网站导航

新闻资讯

当前位置:主页 > 新闻资讯 >
干燥机常识与工作原理[1]
时间:2020-08-13 18:00

  干燥机常识与工作原理[1]_化学_自然科学_专业资料。干燥机常识 冷冻式干燥机(以下简称冷干机)概述 经过空气压缩机压缩、后部冷却器冷却、气水分离器分离、缓冲罐稳压后的压缩空气一般都 处于饱和状态,其相对湿度为 100%,而且含有油、固体颗粒等杂质,这种

  干燥机常识 冷冻式干燥机(以下简称冷干机)概述 经过空气压缩机压缩、后部冷却器冷却、气水分离器分离、缓冲罐稳压后的压缩空气一般都 处于饱和状态,其相对湿度为 100%,而且含有油、固体颗粒等杂质,这种压缩空气是不能 直接使用的,需要进行干燥净化处理。 工业上曾有三种方法用于压缩空气的干燥处理,它们的原理分别是: 1) 利用吸附剂对压缩空气中的水蒸气具有选择性吸附的特性进行脱水干燥。如吸附式压缩 空气干燥机。 2) 利用某些化学物质的潮解特性进行脱水干燥。如潮解式压缩空气干燥机。 3) 利用压缩空气中水蒸气分压由压缩空气温度的高低决定的特性进行降温脱水干燥。如冷 冻式压缩空气干燥机。 在上述三种压缩空气干燥设备中, 潮解式压缩空气干燥机已基本淘汰; 而冷干机和吸附式压 缩空气干燥机(以下简称“吸干机”)正在被广泛应用。 冷干机与吸干机相比具有下列特点: 1)没有压缩空气消耗——大部分用户对压缩空气露点要求并不是很高, 如使用冷干机可比使 用吸干机来得节省能源; 2)无阀件磨损——吸干机有切换阀的问题,虽然冷干机中也有阀件,但是基本无磨损问题; 3)不需要定期添加、更换吸附剂; 4)运转噪音低;吸干机有吸附塔卸压的噪声,在空压房里,一般听不到冷干机的运行噪声; 5)日常维护较简单,只要按时清洗自动排水器滤网即可; 6)对气源的前置预处理要求不高,一般的油水分离器即可满足冷干机对进气质量的要求; 与吸附干燥机相比,经冷干机处理后的压缩空气“压力露点”只能达到 0℃以上,因此气体的 干燥深度远不及吸干机。 在一些的应用领域中, 用冷干机是达不到工艺对气源干燥度要求的, 如气动仪表、电子工厂等。 J-CD 型冷干机(本公司产品)按冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种; 按进气温度高低分有高温进气型(80℃以下)和常温进气型(45℃以下);按工 作压力分有低压型 (0.3-0.6MPa) 、 普通型 (0.6-0.95MPa) 和中、 高压型 (≥1.0MPa) 三类。 冷冻干燥机的工作原理 冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术,是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然 后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的 产物称作冻干物(lyophilizer),该过程称作冻干(lyophilization)。 物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而 发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状,体积 基本不变, 极易溶于水而恢复原状。 在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。 冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干 燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。它的工作原理是将被干燥的物品先 冻结到三相点温度以下,然后在真空条件下使物品中的固态水份(冰)直接升华成水蒸气, 从物品中排除, 使物品干燥。 物料经前处理后, 被送入速冻仓冻结, 再送入干燥仓升华脱水, 之后在后处理车间包装。 真空系统为升华干燥仓建立低气压条件, 加热系统向物料提供升华 潜热,制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。 本设备采用高效辐射加热,物料受热均 匀;采用高效捕水冷阱,并可实现快速化霜;采用高效真空机组,并可实现油水分离;采用 并联集中制冷系统, 多路按需供冷, 工况稳定, 有利节能; 采用人工智能控制, 控制精度高, 操作方便。 对冻干制品的质量要求是:生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度 快,残余水分低。要获得高质量的制品,对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。冻 干工艺包括预冻、 升华和再冻干三个分阶段。 合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具 有明显的经济价值。 一 制品的冻结 溶液速冻时(每分钟降温 10~50℃),晶粒保持在显微镜下可见的大小;相反慢冻时(1℃ /分),形成的结晶肉眼可见。粗晶在升华留下较大的空隙,可以提高冻干的效率,细晶在 升华后留下的间隙较小, 使下层升华受阻, 速成冻的成品粒子细腻, 外观均匀, 比表面积大, 多孔结构好,溶解速度快,便成品的引湿性相对也要强些。 药品在冻干机中预冻在两种方式:一种是制品与干燥箱同时降温,;另一种是待干燥箱搁板 降温至-40℃左右,再将制品放入,前者相当于慢冻,后者则介于速冻与慢冻之间,因而常 被采用,以兼顾冻干效率与产品质量。此法的缺点是制品入箱时,空气中的水蒸气将迅速地 凝结在搁板上,而在升华初期,若板升温较快,由于大面积的升华将有可能超越凝结器的正 常负荷。此现象在夏季尤为显著。 制品的冻结处于静止状态。经验证明,过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点。但 溶质仍不结晶,为了克服过冷现象,制品冻结的温度应低于共晶点以下一个范围,并需保持 一段时间,以待制品完全冻结。 二升华的条件与速度 冰在一定温度下的饱和蒸汽压大于环境的水蒸气分压时即可开始升华; 比制品温更低的凝结 器对水水蒸气的抽吸与捕获作用,则是维护升所必需的条件。 气体分子在两次连续碰撞之间所走的距离称为平均自由程,它与压力成反比。在常压下,其 值很小,升华的水分子很容易与气体碰撞又返回到蒸汽源表面,因而升华速度很漫。随着压 力降低 13.3Pa 以下,平均自由程增大 105 倍,使升华速度显著加快,飞离出来的水分子很 少改变自己的方面,从而形成了定向的蒸汽流。 真空泵在冻干机中起着抽除永久气体的作用,以维护升华所必需的低压强。1g 水蒸气在常 压下为 1.25L 而在 13.3Pa 时却膨胀为 10000 升, 普通的真空泵在单位时间内抽除如此大量 的体积是不可能的。凝结器实际上形成了专门捕集水蒸气的真空泵。 制品与凝结的温度通常为-25℃与-50℃。 冰在该温度下的饱和蒸汽压分别为 63.3Pa 与 1.1Pa, 因而在升华面与冷凝面之间便产生了一个相当大的压力差,如果此时系统内的不凝性气体分 压可以忽略不计,它将促使制品升华出来的水蒸气,以一定的流速定向地抵达凝结器表面结 成冰霜。 冰的升华热约为 2822J/克,如果升华过程不供给热量,那末制品只有降低内能来补偿升华 热,直至其温度与凝结器温度平衡后,升华也就停止了。为了保持升华与冷凝来的温度差, 必须对制品提供足够的热量。 三升华过程 在升温的第一阶段(大量升华阶段),制品温度要低于其共晶点一个范围。因此搁板温要加 以控制,若制品已经部分干燥,但温度却超过了其共晶点,此时将发生制品融化现象,而此 时融化的液体,对冰饱和,对溶质却未饱和,因而干燥的溶质将迅速溶解进去,最后浓缩成 一薄僵块,外观极为不良,溶解速度很差,若制品的融化发生在大量升华后期,则由于融化 的液体数量较少,因而被干燥的孔性固体所吸收,造成冻干后块状物有所缺损,加水溶解时 仍能发现溶解速度较慢。 