旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)中的熱交換，主要以氣流和顆粒，筒壁與顆粒的兩種熱交換為主。干燥過程的實(shí)質(zhì)是水分的擴(kuò)散過程。是靠外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散來進(jìn)行的。外擴(kuò)散即顆粒表面水分以蒸汽的形式從表面擴(kuò)散到周圍介質(zhì)的過程。內(nèi)擴(kuò)散是水分在顆粒內(nèi)部移動(dòng)的過程。
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)采用高速熱氣流切線方向進(jìn)入筒體，由于氣流在筒內(nèi)的螺旋運(yùn)動(dòng)，一方面降低顆粒周圍的介質(zhì)溫度，同時(shí)增加了介質(zhì)流速和溫度，這就大大地提高了外擴(kuò)散的速度。另一方面，高溫氣流高速?zèng)_擊位于筒體下部的顆粒或小濕料，同時(shí)筒體內(nèi)攪拌葉片的攪拌作用，使顆粒被破碎，粒度減小，內(nèi)部毛細(xì)管的長(zhǎng)度也因之減小，強(qiáng)化了內(nèi)擴(kuò)散的效果，降低內(nèi)擴(kuò)散的阻力。這些顆粒又大多在筒體下部高溫、高攪拌強(qiáng)度的循環(huán)中被反復(fù)破碎。消除物料結(jié)塊，也是促進(jìn)內(nèi)擴(kuò)散的有力措施，強(qiáng)化了顆粒水分蒸發(fā)。
顆粒和熱氣流的流動(dòng)方式：在筒體下部既有對(duì)流也有并流，對(duì)粗料更是對(duì)流和并流反復(fù)換熱。對(duì)于細(xì)粒物料則是隨熱氣流同程并行，因而干燥過程可以瞬間完成。對(duì)于顆粒的干燥實(shí)際上是采用高溫低濕的熱空氣干燥。這些顆粒主要是由水分吸附、充填于顆粒空隙間，采用高溫低濕的條件，整個(gè)顆粒的熱傳導(dǎo)緩慢，造成局部應(yīng)力集中而干裂、破碎、分散、加速干燥過程。
物料進(jìn)入干燥機(jī)后，熱氣流首先將熱量傳給顆粒表面，引起表面水分的蒸發(fā)，物料顆粒內(nèi)部水分不斷擴(kuò)散到表面并向外界擴(kuò)散，zui后達(dá)到整個(gè)顆粒的干燥。若干燥過程中物料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則物料含水率、溫度和干燥速率隨干燥時(shí)間的變化可分為以下幾個(gè)階段：
1.升速干燥階段。顆粒置于溫度較高而相對(duì)濕度小于100%的傳熱介質(zhì)中，在較短的時(shí)間內(nèi)表面被加熱到干燥介質(zhì)濕球溫度，水分蒸發(fā)速率提高很快，一定時(shí)間后顆粒吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等，達(dá)到平衡。此階段時(shí)間很短，排出水量不大，之后進(jìn)入等速階段。
2.等速干燥階段。在些階段中，顆粒表面蒸發(fā)的水分，由內(nèi)部向顆粒表面*地補(bǔ)充，表面總是保持潤(rùn)濕狀態(tài)，此時(shí)干燥速率保持不變，顆粒表面溫度保持不變。蒸發(fā)速率與顆粒表面和周圍介質(zhì)水蒸氣濃度差及溫度差有關(guān)，差值愈大，干燥速度也愈大。另外，干燥速率還與顆粒表面的空氣速度有關(guān)，顆粒表面總有一層不易流動(dòng)的空氣膜，因而增大顆粒表面氣流的速度，使空氣膜減薄，可以提高干燥速率。干燥持續(xù)進(jìn)行到一定時(shí)間，顆粒內(nèi)部水分?jǐn)U散速度開始小于表面蒸發(fā)速度，顆粒中的水分已不能全部濕潤(rùn)表面以維持表面的蒸發(fā)，之后進(jìn)入下一個(gè)干燥階段。
3.降溫干燥階段。水分蒸發(fā)達(dá)到一定量以后，顆粒內(nèi)部水分不足以全部潤(rùn)濕表面，潮濕表面逐漸減少，干燥速率逐漸降低，此階段中蒸發(fā)速率和熱量消耗大為降低，顆粒表面溫度高于介質(zhì)的濕球溫度并逐漸升高，與載體之間溫差減小，直到接近或相同。
4.平衡階段。此時(shí)顆粒表面水分吸濕和蒸發(fā)達(dá)到平衡，干燥速率為零。
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