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沸腾干燥又称流化床干燥,它是利用热空气流使湿颗粒悬浮,呈流化态,犹如“沸腾状”,热空气在湿颗粒间通过,在动态下进行热交换,带走水汽而达到干燥的目的。以下从流态化现象、传热传质过程具体介绍其原理:
流态化现象
将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中,从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特征,这种流固接触状态称为固体流态化,即流化床状态。在沸腾干燥过程中,当热空气以较低速度通过固体颗粒床层时,颗粒静止不动,此时为固定床阶段;随着气流速度逐渐增大,颗粒开始松动,床层略有膨胀,但颗粒仍保持互相接触,这时属于膨胀床阶段;当气流速度继续增大到某一值时,颗粒开始悬浮于流体中,床层高度也随之升高,颗粒在气流中作不规则的运动,此时便进入了流化床阶段,看起来就像液体沸腾一样,所以称为沸腾床。
传热传质过程
传热:处于流化状态的颗粒与热空气充分接触,热空气将热量传递给湿物料颗粒。由于颗粒在热空气中不断地翻滚、碰撞,使得传热面积大大增加,传热系数也显著提高,从而加快了传热速率,能够迅速将热量传递给物料,使物料中的水分升温汽化。
传质:物料表面的水分汽化后,在物料表面与热空气之间形成了湿度差,水分会从物料表面向热空气中扩散。热空气不断地流过物料表面,将汽化的水分带走,从而使物料得以干燥。同时,由于颗粒的剧烈运动,物料内部的水分也能够较快地迁移到表面,进一步促进了传质过程。
沸腾造粒干燥
沸腾造粒干燥又称一步制粒,是将混合、制粒、干燥三个过程在同一设备内一次完成的新型制粒技术。其原理是综合了流化技术、 技术和干燥技术,具体过程如下:
物料流化
首先将粉状物料加入到沸腾干燥制粒机的料斗中,通过热空气使物料处于沸腾流化状态。热空气从设备底部的空气分布板均匀进入,使物料在容器内形成良好的流化状态,保证物料在后续过程中能够均匀地与其他物质接触。
制粒
将黏合剂溶液通过雾化器以雾滴的形式喷入处于流化状态的物料中。雾化器一般安装在设备的顶部或侧面,雾滴与流化的粉末物料接触后,会使粉末物料相互黏结在一起,形成小的颗粒核。随着 的持续进行,颗粒核不断吸附周围的粉末,逐渐长大形成具有一定粒度的颗粒。
干燥
在 制粒的同时,热空气持续对物料进行加热,使颗粒表面的水分迅速汽化。热空气不仅提供了干燥所需的热量,还起到了流化物料和带走水汽的作用。随着水分的不断蒸发,颗粒逐渐干燥硬化, 终达到所需的含水量。在整个过程中,通过控制热空气的温度、流速、 速度和时间等参数,可以调节颗粒的粒度、密度、含水量等质量指标。






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