在大量升华过程,虽然搁板和制品温度有很大悬殊,但由于板温、凝结器温度和真空温度基 本不变,因而升华吸热比较稳定,制品温度相对恒定。随着制品自上而下层层干燥,冰层升 华的阻力逐渐增大。 制品温度相应也会小幅上升。 直至用肉眼已不到冰晶的存在。 此时 90% 以上的水分已除去。大量升华的过程至此已基本结束,为了确保整箱制品大量升华完毕,板 温仍需保持一个阶段后再进行第二阶段的升温。 剩余百分之几的水分称残余水分, 它与自由 状态的水在物理化学性质上有所不同, 残余水分包括了化学结合之水与物理结合之水, 诸如 化合的结晶水结晶、 蛋白质通过氢键结合的水以及固体表面或毛细管中吸附水等。 由于残余 水分受到某种引力的束缚,其饱和蒸汽压则是不同程度的降低,因而干燥速度明显下降。虽 然提高制品温度促进残余水分的气化,但若超过某极限温度,生物活性也可能急剧下降。保 证制品安全的最高干燥温度要由实验来确定。通常我们在第二阶段将板温+30℃左右,并保 持恒定。 在这一阶段初期, 由于板温升高, 残余水分少又不易气化, 因此制品温度上升较快。 但随着制品温度与板温逐渐靠拢,热传导变得更为缓慢,需要耐心等待相当长的一段时间, 实践经验表明,残余水分干燥的时间与大量升华的时间几乎相等有时甚至还会超过。 四冻干曲线 将搁板温度与制品温度随时间的变化记录下来, 即可得到冻干曲线。 比较典型的冻干曲线系 将搁板升温分为两个阶段,在大量升华时搁板温度保持较低,根据实际情况,一般可控制在 -10 至+10 之间。第二阶段则根据制品性质将搁板温度适当调高,此法适用于其熔点较低的 制品。若对制品的性能尚不清楚,机器性能较差或其工作不够稳定时,用此法也比较稳妥。 如果制品共晶点较高,系统的真空度也能保持良好,凝结器的制冷能力充裕,则也可采用一 定的升温速度,将搁板温度升高至允许的最高温度,直至冻干结束,但也需保证制品在大量 升华时的温度不得超过共晶点。 若制品对热不稳定,则第二阶段板温不宜过高。为了提高第一阶段的升华速度, 可将搁板温度一次升高至制品允许的最高温度以上;待大量升华阶段基本结束 时, 再将板温降至允许的最高温度,这后两种方式虽然使大量的升华速度有一些 提高, 但其抗干扰的能力相应降低,真空度和制冷能力的突然降低或停电都可能 会使制品融化。合理而灵活地掌握第一种方式,仍是目前较常用的方式。 尚科内部学习资料 干燥机编辑 本词条缺少信息栏,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来编辑吧! 一种利用热能降低物料水分的机械设备,用于对物体进行干燥操作。干燥机通过加热 使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定湿含量的固 体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。 目录 1 干燥机 ? 工作原理 ? 发展和分类 ? 粮食行业中的发展 2 干燥机选型 ? 选型 ? 1)开箱验收 ? 2)设备安装施工 ? 3)设备式运转 ? 4)运行后的工作 ? 小型烘干机 3 发展前景 4 干燥机未来展望 ? 特性: ? 发展潜力: 1 干燥机编辑 工作原理 如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形,陶瓷坯料在煅烧前的干燥可以 防止成品龟裂。 另外干燥后的物料也便于运输和贮存, 如将收获的粮食干燥到一定湿含量以 下,以防霉变。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要,各种机械化干燥机越来越广泛地 得到应用。 压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的:在保持压缩空气压力基本不变的 情况下, 降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量, 而多余的水蒸气会凝结成液 体。 冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。 因此冷干机具有制冷系统。 冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷,由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基 本部件组成。它们之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环 流动, 发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。 压缩空气干燥机还有吸附式干 燥机和溶解式干燥机。 制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内,制冷剂蒸汽经过压 缩,压力、温度同时升高;高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器,在冷凝器内,温度较高的 制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换, 制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝 下来,制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀,经过膨胀阀节流成了低温低 压的液体并进入蒸发器; 在蒸发器内低温、 低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化 (俗 称“蒸发”) ,而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水;蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩 机吸走,这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程,从而完成了一 个循环。 在冷冻干燥机的制冷系统中,蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的 热量,实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷 凝器是放出热量的设备, 将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给 冷却介质(如水或空气)带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节 流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。 发展和分类 近代干燥机开始使用的是间歇操作的固定床式干燥机。19 世纪中叶,洞道式干燥机的 使用, 标志着干燥机由间歇操作向连续操作方向的发展。 回转圆筒干燥机则较好地实现了颗 粒物料的搅动, 干燥能力和强度得以提高。 一些行业则分别发展了适应本行业要求的连续操 作干燥机,如纺织、造纸行业的滚筒干燥机。 20 世纪初期,乳品生产开始应用喷雾干燥机,为大规模干燥液态物料提供了有力的工 具。40 年代开始,随着流化技术的发展,高强度、高生产率的沸腾床和气流式干燥机相继 出现。而冷冻升华、辐射和介电式干燥机则为满足特殊要求提供了新的手段。60 年代开始 发展了远红外和微波干燥机。 用于进行干燥操作的机械设备类型很多,根据操作压力可分为常压和减压(减压干燥 机也称真空干燥机) 。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据干燥介质可分为空气、烟 道气或其他干燥介质。 