幹燥機是通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發性液體成分)汽化逸出,以獲得規定濕含量的固體物料的機械設備。本文主要介紹幹燥機的幹燥過程。
幹燥過程需要消耗大量熱能,為了節省能量,某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發後在幹燥器内幹燥,以得到幹的固體。
幹燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的幹燥可以防止制品變形,陶瓷坯料在煅燒前的幹燥可以防止成品龜裂。另外幹燥後的物料也便于運輸和貯存,如将收獲的糧食幹燥到一定濕含量以下,以防黴變。由于自然幹燥遠不能滿足生産發展的需要,各種機械化幹燥器越來越廣泛地得到應用。
在幹燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞,保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓,保證熱源溫度高于物料溫度。
熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料,使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間,從而在物料表面和内部出現濕含量的差别。内部濕分向表面擴散并汽化,使物料濕含量不斷降低,逐步完成物料整體的幹燥。
物料的幹燥速率取決于表面汽化速率和内部濕分的擴散速率。通常幹燥前期的幹燥速率受表面汽化速率控制;而後,隻要幹燥的外部條件不變,物料的幹燥速率和表面溫度即保持穩定,這個階段稱為恒速幹燥階段;當物料濕含量降低到某一程度,内部濕分向表面的擴散速率降低,并小于表面汽化速率時,幹燥速率即主要由内部擴散速率決定,并随濕含量的降低而不斷降低,這個階段稱為降速幹燥階段。