银简干燥设备的浆料预热技术改造方案

引言

银筒干燥设备目前广泛应用于食品、保健品、造纸、化工等行业,又叫滚筒干燥机、转鼓干燥机、银筒刮板干燥机等。其根据主银筒的数量可分为单银筒干燥机、双银筒干燥机:根据布料方式的不同又可分为上布料银筒干燥机、下布料银筒干燥机。本文主要介绍单银筒上布料的银筒干燥机。

1银筒干燥机原理

单银筒上布料的银筒干燥机通常是由一台主银筒和多台布料小银组成的。其工作原理是将处理好的浆料通过一根管道及多个均匀分布的出口分布在主银筒和小银筒之间,由布料小银将浆料翻滚、揉制并均匀地压制在主银筒上布膜,而主银筒内部在布料之前已经提前通入饱和蒸汽预热达到高温,通过热传导方式加热物料,使浆料在主银旋转的一周之内完成布膜、熟化、干燥、制皮等步骤,最终由定制的刀具将其成片刮起后落入收料、输送料斗,进入下一步工序。

在银筒干燥机对浆料熟化、干燥、制皮的过程中,饱和蒸汽的热量通过主银筒内壁传递到银筒外壁,再穿过物料使湿分由内向外转移,当物料外表面的蒸汽压力超过周围环境中的空气蒸汽分压时,则产生的蒸汽和扩散作用使物料干燥,较高的热传导效率使其适用于连续化生产。通过对浆料波美度、上浆量、大小银间隙、银筒转速、蒸汽压力等参数的相应调整,即可获得满足预期生产要求的相应产量和含湿量的产品。

2问题的提出

在实际生产过程中,以现有设备生产某产品为例,该产品浆料在调浆完成后即刻送至银筒,该过程中浆料保持常温(约25~30℃),银筒在未上料之前已预热至表面温度约140℃,此时浆料与银筒的温差较大,导致浆料上银后主银筒温度明显下降,经温度检测降温至80℃左右,通过升温干燥完成后,刮刀处检测到温度约135℃。

通过分析以上数据,发现在物料上浆后到产品生产完成,物料需要从80℃逐步升温至135℃,这导致银筒运行过程中,不可避免地经过"加热—蒸发—完成"这3个阶段。

浆料在银筒上的干燥过程如图1所示,加热阶段:浆料通过管道输送到银筒表面,物料开始受热成膜,水分蒸发较少:蒸发(干燥)阶段:物料均匀成膜后,物料受热熟化,水分开始大量蒸发汽化:完成阶段:通过控制相应参数,使物料最终达到所需含水量,由刮刀刮下。物料温度随着在银筒上转动而不断变化,其中物料贴近银筒一侧的温度不断升高,使得水分不断外移,物料外侧与内侧的温差却从大逐渐变小,直至刮刀位置(E点)物料内侧、外侧与银筒筒壁温度几乎一致。

3浆料预热技术改造方案

为使浆料上银后尽快升温至100℃(100℃为水的汽化温度),缩短浆料加热阶段的时间,延长蒸发(干燥)阶段,可在浆料输送主管道末端增加工业蒸汽净化系统(图2)及蒸汽直喷式加热器(图3),使浆料预热升温至50~60℃,该温度可使浆料升温达到预糊化状态,同时不影响成膜效果。

将工业蒸汽经过洁净处理后直接喷入浆料,减少了蒸汽经主银传热的过程,直喷的蒸汽耗量非常少,较原热传导方式节省了蒸汽用量:同时减少了浆料在银筒上的加热段时间,提高了设备生产效率,可适当提高银筒转速,提高产品产量。另外,就食品、保健品而言,对产品进行预糊化,干燥过程快速完成,可有效改善其产品口感。

4结语

由于银筒干燥生产的产品附加值普遍较低,银筒干燥机自从引进国内生产、使用,设备技术长期以稳定为主,对节能、增效的需求并不明显,但在能源体系朝着更加高效的方向发展的当下,任何能够提高能源利用率的技术提升都是我们应当努力的目标。