根据运动 (物料移动和干燥介质流动) 方式可分为并流, 逆流和错流。 按操作压力,干燥机分为常压干燥机和真空干燥机两类,在真空下操作可降低空间的 湿分蒸汽分压而加速干燥过程,且可降低湿分沸点和物料干燥温度,蒸汽不易外泄,所以, 真空干燥机适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合。 优势: 1、设计精良的吸附塔体 2、高性能的活性氧化铝吸附剂 3、效果良好的消音器 4、独具功率大和耐用两大特点的进口气动控器 5、可精确调节流量的再生气调节阀 按加热方式,干燥机分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式干燥机又 称直接干燥机,是利用热的干燥介质与湿物料直接接触,以对流方式传递热量,并将生成的 蒸汽带走; 传导式干燥机又称间接式干燥机, 它利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料 传递热量, 生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、 通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器表面 冷凝等方法移去。这类干燥机不使用干燥介质,热效率较高,产品不受污染,但干燥能力受 金属壁传热面积的限制,结构也较复杂,常在真空下操作;辐射式干燥机是利用各种辐射器 发射出一定波长范围的电磁波, 被湿物料表面有选择地吸收后转变为热量进行干燥; 介电式 干燥机是利用高频电场作用,使湿物料内部发生热效应进行干燥。 优势:1、采用高性能蒸发器,超大换热面积,传热温差小,蒸发器出口空气温度更稳 定 2、采用高效气水分离结构,油水分离效率高; 按湿物料的运动方式,干燥机可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式;按结构, 干燥机可分为厢式干燥机、输送机式干燥机、滚筒式干燥机、立式干燥机、机械搅拌式干燥 机、回转式干燥机、流化床式干燥机、气流式干燥机、振动式干燥机、喷雾式干燥机以及组 合式干燥机等多种。 干燥设备常识:常见的预烘干机在我国有常见的喷雾干燥器,空气干燥机,流化床干 燥机,闪蒸干燥机,流化床干燥机,如喷雾造粒。闪蒸干燥机喷雾干燥喷雾干燥是干燥设备 中的一个最先进的设备。传统方法的三种雾化:旋转雾化,压力雾化及气流雾化。旋转雾化 特性喷雾干燥能力的一个大(喷雾量可达二百吨/小时),将负责将容易控制,操作的灵活性, 以及更广泛应用。压力雾化喷雾干燥的特点是粗颗粒可以创造,以便日后进行维修。由于喷 嘴孔很小,很容易堵塞,必须严格过滤液体。喷嘴孔易磨损,耐磨损材料的使用。还有一个 喷嘴压力的新结构,称为压力-流喷嘴。它的特点是喷嘴压力,周围环境的气隙喷嘴。雾化 分为两个阶段:第一形成液膜压力喷嘴,电影是第二空气雾化,从而使更多的小水滴。的优 势,这种类型的喷嘴:(1)调节压缩空气的压力,可以调节液滴直径,操作简单;(2)生产,高 粘度的液体,它可以雾化液滴罚款;3 如果您禁用压缩空气,原来的压力式喷嘴都可以使用。 雾化气流的实验室和在中东的主要植物,它的电力消耗。头两个不能雾化喷嘴的液体,使用 空中可雾化喷嘴。高粘度粘贴,粘贴和滤饼材料,可用于三流体喷嘴雾化。较干燥的空气流 动干燥技术成熟,如果操作的数据可以直接设计。 流化床干燥机流化床干燥机喷雾干燥机。饲喂设置分为部分流化床干燥机搅拌器和传 热流化床干燥机。 当团结是易于使用的流化床干燥, 或聚集的粉末材料的饲料更多的水将流 入上述困难的现象, 这个时候成立的饲料搅拌机上述情况, 消除集束问题, 以实现正常流动。 后者是热传导和对流换热的组合, 使用时的正常流动的热空气量远远不够的国家, 以满足所 需的热干燥使用设置的换热器, 供给部分或大部分热量, 哪些类型的操作可以大大节省能源。 采取多种形式的换热器。 流化床干燥还经常用于组合干燥中等教育和高等教育。 实行普通振 动流化床说,振动流化床。有一个流动的振动的振动源可分为两类:一为振动电机驱动,其 他为普通电机通过激振箱产生振动,使弹簧。振动时,床的大小,后者更好。流化床喷雾造 粒干燥机的过程中,流态化技术,雾化技术和干燥的有机结合三个。它是将雾化喷淋液体进 入流化床的种子,所以种子继续增长和干燥,以达到所需的规模,时间以外的弹射器。该器 件小型和大型的生产能力,可创造大颗粒。该设备的工业应用已日益增加。 常州市是中国干燥设备之乡,也是现在的全国最大的干燥设备产业集聚地,干燥设备 企业数量全国第一,并且产品也占据了全国 40%的市场,干燥产品远销美国、日本、法国、 南非等 30 多个国家和地区。2010 年干燥行业制定 18 项“国标”,常州市干燥企业全程参与。 粮食行业中的发展 稻谷是我国城乡居民最重要的口粮作物。正常年景,我国年产稻谷 2 亿吨左右,丰富 的稻谷资源为我国稻谷加工业的发展提供了重要的物质基础。 2010 年,全国入统企业规模以上大米加工企业 5666 个,年生产能力 9463 万吨,其中: 日加工干燥能力 100 吨以下的企业为 4741 个, 100~200 吨的企业为 754 个, 200~400 吨的 企业为 132 个,400~1000 吨的企业为 38 个,1000 吨以上的企业为 10 个。 20 世纪 50 年代,清理筛、去石机、“59 型”谷糙分离溜筛等机械的出现;20 世纪 60 至 70 年代,日产 30 吨和 50 吨成套组合碾米设备、平转谷糙筛、重力谷糙分离机、喷风米机、 大米抛光机、大米色选机、谷糙分离设备、白米整理设备等设备的诞生;20 世纪 90 年代, 大米精加工及米质干燥调理技术、 糙米流通关键技术装备研究及综合示范工程、 优质稻产后 精加工及保鲜技术装备研究开发、稻米深加工技术研究与开发等技术研究的完成。 中国粮食行业协会大米分会的工作人员表示,这些设备技术的诞生,都可以显示出我 国对于稻谷加工技术研究的重视。 20 世纪 90 年代中后期,我国稻谷的加工装备制造业进入了快速发展的时期。 2011 年 3 月,我国第一台农民发明净谷干燥机在湖南诞生! 随着民营资本进入稻谷加工机械生产领域,原国有粮机厂开始逐步转让给民营资本。 这些粮机厂自主开发了多种新型装备, 在大中型稻谷加工厂普遍推广应用的主要装备有立式 碾米机、低温升碾米机、大米抛光机、大米滚筒精选机、大米色选机、重力谷糙分离机、糙 米精选机、大米保鲜包装机、米糠膨化机、低破碎提升机、配米装置等。 然而,面对技术开发能力超前的跨国企业,我国土生土长的稻谷加工机械企业,资金 薄弱,研发能力差等,已经成为束缚企业发展的重要因素。 有专家表示,随着我国居民膳食结构的进一步改善,我国的稻谷加工业必将进一步加 大技术升级的力度。 “今后要着重发展优质稻谷精加工,重视加工过程的精碾、调质、成品整理等技术的开 发与应用,大力开发米糠等副产品制油等多种用途,向高出米率、精米、特种米、碎米深加 工、大米添加剂及稻壳、米糠综合利用 5 类系列产品方向发展扶持合理规模企业发展。” 2 干燥机选型编辑 选型 ①物料原始形状 颗粒、粉末、微粒、淤泥、晶体、液体、膏状、悬浮液、溶液、连续 的薄片、厚板、不规则物料(小或大) 、黏稠或块状等。 ②平均产量连续操作投料量或成品、间歇操作投料量或成品及其调节范围等。 ③成品颗粒状况平均粒径、粒度分布、粒子密度、体积密度、复水性等。 ④物料进、出口含水率干基、湿基。 ⑤物料性质 化学、生化、微生物活度、热敏性(熔点、玻璃化温度) 、吸湿等温线(平 衡含水率)等。 ⑥干燥时间干燥曲线、操作参数的影响。 ⑦加热器形式接触方式(直接式、间接式) 。 ⑧燃料选择蒸汽、煤、电、油、燃气。 ⑨干燥辅助设备风机、干法除尘器、湿法除尘器、加料器、出料器、成品冷却及输送 装置等。 ⑩特殊要求构成材料、腐蚀性、毒性、非亲水溶液、易燃易爆的极限、着火点、色泽、 结构、香味要求。 ⑩干燥系统 干燥设备及附属设备的占地面积。