幹(gàn)燥技術有很寬的應用領域(yù),麵對眾多的產業(yè)、理(lǐ)化性質各不相同的物料、產品質量及其他方麵千差萬別(bié)的要求,幹燥技術是一六跨行業、跨學科、具有實驗科學性質的技術。通常,在幹燥技術的開發及應用(yòng)中需要具備(bèi)三個方麵的知識(shí)和技術。是需要了解被幹燥物料的理化性質和產(chǎn)品的使用特點;第二是要熟悉傳遞工程(chéng)的原理,即傳質(zhì)、傳熱、流體力學和空氣動力學(xué)等能量傳遞的原理;第三要有實施的手段,即能夠進行幹燥流程、主要設備、電氣儀表控製(zhì)等方麵的工(gōng)程設計。顯然,這三方麵的知(zhī)識和技術不屬於一個學科領域。而在實踐中,這三方麵的知識和技術又缺一不可。所以幹燥技(jì)術是一門跨行業、跨學(xué)科的(de)技術。
現代幹燥技術雖已有一百多年的發展史,但至今還屬於實驗科學(xué)的(de)範疇。大部分幹燥技術(shù)目前還缺(quē)乏能夠指導實踐的科學理(lǐ)論和設計方法。實際應用中,依靠經驗和小規模實驗(yàn)的數據來指導工業設計還是主要的方式,造成這一局麵(miàn)的原因有以下幾方麵:
原因之一是(shì)幹燥技術所依托的一些基礎學科,(主要是隸屬於傳遞工程範疇的(de)學科)本身就具有實驗科學的特點。例如,空氣動力學的研究發展還(hái)要(yào)靠“風洞”實驗來推動,就說明它還(hái)沒有脫(tuō)離實驗科學的範疇,而這些基礎學科自身的發展水(shuǐ)平直接影響和決定(dìng)了幹燥技術的發展水平。
原因之二是很(hěn)多幹燥過程是多種學科(kē)技術交匯進(jìn)行的過程,牽涉(shè)麵廣、變化因素多、機理複雜。例如在噴霧幹燥技術領(lǐng)域裏,被霧(wù)化的液滴在幹燥塔內的運行軌跡是工程設計的關鍵。液滴的軌跡(jì)與自身的體積、質量、初始速度和方向及周圍其他液滴和熱空氣的流向、流速有關。但這些(xiē)參數由於傳質、傳熱過程的進行,無時無刻不在發生著變化、而且初始狀態(tài)時,無論是液滴的大小還(hái)是熱空氣的分布都不可能是均勻的。顯然,對(duì)於如此複雜、多變(biàn)的過程隻憑(píng)借理論計算來進行工程設計是不可靠的。
原因(yīn)之三是被幹燥物料的(de)種類是多種多樣的(de),其理化性質也是各不相同。不同的物料即使在相(xiàng)同(tóng)的幹燥條(tiáo)件下,其傳質、傳熱的(de)速(sù)率也可能有較大(dà)的差異。如果不加(jiā)以區別對待,就有可能造成不盡人意(yì)的後果。例如某些中草藥的幹燥,雖然同屬一種藥材,隻因為藥材產地或收獲期存(cún)在(zài)區(qū)別就須改變幹燥條件,否則產品質(zhì)量就會受到影(yǐng)響。
以上(shàng)三方麵的原因決定了幹燥技術的開發與應用要以實驗(yàn)為基礎。但幹燥搜術的這些特點往往被人(rén)有意(yì)或無意地忽視。製造廠商由於實驗裝置缺乏或機型不全(這在我國是一個普通存在的現象)經常回避應做的幹燥實驗,而用戶由於不(bú)了解幹燥技術(shù)的特點,也經常放棄進行必要實驗的要求。其結局是裝置使用效果(guǒ)不佳,甚至於造成方案設計失敗。在我國,這樣的事例屢見不(bú)鮮,曾(céng)有過一套價值2000萬(wàn)元人民幣的工業幹燥(zào)裝置因達不(bú)到使用(yòng)要求而被閑(xián)置的教訓。因此,建設工業幹燥裝置尤其(qí)是較大的裝置之前,一定要進(jìn)行充分的,有說(shuō)服力的實驗,並以實(shí)驗結果作為工業(yè)裝置設計的依據。這是幹燥(zào)應用的顯著特點。
此外,幹燥(zào)設備種類繁多、各(gè)具用途也是幹燥技術的一個特點。每一種技術都有自(zì)己(jǐ)適宜應用的領域。在工程實(shí)踐中,要(yào)根(gēn)據具體(tǐ)情況(kuàng)選擇適用的幹(gàn)燥技術種類。這對投資費用、操(cāo)作成本、產品質量、環保要求等方都會產生重大的影響。例如某一企業,在白炭黑濾餅(bǐng)幹燥上曾經(jīng)分別選用過箱式(shì)幹燥、噴霧幹(gàn)燥、旋轉氣(qì)流快速幹燥三種型式。終結果證明這三種技術各有所長。箱式幹燥生產白炭黑雖(suī)然生產效率低、人員勞動(dòng)強(qiáng)度大,但產品質量好。與橡(xiàng)膠混煉後所生成的製呂扯斷強度值較高。旋轉氣流快速幹(gàn)燥設備緊湊、投資少、生產效(xiào)率高,但所生成(chéng)的橡膠製品的強度指標卻是三者(zhě)間差的。噴(pēn)霧幹燥生產白炭黑,產品各項指標在三者間(jiān)居(jū)中,但具(jù)有(yǒu)產品流動性好、粉(fěn)塵汙染小,深受用戶及(jí)操作者歡迎的特(tè)點。在(zài)20世紀90年代,為白炭(tàn)黑(hēi)生產中采用(yòng)哪種幹燥方式更為先進(jìn)的問題,曾在我國(guó)幹燥界引發過爭(zhēng)論。其實,三種設備各有特點,選(xuǎn)用哪(nǎ)種機型要看用戶自身的(de)條件和產品(pǐn)要求。不存在哪種技術更(gèng)為先進的結論。類似的例子有很多,都表明了幹燥設備種類繁多、各具用途的特(tè)點(diǎn)。所以在(zài)應用(yòng)中要仔(zǎi)細比較、慎重(chóng)選擇技術方案,而通過幹(gàn)燥實驗來考核技術方案也是必不可少的步驟(zhòu)。