelmäkuivaus
Erilaisten kuivausmenetelmien ja kuivausperiaatteiden yhdistelmät voivat hyödyntää kuivauslaitteiden vahvuuksia ja kompensoida niiden puutteita. Esimerkiksi suora ja epäsuora kuivausmenetelmä tuottavat suurimman osan tarvittavasta lämmöstä. Tällä tavoin voidaan parantaa kuivumisnopeutta ja saada aikaan sekä suora että epäsuora kuivausmenetelmä ja -laitteisto pienellä laitetilavuudella ja korkealla lämpötehokkuudella.
Yhdistettyjä kuivauslaitteita käytetään myös yhä enemmän, kuten suihkukuivaimien ja värähtelyleijupetikuivaimien yhdistelmiä, haravakuivaimien ja värähtelyleijupetikuivaimien yhdistelmiä, pyöriviä sekoituskuivaimia, konduktiosekoituskuivaimia sekä ilmakuivaimia ja leijupetikuivaimia. Yhdistelmien tarkoituksena on saada alhaisempi kosteus, esimerkiksi yhdellä suihkukuivaimella voidaan saavuttaa 1–3 %:n kosteuspitoisuus tuotteessa, esimerkiksi kosteuspitoisuuden ollessa 0,3 % tai vähemmän. Poistoilman lämpötilan on usein oltava 120 ℃ tai enemmän, jolloin lämpöenergian hävikki on erittäin suuri. Vastaavasti, jos kosteuspitoisuudelle on muita vaatimuksia, kosteuspitoisuuden ollessa alle 0,1 %, poistoilman lämpötilan on oltava yli 130 ℃. Lämpöenergian säästämiseksi, suunniteltaessa yleisesti 90 ℃:n pakokaasun lämpötilaa suihkukuivaimen suunnittelussa, jotta kosteuspitoisuus on 2 %, 60 ℃:n kuuman ilman tuottamaa lämmöntalteenottoa voidaan käyttää sarjassa vaakasuoran leijukerroksen kuivaamiseen, jolloin kosteuspitoisuus voi nousta 0,1 %:iin tai vähemmän ja lämpöenergiaa voidaan säästää 20 %.
Joissakin tapauksissa tuotteen kuivaaminen tai käsittely voi aiheuttaa muutoksen tuotteen lämpöherkkyyteen tai tuotteen ominaisuuksiin. Tässä tapauksessa on luonnollisesti hyvä käyttää kahta tai useampaa erilaista kuivauslaitteistoa yhdessä kuivaamisen kanssa.
Kuinka sitten valita sopivat kuivausrummut materiaaleillesi? Tervetuloa keskustelemaan!
Julkaisuaika: 25. huhtikuuta 2024