设备安装调试过程及一般要求 1)开箱验收 新设备到货后,由设备管理部门,会同购置单位,使用单位(或接收单位)进行开箱 验收,检查设备在运输过程中有无损坏、丢失,附件、随机备件。专用工具、技术资料等是 否与合同。装箱单相符,并填写设备开箱验收单,存入设备档案,若有缺损及不合格现象应 立即向有关单位交涉处理,索取或索赔。 2)设备安装施工 按照工艺技术部门绘制的设备工艺平面布置图及安装施工图、基础图、设备轮廓尺寸 以及相互间距等要求划线定位, 组织基础施工及设备搬运就位。 在设计设备工艺平面布置图 时,对设备定位要考虑以下因素。 (1)应适应工艺流程的需要 (2)应方便于工件的存放、运输和现场的清理 (3)设备及其附属装置的外尺寸、运动部件的极限位置及安全距离 (4)应保证设备安装、维修、操作安全的要求 (5)厂房与设备工作匹配,包括门的宽度、高度,厂房的跨度,高度等 应按照机械设备安装验收有关规范要求,做好设备安装找平,保证安装稳固,减轻震 动,避免变形,保证加工精度,防止不合理的磨损。安装前要进行技术交底,组织施工人员 认真学习设备的有关技术资料,了解设备性能及安全要耱和施工中应事项。 安装过程中,对基础的制作,装配链接、电气线路等项目的施工,要严格按照施工规 范执行。安装工序中如果有恒温、防震、防尘、防潮、防火等特殊要求时,应采取措施,条 件具备后方能进行该项工程的施工。 3)设备式运转 设备式运转一般可分为空转试验、负荷试验、精度试验三种。 (1)空转实验:是为了考核设备安装精度的保持性,设备的稳固性,以及传动、操纵、 控制、润滑、液压等系统是否正常,灵敏可靠等有关各项参数和性能在无贝多芬运转状态下 进行。一定时间的空负荷运转是新设备投入使用前必须进行磨合的一个不可缺少的步骤。 (2)设备的负荷实验:试验设备在数个标准负荷工况下进行试验,在有些情况下进行试 验。在负荷实验中应按规范检查轴承的温升,考核液压系统、传动、操纵、控制、安全等装 置工作是否达到出厂的标准,是否正常、安全、可靠。不同负荷状态下的试运转,也是新设 备进行磨合所必须进行的工作,磨合试验进行的质量如何,对于设备使用寿命影响极大。 (3)设备的精度实验:一般应在负荷试验后按说明书的规定进行,既要检查设备本身的 几何精度, 也要检查工作 (加工产品) 的精度。 这项试验大多在设备投入使用两个月后进行。 4)运行后的工作 首先断开设备的总电路和动力源,然后作好下列设备检查、记录工作: (1)做好磨合后对设备的清洗、润滑、紧固,更换或检修故障零部件并进行调试,使设 备进入最佳使用状态; (2)作好并整理设备几何精度、加工精度的检查记录和其他机能的试验记录; (3)整理设备试运转中的情况(包括故障排除)记录; (4)对于无法调整的问题,分析原因,从设备设计、制造、运输、保管、安装等方面进 行归纳。 (5)对设备运转作出评定结论,处理意见,办理移交的手续,并注明参加试运转的人员 和日期。 5)设备安装工程的验收与移交使用。 (1)设备基础的施工验收由修建部门质量检查员会同土建施工员进行验收,填写施工验 收单。基础的施工质量必须符合基础图和技术要求。 (2)设备安装工程的最后验收,在设备调试合格后进行。由设备管理部门和工艺技术部 门会同其他部门,在安装、检查、安全、使用等各方面有关人员共同参加下进行验收,做出 鉴定,填写安装施工质量、精度检验、安全性能、试车运转记录等凭证和验收移交单由参加 验收的各方人员签字方可竣工。 (3)设备验收合格后办理移交手续 设备开箱验收(或设备安装移交验收单) 、设备运转试验记录单由参加验收的各方人员 签字后及随设备带来的技术文件, 由设备管理部门纳入设备档案管理; 随设备的配件、 备品, 应填写备件入库单, 送交设备仓库入库保管。 安全管理部门应就安装试验中的安全问题进行 建档。 (4)设备移交完毕,由设备管理部门签署设备投产通知书,并将副本分别交设备管理部 门、使用单位、财务部门、生产管理部门,作为存档、通知开始使用、固定资产管理凭证、 考核工程计划的依据. 小型烘干机 脱水烘干机的产品说明:脱水、烘干同步进行,无水渍及污点出现,可避免工件氧化 或生锈,提高成品光泽度及质量;脱水槽为不锈钢材质,坚固耐用,内蓝可提出,方便工件 装取; 脱水烘干机设有脚踏式煞车器,提高使用的安全性;采用自动控制的电源系统,脱水 烘干完成或打开不锈钢盖时,自动切断电源,本机采用铸铣底座,重心稳,内外筒采用不锈 钢制成, 坚固耐用; 加热器装配在上面不锈钢盖, 直接加热, 电源及煞车系统均采自动控制。 脱水烘干机的特点:适用于各种金属零件经研磨抛光,浸防锈液后脱水烘干用;各电 镀及研磨抛光加工厂,烘干必备机器。 脱水烘干机的又叫离心烘干机,热风机,风干机 干燥机(6 张) 3 发展前景编辑 微波技术是在第二次世界大战期间为了研制雷达而成熟起来的。当大战将结束时,美 国调整雷达的工程师发现自己口袋里的巧克力经常熔化了! 立刻明白, 这是电磁波对物质的 作用所引起的, 是和大功率电缆中绝缘介质损耗发热是一回事。 好奇心驱使他们用微波装置 作爆米花取得成功。 这就是微波功率应用设备的雏形。 早在三十年代在调试大功率无线电发 射机时,常常发现苍蝇或昆虫干瘪的死在空心螺线管中,这些 偶然发现,明白的向人们启 示了微波和无线电波均可造成加热、干燥现象。其实,微波和无线电波均是电磁波,只是微 波的频率在 300 兆赫以上,而无线 兆赫以下。当然,发展无线电技术早期 的工作技术重点, 是采用各种频率的电磁波运载信息或获取信息, 以构造现代绚丽多彩的生 活。 初创阶段不可能把昂贵的无线电和雷达设备用于加热干燥。 采用无线电波加热作为工业 应用,早于微波加热,称为射频加热。随着微波技术的发展,所产生的微波功率不断提高, 成本降低,就有可能将微波电磁场的能量转变为物质分子的能量,作为科研、生产和医疗的 手段。这种透入物质内部,即时转化为分子热能的方法,改变了传统加热由表及里的概念, 创造了快速升温的新技术。 1.原理和微波功率应用设备微波电磁波具有两种传送状态。第一种,是由天线定向向空 间传播,和光线一样,是直线传播。第二种,是由人为设置的导行传输状态,也就是制约电 磁波在空心管道中传送,这种空心管道称为波导管,一般是矩形或圆形,由铜或铝等良导体 制成。波导管采用的截面尺寸和所用微波的频率有关。在空心波导管中传播的微波电磁波, 是将能量封闭起来传送。可以远距离传送,能量损失极小。若在波导管中充以非金属物质, 造成传输功率的损耗,传送的距离就有限。是由于产生了电磁场和物质的相互作用,已将电 磁波的部份能量转变为物质分子的能量, 其转换比例是和电磁波的频率与该物质的损耗因子 有关。 从原理上说, 可以把引入波导管中封闭传送的电磁波能量全部转变为物质分子的能量。 温度的升高是物质分子增加能量的主要标志。 电磁波是以光的速度传播的, 电磁波透入物质 的速度也是和光的速度传播速度相接近的; 而将电磁波的能量转变为物质分子的能量的时间 近似是即时的, 在微波频段转换时间快于千万分之一秒。 这就是微波可构成内外同时快速加 热的原理。传统加热固体物料,必须处在一个加热的环境中,然后由表及里,逐渐传导入固 体的内部,获得热平衡的条件,这就需要较长的时间。加热环境,一般不可能很严格的绝热 封闭, 在很长的加热时间, 就可能对环境散发了很多的热量。 而微波功率是全部牌封闭状态, 以光速渗入物体内部,即时转变为热量,就节省了长时间加热过程中的热散失,这就是微波 加热的节能原理。微波加热和射频加热相比的特点: a. 场能转变为热能的比例高; b. 容易将电磁波屏蔽起来,不逸散实际的微波功率设备,一般由(1)微波功率源(2) 应用器(3)波导元件和应用器馈能结构(4)传感和控制四个部份组成。 产生微波功率的微波功率源,一般采用磁控管作振,在该管中,热阴极发射电子,在强 恒磁场作用下,电子作圆周运动;磁控管内部的谐振腔使电子减速,这样就使电子的动能, 转变为电磁波的能量,在谐振腔中积累,送入波导管中,再送入应用器供使用。磁控管需要 直流高压供电, 灯丝加热供电及恒磁场线圈供电并需要相应的保护和控制电路, 组成微波功 率源的整机。