層層遞進與節(jié)能降耗的連續(xù)式干燥解決方案——多層帶式干燥機的原理與行業(yè)應(yīng)用
對于需要大規(guī)模連續(xù)處理片狀、塊狀、顆粒狀或條狀物料的行業(yè)而言,如何在有限占地內(nèi)實現(xiàn)高產(chǎn)量、可控溫度分區(qū)的干燥工藝,一直是工程設(shè)計的關(guān)鍵。多層帶式干燥機通過多層網(wǎng)帶疊加與逆向或錯流熱風(fēng)布置,在緊湊的空間內(nèi)實現(xiàn)了物料的連續(xù)輸送與多級干燥,兼具高產(chǎn)能、節(jié)能和工藝調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點,被廣泛用于食品、蔬菜脫水、農(nóng)副產(chǎn)品、化工、礦產(chǎn)等多個領(lǐng)域的批量干燥。
一、基本工作原理
多層帶式干燥機是一種連續(xù)式熱風(fēng)干燥設(shè)備,其核心工作流程如下:
物料由進料口均勻鋪裝在頂層網(wǎng)帶上,隨網(wǎng)帶向前移動;
熱風(fēng)通常以穿流或逆流方式從下部或側(cè)部穿過物料層,與物料發(fā)生熱質(zhì)交換;
物料隨網(wǎng)帶依次經(jīng)過上層、下層多層干燥區(qū)間,每層可設(shè)置不同的溫度與風(fēng)速,形成溫度梯度,實現(xiàn)先高溫后低溫、或先快速去表面水再慢速去內(nèi)部水的分級干燥;
最終干燥到目標(biāo)含水率的物料從底層出料端卸出,完成連續(xù)干燥過程。
多層結(jié)構(gòu)使得物料在設(shè)備內(nèi)“下落”過程中多次翻動和重新分布,有利于提高干燥均勻度。此外,通過調(diào)整每層溫度,既可提高干燥效率,又能改善產(chǎn)品質(zhì)量(如色澤、營養(yǎng)成分保留)。
二、設(shè)備結(jié)構(gòu)與類型
從結(jié)構(gòu)上,多層帶式干燥機主要包括以下組成:
1)機架與殼體
機架多采用型鋼焊接,殼體為保溫箱體,內(nèi)部襯以不銹鋼或防腐板材,保證耐腐蝕與易清潔。
2)多層網(wǎng)帶系統(tǒng)
通常采用2–5層不銹鋼網(wǎng)帶或鏈板,由同一電機或分別驅(qū)動,通過鏈輪或滾筒實現(xiàn)同步運行。網(wǎng)帶開孔率與強度需根據(jù)物料尺寸和載荷選擇。
3)熱風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)道
熱風(fēng)由風(fēng)機、空氣過濾器、加熱器(蒸汽、導(dǎo)熱油、燃氣或電)產(chǎn)生,經(jīng)過分配風(fēng)道進入各層干燥區(qū)。常見風(fēng)路形式包括:
全逆流:熱風(fēng)與物料運動方向相反,熱能利用率高,適合物料耐高溫的場合;
混合流:部分區(qū)間穿流、部分區(qū)間逆流,兼顧干燥均勻性與能耗;
多段獨立溫控:每一層或每一段設(shè)置獨立的加熱與風(fēng)機回路,便于工藝優(yōu)化。
4)進料與布料裝置
為保證干燥均勻,進料端常配備振動布料機、皮帶布料機或旋轉(zhuǎn)布料器,將物料均勻鋪在網(wǎng)帶上,避免厚薄不均。
5)排風(fēng)與除塵系統(tǒng)
各層干燥區(qū)的濕熱空氣經(jīng)上排氣口排出,部分通過熱能回收裝置預(yù)熱新風(fēng),降低能耗。對于粉塵較大的物料,可配置布袋除塵器。
6)控制系統(tǒng)
現(xiàn)代多層帶式干燥機多采用PLC控制,可對各區(qū)段溫度、網(wǎng)帶速度、排風(fēng)量等參數(shù)進行集中調(diào)節(jié)和監(jiān)控,部分設(shè)備支持遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)記錄。
