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日本必威体育精装版干燥技术天津科技大学机械工程学院 李占勇 李占勇，教授，1994年3月毕业于天津轻工业学院（天津科技大学的前身），获工学硕士学位。2002年3月，毕业于日本名古屋大学，获工学博士学位。2002年4月～2004年3月，在名古屋大学理工科学综合研究中心任博士后研究员。2004年4月回国，现任天津科技大学教授、博士生导师、机械工程学院副院长。李占勇教授主要研究方向为：能源有效利用及环境保护技术、干燥技术、吸附技术、流态化、化工过程模拟及优化等。 20世纪，日本学者在干燥的基础理论和应用装置研究方面取得了突出的成果，编著了一些具有影响力的干燥专著，开发出许多干燥技术和设备，在干燥技术方面的专利数（1978~2000年之间）领先于美国和欧洲。近些年来，伴随着全球化的能源环境问题，日本产学研三方着眼于产品的高机能和高品质、过程的节能以及对环境友好、安全性，开发出新的干燥技术，推出了新型的干燥设备。这些技术对于我国干燥技术的研究和发展均有很好的借鉴意义，但是由于多数文献为日文——特别是关于干燥设备方面的资料，不易获取和了解。因此，将有选择性地介绍一些日本必威体育精装版的干燥技术。 二、 单元操作的一体化 干燥往往是产品生产的一个环节，为了减少多个单元操作的串联，防止操作过程中产品的污染，希望在一个装置中能够进行多个操作过程，如众所周知的流化床干燥造粒、过滤干燥过程。比如，过滤干燥器可以在一个容器内，依次进行过滤、洗净（搅拌洗净或置换洗净）、混合、真空干燥过程。这里将介绍其他两种干燥装置。 1. Drymeister干燥装置细川微粒子株式会社（Hosokawa Micron Corp.）于1999年独立开发的Drymeister装置则具有粉碎、干燥和分级联合功能。如图1所示，滤饼、糊状或浆状物料进入该装置内，在下部分散转子的回转作用下（圆周速度为100 m/s），湿物料被破碎、分散成微小的粒子，同时与从下部进入的热空气充分接触，发生瞬时的热质交换，从而被干燥成粉体产品。在上部设置多叶片的分级转子，通过其回转速度和叶片间隙，调节产品的湿含量和粒度，而达到要求湿含量和粒度的粉体随气流从叶片间隙中穿过，被收集为产品。 2. USS干燥装置（ULTRA SUPER SONIC STEAM DRYER）由三友工学株式会社开发，利用超声速冲击波对湿物料进行破碎、蒸发和干燥操作。其关键部分是USS装置，如图2所示。高压饱和蒸汽（0.3~0.4 MPa）在喷射作用下吸引燃烧气体，并与之混合，产生高温高压的过热蒸汽。此时形成的亚声速蒸汽流经收缩管道被加速，形成马赫数为1的超声速汽流。之后，该气流发生多次膨胀和收缩，形成菱形状的冲击波，从喷嘴喷射出来。该冲击波将含有水分的固形物破碎成细小的粒子，由于干燥表面积大幅增加，在与过热蒸汽接触时，瞬间蒸发和干燥（装置内温度为90~120℃）。为了防止干产品吸湿，也可以在喷射作用下，吸入热空气，以降低水汽的浓度。 三、 复合型传热方式 在干燥过程中，组合各种传热方式已被实践证明具有许多好处，比如缩短干燥时间，提高产品质量等。近年来，此方式得到较好的利用，具体而言，可以结合对流传热、热传导、热辐射或介电（高频和微波）两种以上的传热方式同时供给热能，也可以在不同的干燥阶段使用不同形式的传热方式。目前，也开始结合过热蒸汽干燥和真空干燥操作。 图3所示为深江Powteck开发的High Flex Gral装置，在垂直和水平方向上分别设置搅拌器和破碎装置，可以进行对流传热（热风）、热传导（夹套内流通热介质）或微波方式提供热量。三个桨叶为中空结构，且在底部与背部（回转方向之后方）的多个位置开孔，在桨叶回转过程中热空气从这些孔吹出（40~150℃），与湿物料均匀接触。水平方向的破碎装置及垂直搅拌器（1 000~3 500 r/min），可以将大块物料破碎，使颗粒粒径范围缩小，无干燥不均匀和结块现象发生。比如，对于浆料（湿含量为60%~80%），初始阶段可以用真空泵减压，排出水分，接着在夹套内通入蒸汽、温水或热介质油，通过热传导方式将湿物料干燥至30%~40%，之后，通过热空气干燥至要求的湿含量（也可以用热辐射或微波辅助干燥），从而实现了最大的热效率。 四、 干燥过程的精密操作 1. 远红外线干燥 远红外线为波长4.0~1 000 mm的电磁波（放射线），此波长易被生物吸收，对细胞的培养以及物质的合成起作用。其中9.3 mm波长的放射线具有抗氧化作用，可以使细胞活性化，被称为培养光线。株式会社Vianov开发件（其原理见图4），可设置在干燥箱的上下面和被干燥物料的上下两面。此加热元件具有温度自控机能，当温度达到干燥温度时，加热元件可以自己感知和调节（只是对感知的部分进行调节）。即发热体之间互相接触以及发热体