直流高压或恒磁场的励磁电流,均可控制微波功率的输出量。微波应用器是扩 大了的波导管, 采用它作为电磁波和物质相互作用的场所。 设计考虑是适应加工物料的形态 和处理要求,可分为行波型和谐振型。波导元件是微波功率源和应用器之间的连结部件,是 为了解决既让磁控管获得最佳的负载工作条件, 而又使应用器能获得有效的馈入效果, 从微 波技术的角度来考虑, 是通过多种波导元件和馈能结构来完成的, 同时波导元件提供了入射 功率量和溢出反射功率量的数据。传感器的配置,是为了觉察场和物质作用的程度,是否符 合加工需要, 如温度传感和湿度传感等。 设备可根据实时的传感数据和微波功率源实时工作 状态,对功率源的输出及传送速度等实施有效的控制。 将微波功率应用设备分为四部份,是非常必要的。一般而言,应用设备均是单件生产或 小批量的生产,是必须按照特定的使用要求进行设计的,是一种类似“量体裁衣”的过程。将 微波功率应用设备分为四部份,其中微波功率源和波导元件是微波工程设计、传感和控制工 程设计。这三部份具有较强的通用性,并不受应用对象不同而变更。多年来,我们强化了这 三部份的标准化和系列化工作, 提高了这些部件的可靠性和稳定性, 为整机的可靠性提供了 有力的基础,并缩短了研制整机的周期。微波应用器设计具有较强的针对性,因不同的应用 对象的处理要求、不同的状态、形状、大小而异,是多学科会合的工程设计,我们采用微波 应用器系列设计的方法,不同的系采用特定的通用部件组装,将新设计的部件降到极少,这 样,进一步缩短了设备的研制周期,并保证了设备的可靠质量。 2. 我国微波功率应用的现状我国在七十年代的初期,就关注着国外微波功率应用技术 的发展。早在 1972 年底电子工业部在南京 772 厂(即三乐电气总公司)召开的一次微波电 子管技术研讨会上, 着重讨论了微波电子管在新领域中的应用可能发展, 新领域即是微波加 热干燥的工业应用、微波治疗、微波诊断及微波等离子体等领域。而开展新领域的研究工作 的先导,必须研制大功率连续波磁控管。当年 772 厂即着手研制 915MHz 和 450MHz 的连 续波磁控管,并在研制成功两个频段连续波磁控管的基础上,又研制了我国首台 2450MHz 微波理疗仪,及 915MHz 微波加热设备。1974 年春首台微波加热设备在北京展出,展示的 微波快速加热现象,吸引了工业界人士的普遍关注。1974 年 11 月电子工业部在南京 772 厂 召开了微波能应用技术座谈会, 会议介绍了国外微波功率在工业生产、 农业生产和医疗事业 中的应用,讨论了在我国发展的前景。经过二十多年的努力,我国已经将微波功率应用这个 研究领域初步建立了基础, 772 厂研制的微波功率设备已在食品、 木材和竹制品加工、 制药、 纸品、酿酒、橡胶、化工等工业生产中站稳了脚根,改善了生产条件,提高了产品的质量, 所研制的多种微波等离子设备、 微波高温设备和微波真空干燥设备已成为多种学科的重要科 研手段。 就全国的情况来说, 我国微波功率应用技术的推广, 二十多年来是一段十分艰辛的路程, 取得了初步成绩,奠定了继续发展的基础,这个基础的主要标志是: (1)微波加热干燥、微 波食品加工和微波杀菌、杀虫已在多种工业中广泛应用(2)家用微波炉已形成规模生产的 能力; (3)微波医疗仪的临床应用已取得了普遍的成功; (4)多个领域前沿课题,采用微波 功率这个有力工具,已取得了许多可喜进展,拓展新领域研究阵地,已跟上了世界的步伐 3.微波功率应用正在走向高科技领域从世界各国研究动向来看, 微波功率应用正处在向 新领域发展的时期,即研究的重点已从传统的加热干燥、食品加工转向多个高新技术领域, 作为研究工作的一种崭新工具。主要的领域有:微波催化化学反应、新材料微波加工处理、 微波气体放电的多种应用的研究等。微波化学的实验研究,几乎遍及化学、化工所有领域, 大量的文选报告显示了微波电磁场可以加速化学反应, 可将反应时间缩短到原需时间的十分 之一到千分之一,给化学工业引入了诱人的前景。微波高温技术可以烧结精细陶瓷,可焊接 陶瓷,并可加工和处理材料,如高分子材料的热定型,非金属材料热处理,微波方法优于常 规方法。微波气体放电,即以微波电磁场形成低温等离子体,是微波功率应用研究的一个主 要方面。微波等离子体化学气相沉积制膜(MPCVD)和等离子体刻蚀,是微电子加工的主 要工艺手段,金刚石薄膜的制备和光纤的制备也采用 MPCVD 方法,超细粉末的制取,微 波等离子体方法,具有多种优点。微波等离子体中,多种粒子的活性强于射频等离子体,用 于化学反应及材料处理具有更有利的条件。此外,由微波无电极放电构成强照明光源(如硫 灯) ,微波臭气发生器等,有可能逐步走向产业化。据初步的文选调研,我国正在进行的微 波功率新领域研究工作的热点,可以列举如下: (1)微波选矿(微波辅助热解)的研究,有 色金属的硫化物转化为氧化物, 镍的碳酸盐转化为氧化镍, 金矿砂的脱硫和放射性同位素的 硝酸盐转化为氧化物等已取得了实验室成果。 (2)微波辅助有机和无机化学反应,提高化学 反应速率做了大量的实验室工作。 (3) 微波辅助萃取技术的研究。 微波电场能加快溶解速率, 改善溶解度,已在多种实验室取得了显著成效。用微波辅助萃取方法,科学规范生产,将是 必然趋势。 (4)以天然气代石油制取乙烯等化工原料,采用微波辅助催化化学反应和微波等 离子体技术,在实验室中已取得了较好的收率。 (5)活性碳和柴油过滤器的微波再生方法, 已得到了良好的实验效果。 (6)我国早在八十年代初期就开始研制多种微波等离子设备,如 MPCVD 设备,等离子刻蚀设备,激光的微波泵源的研制工作。并且又开始研制微波无线电 极放电硫灯强光源,微波气体放电构成臭氧发生器(在臭氧的环境下,延长粮食的保质期, 是一种有效方法) 。 (7)微波高温技术,用于烧结陶瓷和焊接陶瓷,我国已经取得了许多实 验成果。国外的趋势是常规加温技术并结合微波高温方法,以改进陶瓷工业的生产,已有小 规模的生产设备。我国也具有这方面的基础和经验,应早日启动该项工作。 (8)从八十年代 初就已经立项从事煤和石油的微波脱硫的研究工作,目的希望早日形成燃烧过程中清洁排 放。对固、液、气三态的废物处理,也结合微波方法,进行了初步的实验研究。从这些课题 的内容可以看到,对新领域的研究工作,我国和国外的差距并不太大。应切实解决许多实际 难题,以加强向产业化转化的力度,才能对我国的经济建设和生态环境的改善见实效。 4.加强微波应用基础研究是进一步发展的基本条件如上所述,我国对微波功率应用对新 领域开拓性的实验研究工作涉及的面很广, 积累了很多经验, 取得了许多开创性的研究成果, 这是令人鼓舞的。但是,把这些实验室的结果转变为生产力,使产业化的进程赶上世界前进 的步伐,还不容乐观。从微波工程的角度来看,我国用于新领域实验研究的设备,尚属较原 始的状态,而且处理量一般较小,扩大到产业化的规模,还有许多具体难点需要解决,走向 产业化还有一段艰苦奋斗的路程。 从国外新领域的实验研究表明: 需要对微波功率应用设备 有更高的要求。停留在原有水平的设备,难于适应新领域研究的需要。首先,对微波功率源 就有较高的要求,要求工作高可靠,输出的微波功率具有高稳定度和重调精确度,低波纹因 素,并具有调制功能, 以适应改变条件,取得较佳的实验效果, 并具有可靠的重复性。第二, 设备远实时传感,监示和高速是需要的。传感设置,是国产设备的薄弱环节,需要完善这些 功能。为了确保监示的精确性,及调整的可靠性,需要着手改进大功率波导元件的性能,及 研制应用器的多种适应性强的馈入结构。 由此可见,为适应新领域应用研究的需要,微波功率源、波导元件及传感和控制这三部 份通用性强的基础部件,还有大量的改进工作要做,使这些基础部件的技术指标,国外先进 的水平。已成功运用的微波功率生产设备,还需要改进和提高。这些通用基础部件质量的提 高,将为改进应用设备,提供扎实的基础。