2.1過熱蒸汽干燥
過熱蒸汽干燥指用過熱蒸汽直接與被干燥物料接觸而去除水分的干燥方式,是近年來發展起來的一種全新的干燥方法。與傳統的熱風干燥相比,這種干燥以水蒸汽作為干燥介質,干燥機排出的廢氣全部是蒸汽,利用冷凝的方法可以回收蒸汽的潛熱再加以利用。
2.2過熱蒸汽干燥的優勢
可利用蒸汽的潛熱,熱效率高,節能效果。
因干燥室(機)排出的廢氣全部是蒸汽,可以用冷凝的方法回收蒸汽的汽化潛熱,故熱效率高,有時可高達90%。
干燥速率快
由于過熱蒸汽的比熱和傳熱系數比空氣大,同時過熱蒸汽千燥介質中的傳質阻力可忽略不計,故水分的遷移速度快,干燥周期可明顯縮短。
干燥質量好
用過熱蒸汽干燥的主要原因是產品的質量得到改善。用過熱蒸汽作干燥介質時,由于物料表面濕潤、干燥應力小,不易產生開裂、變形等干燥缺陷;同時由于過熱蒸汽干燥無氧化反應,木材顏色不會褪變,故干燥品質好。研究表明,使用過熱蒸汽干燥胡蘿卜塊,干后產品的復水性、顏色、維生素保留量優于真空干燥。
安全性好
過熱蒸汽干燥避免了干燥室著火或爆炸的危險。過熱蒸汽干燥無空氣存在,沒有氧化和燃燒反應。一些通常不能用熱風干燥的食品原料,可以用過熱蒸汽干燥。
減少設備的體積和廢氣的凈化量
過熱蒸汽的比熱大,蒸汽用量少,這就可以減少設備的體積和廢氣的凈化量。
有利于保護環境
過熱蒸汽干燥是在密封條件下進行的,粉塵含量大大降低。用過熱蒸汽干燥可以消除城市垃圾、污泥等的臭味。
l具有滅菌消毒作用
過熱蒸汽干燥物料的溫度是操作條件下水的沸點溫度,在干燥有滅菌要求的食品原料和藥品原料同時,能消滅細菌和其他有毒微生物。
由于過熱蒸汽干燥具有上述優點,近年來美國、加拿大、法國、新西蘭和日本等發達己將過熱蒸汽干燥技術用于干燥木材及木頭壓塊、煤炭、紙張、甜菜渣、陶瓷、蠶繭、污泥、酒糟、牧草、魚骨和魚肉、蔬菜、食品以及城市廢棄物等多種物料。隨著能源危機的日益嚴重和人們對食品質量要求的逐漸提高,過熱蒸汽干燥的應用必將得到發展,尤其是可以降低干燥溫度同時產品質量的低壓過熱蒸汽干燥,具有潛在的率。
2.3過熱蒸汽干燥的應用領域
2.3.1木材干燥
能源與環境問題是當今世界的幾個重大問題之一,干燥是決定木制品質量、能耗和成本的重要環節,同時又與環境污染問題密切相關。目前我國木材干燥的能源絕大部分是以煤或木廢料作燃料,而燃料的燃燒會釋放導致溫室效應的氣體產生。目前占主導地位的常規蒸汽干燥由于進、排氣的換氣熱損失較大,一次能源的利用率僅30%左右,故節能潛力很大。作為一種先進的節能干燥技術,過熱蒸汽干燥由于以過熱蒸汽作干燥介質,它可以利用輔助裝置,回收排汽的余熱,故可明顯節能。同時由于木材真空過熱蒸汽干燥一般在低于90℃的溫度下實施,木材內干燥應力小,干燥質量好,故具有一定的應用前景
2.3.2食品、飼料、藥品、生物質干燥
在食品、藥品等熱敏性物料的干燥過程中,為了保持物料中的有效成分,產品的質量,必須采用較低的干燥溫度,通常采用冷凍干燥來干燥此類物料。但是冷凍干燥方式具有時間長、能耗大、經濟效益低的缺點。過熱蒸汽用于食品干燥是近20年來發展起來的,但是由于溫度過高影響熱敏性物料的適應性,人們開始使用低壓過熱蒸汽干燥食品。低壓過熱蒸汽干燥方法結合了過熱蒸汽和負壓甚至真空干燥的優點,避開了常壓過熱蒸汽干燥物料溫度過高的劣勢,擴大了過熱蒸汽干燥對熱敏性物料的適應性。對不同的食品如土豆片、面條、大豆、稻谷、蔬菜、蝦米、雞肉、各種水果片等進行過熱蒸汽干燥的研究表明,過熱蒸汽干燥食品和熱風干燥相比,除了節能環保等上述優點,還突出表現在干燥時間短、物料收縮變形小、顏色保持新鮮、多孔、復水性好和維生素含量高等方面。
過熱蒸汽干燥對提高干燥效率、降低干燥能耗、減少環境污染、提品質量具有重要的意義,是一種很有發展前景的干燥新技術。因此,將過熱蒸汽應用于食品干燥有著廣闊的前景。
近些年來,隨著人口的增長和工業的發展,污泥產量大大增加。污泥具有含水量高、易腐敗、有惡臭、含有毒物質以及大量有害病原物等特點,所以必須及時進行污泥處理。污泥干燥作為污泥處理的一個重要環節,歷來被認為是一個熱效率低、耗能大的操作過程。傳統的污泥干燥采用熱風干燥技術,熱效率低、能耗大,因此開發低能耗的干燥方法是污泥干燥發展的重要方向。過熱蒸汽干燥以過熱蒸汽為帶走水氣和提供能量的介質,使熱效率提高的空間大增,而且能實現干燥