幹燥技術有很寬的應用領域,麵對眾多的產業、理化性質各不相同的物料、產品質量及其他方麵(miàn)千差萬別的要求,幹(gàn)燥技術是一六跨行業、跨學科、具有實驗(yàn)科學性質的(de)技術。通常,在幹燥(zào)技術的開發(fā)及應用中需(xū)要具備三個方麵(miàn)的知識和(hé)技術(shù)。是需要了解被(bèi)幹燥(zào)物料的理化(huà)性質和產品的(de)使用特點;第二是要熟悉(xī)傳遞工程的原理,即傳質、傳熱、流體力學和空(kōng)氣動力學等(děng)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(bèi)、電氣儀表控製等方麵的工(gōng)程設計。顯然,這三方(fāng)麵的知識和技術不屬於一個學科領域。而在實(shí)踐中,這三方麵的知識和技術又缺一不可。所以幹燥技術是一門跨行業、跨學科(kē)的技術。
現代幹燥技術(shù)雖已有一百多年(nián)的發展史,但至今還(hái)屬於實(shí)驗科學的範疇。大部分幹燥技術目前還缺乏(fá)能夠指導實踐的科學理論和設計方法(fǎ)。實際應用中,依靠經驗和小規模實驗的數據來指導工業設計還是主要的方式,造(zào)成這一局(jú)麵的原因有以下幾方麵:
原因之一是幹燥技術所依托的一些基礎(chǔ)學科,(主要是隸屬於傳遞工(gōng)程範疇的學科)本身(shēn)就具有實驗科學的特點。例如,空氣動力學的研究發展還要靠“風洞(dòng)”實驗來推動,就(jiù)說明它還沒有脫離實驗科學的範疇,而這些(xiē)基礎學科(kē)自身的發(fā)展水平(píng)直接影響和決定了幹燥(zào)技術的(de)發展水平。
原因之二(èr)是很多幹燥過程是多種學科技術交匯進(jìn)行的過程,牽涉(shè)麵(miàn)廣、變化因素多、機理複雜。例(lì)如在噴霧幹燥技術領域裏,被霧化的液滴在幹燥塔內的運行軌跡是(shì)工程設計的關(guān)鍵。液滴的軌跡與自身(shēn)的體積、質(zhì)量、初始(shǐ)速度和方向及周圍其他液滴和熱空氣(qì)的流向、流速有關。但這些參數由於傳質、傳熱過程的進行(háng),無時無刻不在發生著變化(huà)、而且初始狀態時,無論是液滴的大(dà)小(xiǎo)還是熱空氣的分布都不可能是均勻的。顯然(rán),對於如此複雜、多變的過程隻憑借理論計算來進行(háng)工程設計是不(bú)可靠(kào)的。
原因之三是被幹(gàn)燥物料的種(zhǒng)類是多種多樣的,其理化性質也是各不相同。不同的物料即(jí)使在(zài)相(xiàng)同的幹燥條件下,其(qí)傳質、傳熱的速率也可能有較大的差異。如果不加以區別(bié)對待,就有可能造成(chéng)不盡人意的後果。例如(rú)某些中草藥的幹燥,雖然同屬一種藥材,隻因為藥材產(chǎn)地或(huò)收(shōu)獲期存在區別就須(xū)改變幹燥條件,否則產品質量就會受(shòu)到影響。
以上三方麵的(de)原因(yīn)決定了幹燥技術的開發與應用要以實驗(yàn)為(wéi)基礎(chǔ)。但幹燥搜術的這些特點往往被人有意或無意地忽視。製造(zào)廠商由於(yú)實驗裝置缺乏或機型不全(這在我國(guó)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(yú)不了解幹(gàn)燥技術的特點,也經常放棄進行(háng)必要實驗的要求。其結局是裝(zhuāng)置使用效果不佳,甚至於造成方案設計失敗。在我(wǒ)國,這樣的(de)事例屢見不鮮,曾有過(guò)一(yī)套價值(zhí)2000萬元人民幣的工業幹燥裝置因達不到使用要求(qiú)而被閑置的教訓(xùn)。因此,建(jiàn)設工業幹燥裝置尤其是較(jiào)大的裝置之前,一(yī)定要進行(háng)充分的,有說服力的實驗,並以實驗結果(guǒ)作為工業裝置(zhì)設計的依(yī)據。這是幹燥應用的(de)顯(xiǎn)著特點。
此外,幹燥設備種類繁多、各具用途也是(shì)幹燥技術的一(yī)個(gè)特點。每(měi)一種技術都有自己適宜應用的領(lǐng)域。在工程(chéng)實踐(jiàn)中,要根據具體情況選擇(zé)適用的幹燥技術種(zhǒng)類。這對投資費用、操作成(chéng)本、產品質量、環保要求等方都會產生重大的影響(xiǎng)。例(lì)如某一企業,在白(bái)炭黑濾餅幹燥上曾經分別選用過(guò)箱式幹燥、噴霧幹(gàn)燥(zào)、旋轉氣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(gàn)燥(zào)生產白炭黑雖(suī)然生(shēng)產(chǎn)效率低、人員勞(láo)動強度大,但產(chǎn)品質(zhì)量好。與橡(xiàng)膠混(hún)煉後所生成的製呂扯斷強(qiáng)度值較高。旋轉氣流快速幹燥設備(bèi)緊湊、投資少、生(shēng)產效率高,但所生成的橡膠製品(pǐn)的強(qiáng)度指標(biāo)卻是三者間差的。噴霧幹(gàn)燥生產白炭黑,產品各項指標在三者間居中,但具有產品流動性好、粉塵汙染小,深受用戶及操作者歡迎的特點。在20世紀90年代,為白炭黑(hēi)生產中采用哪種幹燥方式更為先進的問(wèn)題,曾在我國幹燥界引發過爭論。其實,三(sān)種設備各(gè)有特點,選用哪種機型要看用戶自身的條(tiáo)件和產(chǎn)品要求(qiú)。不存在哪種技術更為先進的結論。類似的例子有很多,都表明了幹燥(zào)設備種類繁(fán)多、各具用途的特點。所以在應用中要仔細比較、慎重選擇技術方案,而通過幹燥實驗來考核技術方案也是必不可少的步驟。