就可能使微波功率应用设备更规范化,使工作更 稳定可靠,加热更均匀,并配以可靠的传感功能,可使设备的工作状态得到实时监示,使电 磁场和物质相互作用的状态具有可觉察性,具有配置闭环自控的基本条件,设备日趋完善, 这样就可缩小和国外先进同类产品的差距, 使目前国内以进口设备为主的橡胶微波硫化设备 和印刷干燥设备,全部采用国产设备。一旦我们的应用设备的质量跃上一个台阶,就有可能 将微波功率应用于加热的领域不断拓宽。 如化工材料、 玻纤的干燥、 陶瓷坯体的干燥和定型、 纺织、印染、印刷工业的应用,大型冷冻肉食品解冻的应用,完全可以采用微波功率设备, 改善生产条件并缩短生产时间。现有微波功率应用设备的改进和提高,并可靠的运用,无疑 将为新领域应用设备提供了有益的经验和基础部件。 5.多学科会合攻关使研究工作早日转向产业化微波功率应用是多学科交叉的课题,就新 领域的研究而言,多学科的充分渗透犹为重要。二十多年的经验表明,应用学科的许多研究 工作若不清楚微波原理的基本框架、主要原则和现状,所立的研究课题往往会多次反复,长 期在实验室中徘徊,研究工作进展的速度不快,而不清楚应用学科具体课题的基本要求,处 理的主要环节,所作的微波应用器的工程设计,将会造成使用不当,造成大量浪费。这些虽 然都是过去的历史,但是这些应该吸取的经验,必须给予高度的重视,对于开拓新的应用领 域,更具重要意义。微波应用的研究课题,必然存在着多学科能够从充分对话、渗透,然后 找到多学科规律的会合点的过程。 不能忽视多学科从理论角度深入对话的必要性, 因为多学 科的理论规律,可以预示许多方向性的原则,就可以较可靠的给出应用器设计的具体要求, 及实验的实际运作程序,避免多走弯路,节省时间。多学科的会合既应包括研究工作策略、 方案和设计,又应包括失败和成功的经验的讨论和总结,才能涵盖研究工作的完整规律,而 找到前进的方向。预计将科研成果转化为生产力,更要注意从多学科会合来考虑,一个科研 项目的成果应还要充分重视类似产业或现有同类规模生产产业的成功经验, 作出向产业化转 化的方案。 微波技术并不能替代原有生产流程的一切规律, 微波技术可以找到原有生产流程 的薄弱环节,在这个环节上补充、加强或代替,而使原有的流程得到一个很大跨度的改进。 如微波橡胶硫化设备的研制就是一个明显的例子。 硫化温度和硫化时间对一定的产品均有一 个确定的最佳区间,常规方法是升温时间和硫化时间的矛盾,对大体积的产品而言,由表及 里的常规加热,欲使内部达到预定的硫化温度,需要很长的时间,表层橡胶已超过了硫化时 间,达到了过硫化状态,而内部尚处于硫化处理不足。传统方法对整个产品难于达到均匀一 致的硫化处理。 微波橡胶硫化设备的设计、 微波加热仅用于迅速升温到预定的硫化温度一段 区间,而已到达硫化温度后,立即由传统的加热方法作保温处理,如此安排,微波橡胶硫化 设备,既加快了生产时间、节约了能源,又得到均匀硫化处理的效果,改善了产品质量。再 如微波高温烧结陶瓷的研究工作表明,微波高温方法升温快,可缩短生产时间,改善陶瓷产 品的质量。但是实验研究烧结过程烧成率低,难于掌握迅速升温的各个环节。冷静的思考, 改进陶瓷烧结的工艺, 还应该是常规加热和微波加热相结合的方法, 初始升温不必采用微波 方法,待到达 500° C 以上, (陶瓷坯体吸收微波能量的系数受温度升高而提高) ,此时,用 微波方法即可将坯体内外一致达到烧结温度,而保温、降温仍然采用常规方法。这个想法和 看到的报导不谋而合, 国外已在这个思路的前提下, 研制小型微波烧结和传统烧结相结合的 传送式窑炉,得到了很好的烧结效果。利用微波功率所进行的多项科学研究,实际上是在寻 求相关多学科规律会合点上下功夫。微波功率工程方面的技术工作,正在积累经验,逐渐探 索和相关应用学科相配合, 在不同领域共同找到攻克研究工作难点的方法, 使各项高科技研 究早日向产业化转化。 6.微波与传统加热干燥技术相结合,大型微波功率应用设备主要在加热干燥和食品加的 生产中运用。但从需求的情况来看,微波功率应用设备尚未能满足多个领域需求。由于家用 微波炉的普及, 许多企业改进生产的意图已在家用微波炉中做成了可行性试验, 或者已经看 到了改进的预兆,需要进一步促成,但是已有的微波功率设备又不可能完全适应这些要求, 也就是说,就微波加热干燥而言,微波功率工程仍然还有大量的开拓性工作可做。这些领域 大致是非金属材料的高温处理、高分子热定型、化工材料的绝度干燥、脱结晶水、玻璃纤维 的干燥、各种生物化学材料、食品的低温干燥、真空脱水干燥。有些领域的加热和干燥,传 统方法已进行大量的研究工作。 例如干燥方法, 着眼于在不同状态最有效地将水分疏导排出、 喷雾干燥、硫化床干燥、振动硫化床干燥、腾干燥、真空干燥都是应物料的不同状态和热风 刻分相接触而排出水分。如果适当的引入微波能量,完全可能将干燥过程加快,并改善干燥 质量。这些领域微波方法宜与传统方法相结合,补充向物料提供热量不足的弱点,可采用微 波加热。疏导排出水分的方法,还应采用传统方法的优点,这就需要对原有设备进行改革, 以兼容馈入微波功率及防止微波泄漏的措施。 许多材料的绝干处理, 及非金属材料的热处理 方面的应用,大型微波功率设备密度还不够高,设计高场强密度的设备,有望而却步微波功 率设备可以改善对非金属材料的热处理方法, 从理论上估计, 对化工材料的绝干处理会取得 良好的效果。统一电磁场功率工程方法,为改善生产条件,为前沿研究工作的进展作出努力 从许多报导文献来看, 国外射频加热设备其设计方法拟逐步和微波功率相接近, 即发展所谓 50Ω 射频工业加热技术,标准射频设备应由如下四部份组成:(1)具有 50Ω 输出阻抗的射频 振荡器;(2)连结射频振荡器和匹配盒的 50Ω 同轴线)具有控制和鉴别器 discrimmatic 的 匹配盒;(4)应用器。也就是说,射频功率设备发展方向不再是统一体的设备,也可以用通 用件组装设备,而且将振荡源和应用器可以按需要拉开距离(目前的 f 工业设备根本无法达 到这种要求) 。这样的工作方法,实际是和微波功率设备的研制的方法是一致的;即按标准 件组装设备的方法。 同时射频功率输出拟改用晶振馈入放大器, 以便于稳定频率与控制功率; 此种方案和进一步改进微波功率源; 应用正交场放大器, 由有源微波网络组成振荡电路称为 稳频管( Stabililotron )思路是一致的。稳频管的输出功率在 2450MHz 是 10—50KW 和 10—100KW。典型的 Rf 使用频率是 13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz 目前有提高使用频 率的趋势,所试制的 Klystron 采用 267MHz 作为高功率工业应用,而微波功率应用的频率 是 2450MHz,915MHz,向发展 434MHz 的趋势。上从设备设计方法来看,射频设备和微波 设备正在逐步接近, 而微波使用频率在向下扩展, 射频使用频率在向上升。 即二者上下延展, 进一步连结成统一的电磁场功率设备, 实际上微波功率设备和射频功率设备是电磁场功率设 备的二叶, 应该用电磁场功率应用统一的角度来处理方案, 射频和微波各有特长, 各有短处, 应该用其所长,避其所短,使人国的电磁场功率设备做得更合理,更贴近实用。微波与射频 电磁场功率工程工作领域主要是加热干燥、材料处理和气体放电,应用面非常广,非常贴近 生产实际,既是对传统的加热干燥方法的改进,又是当前许多重要研究方法的重要工具。当 前应该是在调查研究的基础上作一些总体规划。 哪些行业加热干燥存在着薄弱环节, 电磁场 功率设备应以何种频段采用哪些技术手段处理, 这些环节较为合理。 当前采用射频和微波方 法的前沿研究工作,设备基础的薄弱环节存在什么问题,应该逐步加强基础建设,以有力地 促进前沿的研究工作。 4 干燥机未来展望编辑 特性: 干燥机的未来发展将在深入研究干燥机理和物料干燥特性,掌握对不同物料的最优操 作条件下,开发和改进干燥机;另外,大型化、高强度、高经济性,以及改进对原料的适应 性和产品质量, 是干燥机发展的基本趋势; 同时进一步研究和开发新型高效和适应特殊要求 的干燥机,如组合式干燥机、微波干燥机和远红外干燥机等。 