空气干燥器
定义
空气干燥器是一种减小工作介质湿蒸气含量的装置,通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。

图1:空气干燥器实物图
干燥器目的
干燥的核心目的
干燥的目的是为了满足物料使用或进一步加工的需要:
- 防止制品变形/龟裂(如木材制作木模前干燥、陶瓷坯料煅烧前干燥);
- 便于运输与贮存(如粮食干燥至低湿含量以防霉变)。
由于自然干燥效率低,机械化空气干燥器在生产中广泛应用。
热量传递与干燥原理
热量从高温热源以多种方式传递给湿物料,使表面湿分汽化并扩散至外部,从而形成物料表面与内部的湿含量差。内部湿分持续向表面扩散并汽化,逐步完成整体干燥。
干燥速率阶段
物料干燥速率取决于两个关键速率:
- 表面汽化速率:干燥前期(恒速干燥阶段),外部条件(温度、湿度)稳定时,干燥速率由表面水汽化速率控制;
- 内部扩散速率:当湿含量降低至一定程度,内部扩散速率小于表面汽化速率,干燥速率逐渐降低(降速干燥阶段)。
干燥器分类
空气干燥器可按操作过程、压力、加热方式、物料运动方式及结构等特征分类:
按操作过程分类
- 间歇式(分批操作):适用于小批量或特殊物料干燥;
- 连续式:适用于大规模、连续生产场景。
按操作压力分类
- 常压空气干燥器:常规干燥环境;
- 真空空气干燥器:真空条件降低湿分沸点,适用于热敏性、易氧化、有毒物料及需回收湿分蒸汽的场合。
按加热方式分类
- 对流式(直接空气干燥器):热干燥介质与物料直接接触,效率高但能耗较大;
- 传导式(间接式空气干燥器):热源通过金属间壁传热,热效率高(常真空操作);
- 辐射式:电磁波加热,物料选择性吸收热量;
- 介电式:高频电场使物料内部发热,适用于低湿物料快速干燥。
按湿物料运动方式分类
- 固定床式:物料静止,干燥均匀;
- 搅动式:机械搅拌使物料与干燥介质充分接触;
- 喷雾式:物料雾化后干燥,效率高;
- 组合式:多种方式结合,适应复杂工艺。
按结构分类
- 厢式、输送机式、滚筒式、立式、机械搅拌式、回转式、流化床式、气流式、振动式、喷雾式及组合式等。
未来发展趋势
技术发展方向
- 机理与特性研究:深入掌握物料干燥特性,优化操作条件;
- 大型化与经济性:提升设备效率,降低能耗与成本;
- 适应性与质量改进:增强对特殊物料的干燥适应性,提高产品质量。
新型干燥器开发
- 冷冻除湿机:低温低能耗,适用于精密物料;
- 转轮除湿机:高效除湿,适用于高湿环境;
- 空气冷冻干燥机:低温真空干燥,保留物料活性成分。
关键技术突破
- 节能与能量综合利用:引入热泵、热管技术,开发太阳能干燥器;
- 自动控制技术:实现干燥过程参数智能调控,保证最优操作条件;
- 环保措施强化:减少粉尘与废气外泄,符合绿色生产标准。

