寻找干燥技术的替代方案--新型桨叶式干燥机

作者:Mile Duvnjak 文章来源:Frechen市Nara机床厂欧洲分厂 发布时间:2013-09-04

湿度值达到50%以上的材料、物质的干燥、材料形态的改善或减少浪费,这些仅仅是Nara公司在Powtech展览会上所展示的创新型桨叶式干燥机众多应用中的一部分。

“‘更好’是‘好’的敌人”。Nara公司是这一谚语的忠实拥护者。它们最新开发的Boono Dryer/Cooler(简称为NBD/C)就是成功的,该新产品按照可靠的桨叶式原理二次开发,在日本的冷却工艺流程中得到了广泛的应用。除了加热、冷却和干燥之外,在NBD/C中还能完成像原材料杀菌消毒、结晶、焙烧、涂层或者清理等工序。颗粒状、膏状和粉状的原材料能够在这一设备中柔和的、高效的和有着很好重复再现的处理好。为了在一台设备上能够完成这多种不同的生产任务,这一设备有时不得不在有溶剂回收或者在真空状态下运行。NBD/C是按照间接导热原理工作的,也就是说,产品并不直接与加热介质、制冷介质相互接触。空心轴、同样是空心的桨叶和双层的槽壁保证了水、蒸汽或者油作为传热介质进行加热及冷却。很大的、与产品相互接触的工作表面起到了很好的热传导作用。另外,相互交织的桨叶运动也大大提高了材料搅拌的均匀性。

干燥时要对流经产品的气流量进行调整,保证这些气流能够被当作废气抽走,不会产生冷凝。按照这种方法所需的气流量和与气流量大小有关的热损耗也都降低到了最小程度。


图1 这一干燥机主要的传热部件是铲形的桨叶,这些桨叶都密集的、按照规定的间隔交叉排列在固定的旋转轴上

从经济性考虑,这种桨叶式干燥机比其他工艺方法的干燥机有更多的优点。气流干燥原理的干燥机仅适合于在短时间干燥中使用,因为这种干燥方法没有停留时间,它只能在准确设定的、快速运行的干燥过程中使用,因此它的应用范围非常有限。流化床干燥有着比桨叶式干燥高很多的空气和气体消耗量,所需的设备体积、空间也大很多,例如用于安装鼓风机和管道的空间。流化床干燥机很大的气体流量导致会有大量的热空气在干燥后排放到大气环境中,因此,流化床干燥设备的能源浪费明显大于桨叶式干燥设备。

桨叶式干燥设备所使用的热能几乎都传导到了潮湿的产品中。由于桨叶式干燥机紧凑的结构,只有较少的气流和较少的表面热能损失,正如本文下面介绍的实例那样:它是一种高效、节能的干燥技术替代方案。

三个应用实例

改性淀粉的干燥。与普通淀粉不同,某种特殊淀粉只允许在恒温下进行干燥,只有这样干燥才能保持这种特殊淀粉应有的品质。本例中需要干燥的这种淀粉有两吨。根据合同发包方的要求,这批淀粉要分批次进行干燥。淀粉干燥后要在规定的温度下保温45min。在随后的生产工序中要排空和清理整个干燥槽,避免多批次淀粉生产过程中的交叉污染。

聚合物结晶。除对产品进行干燥外,NBD/C桨叶干燥机还能够对产品进行加热,在规定的时间内达到规定的温度并保温一段时间。聚合物生产厂把桨叶干燥机的这一特性用于聚合物的结晶。随着结晶的一步步进程,聚合物的单元、双元和三元共聚物也在不断发生变化,这样也就可以生产出新的、性能更好的产品了。

保温和加湿。在干燥以外,热交换表面还可以在其他与温度有关的工艺技术中得到应用。例如在干燥机内的材料反应或者化学结构的改变等等。而物质化学结构的变化可以是一个结晶过程,也可以是一个结晶体分解的过程。粉状原材料初始的结晶状态出现了分解——对皮肤有刺激作用的物质就变得没有刺激了或者减小了刺激性,但物质应有的功效不变。物质的化学反应,例如原材料脱羧的过程就是排出有刺激性二氧化碳的过程。

桨叶式干燥机生产厂在总部所在地Frechen市提供了一台试验设备,根据这一设备的试验结果可以设计出符合用户实际需要的桨叶式干燥机。在Nara公司的实验室内对最终产品进行质量检验、提供相关的检验报告也是Nara公司用户服务的组成部分。

桨叶式干燥机的特性和优点

结构紧凑:干燥机主要的传热部件是铲形的桨叶,这些桨叶都密集的、按照规定的间隔交叉排列在固定的旋转轴上,因此单位容积的传热比很高。基于这一原因,这种设备的结构非常紧凑、占地面积小。

传热效率高:由于原材料很好地连续混合搅拌,由于相对旋转的、铲形的桨叶和倾斜的桨叶表面以及机体的加热、冷却,保证了所有与产品接触的表面能够均匀地传递热能。

自洁性能:由于桨叶的运动是相对旋转,它们对附近的内表面起到连续的自洁作用。相互粘结的、堆积在桨叶上的产品都能够被清除下来,重新进入生产过程。

控制简单:干燥过程和停留时间都可以简单地检查、控制和调整。它们都可以根据被干燥产品的物理性能单独进行设定和调整,对轴或者桨叶的数量、转速、传热体的温度和干燥时间进行设定和调整。

产生的粉尘和气味较少:由于干燥过程中使用的气体流量很小,因此能够产生的粉尘和气味也很小。因此,与其配套使用的吸尘器或者除味器也很小或者根本无需使用。

适合于湿度很大产品的干燥:由于使用了桨叶式的干燥元件和连续的混合搅拌,能够对黏度很大的、高湿度的材料进行干燥。它的结构设计避免了产品在死角处的积留和因产品积留而带来的过热或者腐败变质。

几乎没有磨损和材料的损耗:桨叶的转速很低,每分钟只有10~40转,这就有效地避免了磨蚀和由磨蚀带来的机床设备快速的磨损。另外,也将金属材料的破裂风险降低到了最小程度。

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