发展潜力: 干燥机的发展还要重视节能和能量综合利用,如采用各种联合加热方式,移植热泵和 热管技术,开发太阳能干燥机等;还要发展干燥机的自动控制技术、以保证最优操作条件的 实现;另外,随着人类对环保的重视,改进干燥机的环境保护措施以减少粉尘和废气的外泄 等,也将是需要深入研究的方向。 中国干燥机设备市场现状及分析联合国当前的需要,国内市场的常规干燥设备,以及 主要的国际市场干燥设备,基本都在中国制造,这表明,在中国干燥设备进口为导向的历史 已经结束。但是,仍存在一些问题和困难,据中国通用机械干燥设备行业协会预测,未来几 年, 中国的需求, 化工行业将干燥设备 3000(套)左右;制药干燥设备的年需求量将达到 3000(套) 左右;农业,林业,粮食,轻工等行业,如干燥设备,年需求量预计将达到 5000(套)左右。 干燥设备在国内市场占有率已达到 80%以上。 预计“十五”期间,中国干燥设备在国内市场占有率将达到 90%。性能存在问题的区域 重点和技术创新能力的方法有两种。 分布集中的企业在中国干燥设备行业的大多数生产企业 在该行业的基础上逐步产生早期企业,相对集中的地理位置,人员结构存在的严重缺陷。到 目前为止,企业主要分布在江苏,浙江,上海,辽宁,这些企业占整个行业几乎是总数的 50%,而与此形成鲜明对比的是,有一些地区在中国不存在干燥设备制造商。高度竞争性的 行业,有些公司专注于眼前的结果,不需要任何系统的发展,提高整体素质,进展缓慢,严 重妨碍了正常发展的行业。技术开发是不强改革开放以来,尤其是在最近几年,中国的经济 增长潜力得到有效释放,短缺经济的供给和需求发生了根本的变化,初步形成了买方市场。 压力的买方市场,一些企业在市场上追赶,而不是寻找和开拓新市场,企业专注于市场在不 久的将来的需求,更为成熟的产品。因此,在烤箱,振动流化床干燥机和其他产品,制造商 们更集中,更具有竞争力。干燥设备行业从事小企业的发展,新产品,以及完善的推出新产 品主要是模仿对方。 建议开发先进技术, 提高产品质量在中国干燥设备技术与世界发达国家 相比,在同一行业内还有一定的差距。当前的市场,技术含量较低的产品为主。中国加入世 贸组织,将有更多的进入国内市场的国际同行,与日益严重的国际竞争,我们将面临巨大的 竞争压力。 世界领先的干燥设备制造商, 如丹麦尼鲁集团有限公司大河原日本设立了分支机 构中国一个又一个,抓住中国市场。随着加快经济全球化的进程中,更多的公司将针对中国 市场。日益激烈的竞争,这要求我们必须通过企业的进步,吸收国外先进技术,创新,提高 产品质量。的想法,产品开发到大规模的设备,控制的自动化程度,质量,表面处理设备, 选择抗腐蚀材料的努力,开发多功能组合机,产品生命周期继续延长。行业协会要多组织企 业参与国际技术交流和吸收的结果,最新的技术,以加快整个行业,以提高技术水平。调整 的企业,培育企业核心竞争力在中国的特点是干燥行业的企业不这样做,不强,不适合,而 不是完善,但整体素质不高一些,多数企业管理落后,不符合相应的规模经济,通过行业协 会的指导和协调,改变盲目发展的情况。 江苏,浙江,上海,以相对集中的 3 家企业可以考虑使用该合资企业,合作和收购的 中部和西部地区迁移到找到一个更广泛的空间, 生存和发展的企业。 工业企业走强强联合之 路的行业,培养了一些技术实力,与知名品牌和自主知识产权的大公司,企业集团。形成了 自己的特色产品和特色服务。 干燥设备制造企业在中国的相对较低的创新能力, 推出拥有自 主知识产权的新技术,新产品,少数几家公司,这是干燥的重要原因发展缓慢。现有有几十 个高校,科研院所从事研究和开发的干燥技术,位于中国东部,西部,南部,大部分知识成 果没有有效地转化为现实生产力。 企业成为技术创新的主体应该是直接关系到这些大学和研 究机构的各种形式的联合,因此,合理的资源分配和使用,有效地培育和发展创新能力的企 业。 展望未来的竞争力的干燥设备行业的重点将集中在产品质量,技术,服务和价格。类 型的设备在干燥,热空气将干大气加热设备,真空干燥设备为基础的,其他设备,如远红外 干燥,闪蒸干燥机微波干燥设备和其他特殊领域的用户也将逐步扩大的数目应用。在食品, 药品干燥,真空冷冻干燥设备的大型标准设备的需求将会增加,相结合的功能(如制粒干燥, 干燥-过滤器)设备的需求将增加,高自动化干燥设备在一些应用将受到欢迎。此外,出现了 干燥设备将会有越来越多的重视质量, 耐腐蚀材料的干燥设备和使用性能可靠, 将特别关注 的用户。 干燥设备行业开始进入较成熟的发展阶段, 能够更好地满足各个领域用户的实际需 求,价格的国外同类产品,只有 1/3,这使干燥设备在中国比在市场竞争中进口设备的价格 具有明显的优势;另一方面,较大的干燥设备,大多数还涉及现场安装,调试和售后服务工 作,为国内用户,国产设备的进口设备选择更多的选择和更方便。在国际市场上,中国加入 世贸组织,干燥设备更有利于扩大出口。中国的主要出口产品是真空干燥设备干燥设备,干 燥设备,振动,中小型粮食,农业,林业,食品和本地产品干燥设备,年出口量超过 100 辆,主要出口地区东南亚国家和其他发展中国家,并敞开了大门欧洲和美洲市场。中国的出 口占了干燥设备的比例总额的不到 5%,专家预测,“十五”期间出口产品的干燥设备干燥设 备在国内的总份额将超过 10%。国际竞争,干燥设备制造企业在中国的主要竞争对手是丹 麦,瑞士,英国,德国,美国和日本。竞争对手相比,优势在中国干燥设备很便宜,这主要 是由于不足,控制自动化程度的产品,外观质量,功能集和组合的领域得到进一步改善。因 此,国内干燥设备生产企业应充分利用中国加入 WTO 的机遇,加强技术交流,同外国的国 家学习和借鉴外国先进的干燥设备,干燥设备,以加速提高中国的自动化程度和控制,外观 的质量,功能集和组合,并缩小与国外的产品,来改善我们的产品在用户的信任,因此,干 燥设备在中国,不仅在国内市场,而且在国外市场可以进行。我国正越来越多的生产干燥设 备品种,扩大规模,水平和质量的产品迅速增加,越来越多的市场竞争力。特别是,中国政 府支持出口的有关政策,生产干燥设备为国内企业创造良好的外部条件,这表明,中国的发 展前景良好的干燥设备。 干燥机单位热耗和干燥能力折算 热耗和生产能力是粮食千燥机试验的重要指标,但是由于试验时环境条件、根食条件 和千 燥介质条件的多变性,试验结果往往没有可比性,因此必须将干燥机的性能试验数据 折算到一个公认的标准条件才能进行比较和标定。 本文以粮食千燥机的试验数据为墓础, 参 考国内外根食干燥机试验标准, 时根食千燥单位热耗和生产能力折算系数进行了研究和探索; 总结了四种折算方法, 分析了粮食干燥机在不同的环境和谷物条件下折算系数的计算方法和 步骤,阐述了各种方法的优缺点,提出了折算方法的初步的建议,为干燥机试验数据的可比 性和完善干燥机试脸标准提供了依据。 我国是世界上最大的粮食生产国,粮食年产总量达 5 亿吨。每年由刊文获季节天气阴 雨以及干燥设备不足而造成粮食的霉变损失高达 5%。我国的粮食干燥设备和技术,经过 30 多年的发展,已具有一定的水平,在农业现代化建设中发挥了重要作用。但是,与我国对干 燥设备的需求相比,还存在较大的差距。以水稻烘干为例,日本全国水稻干燥机的保有量已 达 110 万台,稻谷干燥机械化水平达 90%以上,而我国机械烘干的稻谷还不到 l%,稻谷干 燥设备不到 1 万台。 造成上述差距的原因是多方面的, 其中粮食干燥技术标准的研究工作落 后也是一个重要原因。目前我国仍采用 80 年代国家标准(如粮食烘干机试验方法,粮食烘干 技术条件),其中的某些条件和指标已不适应当前干燥机发展的需要,例如现有标准中缺乏 干燥机生产能力和单位热耗的折算方法, 有关干燥品质的指标也还不够完善合理, 有些指标 未规定统一的测试方法,有些指标比较落后,因而制约了粮食干燥新设备、新工艺的开发、 推广和应用。国际上粮食干燥技术标准已经修订了多次,如 501 巧 20 一 l:1997;农用粮食烘 干机烘干性能的测定,如 15011520 一 2:2 印 l。