三、性能優(yōu)勢
多層帶式干燥機的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:
產(chǎn)量大、占地小
多層疊加在空間上延伸了干燥路徑,在相同占地面積下大幅提高干燥能力,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
靈活的溫區(qū)設(shè)置
可根據(jù)物料干燥特性設(shè)置多個溫區(qū),實現(xiàn)先高溫快速去表面水、再中低溫去內(nèi)部水的優(yōu)化曲線,既提高效率又保證品質(zhì)。
適用物料種類廣
可用于片狀(如蔬菜片、水果片)、塊狀(如切塊農(nóng)產(chǎn)品)、顆粒狀(如谷物、造粒肥料)、條狀(如面條、某些化工擠出條)等多種形態(tài)物料的干燥。
連續(xù)化、自動化程度高
可與上游給料設(shè)備和下游冷卻、包裝設(shè)備無縫銜接,構(gòu)成連續(xù)生產(chǎn)線,減少人工干預(yù),提高工藝穩(wěn)定性。
節(jié)能潛力大
通過熱風(fēng)循環(huán)、余熱回收以及合理的風(fēng)路設(shè)計,單位熱耗相對較低,具備較好的節(jié)能潛力。
四、典型應(yīng)用領(lǐng)域
食品與農(nóng)副產(chǎn)品:脫水蔬菜、脫水水果、食用菌、谷物、堅果、淀粉制品、寵物食品等的干燥;
化工與礦產(chǎn):化肥顆粒、礦球、催化劑載體、某些化工粉體的后段干燥;
建材與陶瓷:陶瓷坯體、某些建材濾材的低溫干燥;
飼料與生物:飼料顆粒、發(fā)酵后糟渣、草粉等的干燥。
五、工藝設(shè)計要點
在使用多層帶式干燥機進行工藝設(shè)計時,通常要綜合考慮:
物料特性:物料大小、厚度、堆積密度、初始及目標(biāo)含水率、對溫度的敏感度;
干燥曲線設(shè)計:合理分配各層溫度與風(fēng)速,控制干燥速率,避免表面結(jié)殼或內(nèi)部開裂;
網(wǎng)帶速度與料層厚度:網(wǎng)帶速度決定停留時間,料層厚度影響氣流穿透阻力與干燥均勻度,需要通過試驗優(yōu)化組合;
熱源選擇與能耗控制:根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉闯杀九c環(huán)保要求,選擇蒸汽、燃氣或電加熱,并考慮余熱回收方案。
六、選型與維護建議
在選型時需關(guān)注:
產(chǎn)能與含水率要求:小時產(chǎn)量、最大允許初含水率、目標(biāo)終含水率;
場地空間:長度、高度和寬度限制;
清潔與防腐要求:是否需要食品級或耐腐蝕材質(zhì);
控制與自動化程度:是否需要配方存儲、遠程監(jiān)控、能耗記錄等功能。
日常維護方面要注意:
定期檢查網(wǎng)帶張緊與跑偏情況,防止網(wǎng)帶磨損和跑偏卡死;
清理風(fēng)道與換熱器表面的積灰與積料,保證換熱效率與風(fēng)量;
定期校準(zhǔn)溫度與風(fēng)速傳感器,確保工藝穩(wěn)定。
多層帶式干燥機以多層網(wǎng)帶疊加和多段溫區(qū)控制為核心,通過連續(xù)、穩(wěn)定的物料輸送和高效熱風(fēng)利用,在大批量物料的干燥作業(yè)中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。它不僅占地面積小、產(chǎn)量大,而且工藝調(diào)節(jié)靈活,適合多種形態(tài)物料。