在这些新的干燥技术标准中都有主要干燥性 能参数的折算方法, 采用的模型和公式多达数十个 〔由于它是一个比较复杂和难解决的问题, 在我国粮食干燥技术标准中尚无这方面的规定。 粮食干燥是一个非常复杂的加工过程,影响因素多,干燥条件多变,其中的影响因素 有介质参数(如热风温度、热风风量和热风湿度)、粮食参数(如粮食类别、粮食水分、粮食温 度和粮食流量)、环境条件(如大气温度和大气湿度)、干燥工艺(如顺流干燥、逆流干燥、横 流干燥、混流干燥)以及干燥机的结构参数。一台粮食干燥机可能在很低的环境温度下(零下 20℃)工作,也可能在高达 30℃的环境条件下工作,其工作条件完全不同,甚至相差甚远二 所以必需将测得的性能指标进行折算, 折算到一个统一的公认的干燥条件。 该项标准的研究 制定,需要针对不同环境条件、粮食条件,女[I 大气温度、大气相对湿度、粮食初始水分、 终了水分、降水幅度、粮食类别、品质、加热方式、热风温度、热风相对湿度、热风量、干 燥方式等一系列参数进行大量的试验验证, 要形成正式的国家标准难度比较大。 最有可能的 成果方式是完成研究报告,给出并非完全准确的折算系数,作为指导性技术文件公布试行, 然后再进行比较和评价。因此,干燥机生产能力和单位热耗的折算是一个十分重要的标准。 单位耗热量和烘干能力是粮食烘干设备的关键指标。 对于不同类型或同一类型的粮食烘干设 备,当其验收工况条件存在差异时,都必须通过有关折算系数将其折算到标准工况条件下, 才能进行单位耗热量和烘干能力的判定、 比较。 我国尚无统一的烘干单位耗热量与烘干能力 折算系数规范。本课题将对折算系数进行研究,研究并制定折算系数的统一国家标准。粮食 烘干单位热耗和烘干能力折算一直是困扰对粮食干燥机进行性能评价、鉴定的重要问题;多 年来由于研究工作量大和科研经费缺乏, 此问题一直没有解决。 黑龙江农垦科学院提出了一 个解决方法, 但由于不能适用于多种干燥工艺和机型以及标准条件和机型选的不够合理而未 能成为国家标准。 笔者在深入分析和研究国内外现有干燥技术研究成果的基础上, 通过试验 和理论分析, 确定了折算的标准烘干条件, 给出了各种烘干机型和不同粮食干燥时的折算系 数的计算方法和使用条件。 1 粮食干燥机热耗和生产能力的折算方法 1.1 计算机模拟法 粮食干燥机使用中的一个常见问题是粮食的初水分经常变化, 为了达到要求的终水分, 需要经常调整粮食流量(生产能力),为了比较粮食干燥机性能的好坏也需要知道干燥机的生 产能力,因此,必须进行折算。j9我们认为利用计算机模拟方法进行干燥机热耗和生产能力的 折算是一种较好而且可行的方法,即建立粮食千燥过程的数学模型,编写干燥模拟程序,在 计算机上进行模拟计算,最后得出折算系数。 此法的优 J 点是通用性好,可以 i}· 算不同机型(顺流,逆流,横流和混流干燥机)和不 1 司粮食(玉米,小麦,水稻)的干燥性能和折算系数;!万 r 对任何干燥条件进行折算,计算速 度较快;各种一!几燥工艺都可以使用。 该方法的缺点是模拟方法还不够普及,掌握该方法需要有一定的计算机基础,干燥机 使用人员一般没有这种软件,此外,干燥过程的数学模型还不够精确。以后应加强这方面的 研究、模拟方法的计算步骤如下: l)建立干燥过程模型; 2)开发各种粮食干燥工艺的计算机模拟程序; 3)利用模拟程序计算标准条件下干燥机的热耗和生产能力; 4)模拟计算非标准条件下的热耗和生产能力; 5)计算热耗和生产能力折算系数; 6)对干燥机性能进行折算。 1.2 ISO11520 一 2 国际标准法 150(Intemational Standard Oganization)国际干燥机性能试验标准给出了一种折算方法, 它利用 4 个校正系数 K1、K2、K3、K4 对试验所得水分蒸发率进行折算。各校正系数的意 义如下: K1——水分校正系数,K1=(8.971 一 0.05578Td)X.+1.139InTd 一 4.652 K2——热风温度校正系数,K2=(0.00565-0.000061Td)+0.000915Td+0.915 K3——空气湿度校正系数,K3=1.0175 一 0.01072(l 一 Φ) K4——风量校正系数,K4=(0.022Td 一 3.445)a/V 一 0.271InTd+2.608 1.3 黑龙江省级标准 黑龙江省农垦科学院农业机械鉴定总站于 1989 年提出了一种粮食干燥单位热耗和生产 能力 折算方法,标准条件为降水幅度 5%(20%~巧%)、热风温度 93℃、环境温度 20℃、环 境相对湿度为 60%,折算方法比较简单易行。它的主要缺点是只适用于横流式粮食干燥机 和玉米小麦的烘干,有些系数的选择缺乏依据。此外,它还考虑了热风炉间接加热和油炉直 接加热及冷却段的影响。具体计算方法如下: 1.3.1 单位热耗的折算 标准条件下谷物干燥机的单位热耗量按下式计算: Qrb=Qr/(K0*K1) 式中 Qrb 一标准条件下的单位热耗,MJ/kg Qr 一试验时的实测热耗,MJ 八 g; K。一大 气条件折算系数,可根据大气温度和相对湿度查表求出,见“粮食干燥单位热耗及生产能力 折算系数”标准;K1 一粮食条件折算系数,在相同的环境条件下,根据粮食的初水分和终水 分查表求出。 1.4 数据表法 通过热力计算,把各种条件下参数变化时的折算系数列成表格,再用插入法折算,标 准给出两种表格,一种是大气条件折算表,另一种是粮食条件折算表,从表中查出两个系数 后,其乘积即为总折算系数。 本文在深入分析和研究国内外现有研究成果的基础上, 分析和探讨了折算的标准条件, 给出了各种烘干机型和不同粮食干燥工艺的折算系数的计算方法和使用条件。 2 干燥参数折算标准条件的确定 为了对比粮食干燥机在不同干燥条件下的性能,必须确定一个公认的标准条件;在非标 准条件下进行干燥作业或试验时必须将干燥过程测得的数据都换算到标准条件, 然后才能进 行干燥性能的比较。所谓标准条件,一般包括降水幅度、环境温度、环境湿度、热风温度和 干燥机类型等。不同国家制定的标准条件是不同的(见表 1)。英国小麦干燥时的标准条件定 为初水分 20%、终水分巧%、环境温度 20℃、环境湿度为 80%。我国黑龙江省规定 干燥玉米的标准条件为降水幅度 5%(20%一巧%)、热风温度 90℃、环境温度 20℃、环 境相对湿度为 60%。法国对不同季节规定了不同的标准条件。俄罗斯规定降水幅度 6%、环 境温度 ro℃。我国尚无粮食干机性能折算的国家标准。有些单位正在对它进行研究,不久 可能会发布并列人国家标准。 3 粮食条件的折算系数 不同的粮食类别如玉米、小麦、稻谷其干燥特性是不同的,例如平衡含水率、薄层干 燥方程、比热、汽化潜热、对气流的阻力、体积密度等等,折算时必须考虑各种粮食的干燥 能力折算系数。 4 不同干燥工艺和机型对折算的影响 利用数学模拟可以很容易求出各种干燥机在不同条件下(顺流、逆流、横流、混流)的性 能,因而也就比较容易计算出折算系数。具体方法可参阅《农产品干燥工艺过程的计算机模 拟》一书 5 热风风量的折算 由于温度变化而引起风速变化,因此还必须同时考虑风速(风量与温度)的折算系数。 6 对谷物干燥折算标准的几点建议 (1)加强国际干燥标准的研学。为了向国际干燥技术标准靠拢,必需应用现代信息技术 和计算机模拟方法, 对国际 150 干燥技术标准已有的一系列计算模型进行干燥条件折算。 由 于数学模型比较复杂, 而且没有任何解释和说明, 有许多方程的系数选取还需进行探讨和分 析,否则很难推广应用。为此需要对国外有关粮食干燥标准方面的资料进行翻译、整理、分 析和应用。 (2)获取必要的试验数据。为了验证折算方法的合理性和正确性,必需对折算结果进行 验证, 这就需要一定的试验条件和设备以进行试验验证, 同时也需要检索查寻大量文献资料。 (3)对四种折算方法进行对比分析。在不同的环境和粮食条件下对上述四种不同的折算 方法进行比较和验证,找出折算中的问题,提出折算标准初稿。

联系方式

邮件:67762062@qq.com
传真:010-68233876
地址:010-68233876
地址:北京延庆区良乡工业开发区建设路22号