?一、定義與工作原理
定義:
IR紅外線輸送干燥機(jī)是一種利用紅外線輻射能進(jìn)行干燥的設(shè)備。它通過(guò)紅外線發(fā)射器產(chǎn)生紅外線,紅外線穿透被干燥物料的表面,使物料內(nèi)部的水分子等溶劑分子產(chǎn)生振動(dòng),從而將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能,實(shí)現(xiàn)物料的干燥。這種干燥方式具有高效、節(jié)能、干燥質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥等眾多行業(yè)。
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工作原理:紅外線是一種電磁波,其波長(zhǎng)范圍在 0.76 - 1000μm 之間。在 IR 紅外線輸送干燥機(jī)中,紅外線發(fā)射器(通常是紅外燈管或紅外陶瓷板)發(fā)出紅外線。當(dāng)紅外線照射到物料上時(shí),物料中的分子吸收紅外線的能量,引起分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷。對(duì)于含有水分的物料,水分子吸收紅外線能量后,運(yùn)動(dòng)加劇,克服分子間的作用力,從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),從而實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程。由于紅外線能夠穿透物料一定深度,所以可以在物料內(nèi)部和表面同時(shí)產(chǎn)生熱量,使干燥過(guò)程更加均勻、快速。
二、主要結(jié)構(gòu)組成
紅外線發(fā)射器
紅外燈管:紅外燈管是常見(jiàn)的紅外線發(fā)射源之一。它一般由石英玻璃外殼、燈絲和填充氣體組成。燈絲在通電后發(fā)熱,產(chǎn)生紅外線輻射。紅外燈管的功率和波長(zhǎng)可以根據(jù)干燥需求進(jìn)行選擇。例如,短波紅外燈管(波長(zhǎng)在 1 - 3μm)具有較高的能量密度,能夠快速加熱物料表面;長(zhǎng)波紅外燈管(波長(zhǎng)在 3 - 10μm)則可以更好地穿透物料,適用于較厚物料的干燥。不同的填充物(如鹵素氣體)可以改變燈管發(fā)射的紅外線波長(zhǎng)和強(qiáng)度。
紅外陶瓷板:紅外陶瓷板是另一種重要的紅外線發(fā)射材料。它是由陶瓷材料制成,內(nèi)部含有能夠發(fā)射紅外線的特殊成分。紅外陶瓷板的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)熱均勻、壽命長(zhǎng)、熱效率高。與紅外燈管相比,陶瓷板發(fā)射的紅外線波長(zhǎng)范圍更寬,能夠更好地適應(yīng)不同物料的吸收特性。例如,一些高性能的紅外陶瓷板可以在整個(gè)中長(zhǎng)波紅外線范圍(3 - 10μm)內(nèi)提供穩(wěn)定的輻射,使得干燥過(guò)程更加高效、穩(wěn)定。
輸送系統(tǒng)
輸送帶:輸送帶是輸送物料通過(guò)紅外線干燥區(qū)域的關(guān)鍵部件。它通常由耐高溫、耐腐蝕的材料制成,如不銹鋼網(wǎng)帶或特氟龍輸送帶。輸送帶的速度可以調(diào)節(jié),根據(jù)物料的干燥特性和生產(chǎn)要求,控制物料在紅外線照射下的停留時(shí)間。例如,對(duì)于一些容易干燥的物料,可以適當(dāng)提高輸送帶速度,提高生產(chǎn)效率;而對(duì)于干燥難度較大的物料,則可以降低速度,延長(zhǎng)干燥時(shí)間。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)裝置:驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輸送帶提供動(dòng)力,傳動(dòng)裝置(如齒輪、鏈條或皮帶)將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給輸送帶,確保輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。傳動(dòng)裝置的精度和穩(wěn)定性對(duì)于保持輸送帶的速度均勻性至關(guān)重要。因?yàn)槿绻斔蛶俣炔环€(wěn)定,物料在紅外線干燥區(qū)域的停留時(shí)間不一致,會(huì)導(dǎo)致干燥質(zhì)量不均勻。
溫度控制系統(tǒng)
溫度傳感器:溫度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)干燥區(qū)域的溫度。常見(jiàn)的溫度傳感器有熱電偶和紅外溫度傳感器。熱電偶通過(guò)測(cè)量紅外線輻射產(chǎn)生的熱電勢(shì)來(lái)確定溫度,其優(yōu)點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好;紅外溫度傳感器則是直接測(cè)量物體的紅外輻射強(qiáng)度來(lái)獲取溫度信息,它可以非接觸式測(cè)量,不會(huì)干擾物料的干燥過(guò)程。溫度傳感器將測(cè)量到的溫度信號(hào)反饋給控制器。
控制器和調(diào)節(jié)裝置:控制器根據(jù)溫度傳感器反饋的信號(hào),與設(shè)定的干燥溫度進(jìn)行比較。如果實(shí)際溫度高于或低于設(shè)定溫度,控制器會(huì)調(diào)節(jié)紅外線發(fā)射器的功率,或者通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶速度來(lái)控制物料的干燥溫度。例如,當(dāng)干燥溫度過(guò)高時(shí),控制器可以降低紅外燈管的功率,或者加快輸送帶速度,減少物料在高溫區(qū)域的停留時(shí)間,從而使干燥溫度回到設(shè)定范圍內(nèi)。
三、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
干燥效率高:IR 紅外線輸送干燥機(jī)的干燥速度相對(duì)較快。由于紅外線能夠直接穿透物料表面,在物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量,使水分等溶劑分子快速蒸發(fā)。例如,在食品加工中,對(duì)于一些含水量較高的蔬菜(如土豆片)進(jìn)行干燥,IR 紅外線輸送干燥機(jī)比傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥機(jī)干燥速度可提高 3 - 5 倍,大大縮短了干燥時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
干燥質(zhì)量好:紅外線干燥可以使物料干燥得更加均勻。因?yàn)榧t外線的輻射是全方位的,物料在輸送帶上不斷移動(dòng)過(guò)程中,各個(gè)部分都能接收到均勻的紅外線照射。同時(shí),由于干燥過(guò)程是從物料內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行的,能夠避免物料表面過(guò)度干燥而內(nèi)部仍含有較多水分的情況。例如,在制藥行業(yè),對(duì)于一些對(duì)干燥質(zhì)量要求極高的藥品顆粒進(jìn)行干燥,IR 紅外線輸送干燥機(jī)可以確保藥品顆粒的含水量均勻,有效防止藥品因局部含水量過(guò)高而變質(zhì)。
節(jié)能與環(huán)保:IR 紅外線輸送干燥機(jī)在能源利用方面具有優(yōu)勢(shì)。紅外線的能量可以直接被物料吸收并轉(zhuǎn)化為熱能,相比傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥方式,減少了熱量在空氣中的散失。而且,紅外線干燥不需要大量的熱風(fēng)循環(huán),降低了風(fēng)機(jī)的能耗。例如,在化工行業(yè)的某些干燥應(yīng)用中,IR 紅外線輸送干燥機(jī)的能耗比傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥設(shè)備降低約 30% - 50%,同時(shí)也減少了廢氣排放,更加環(huán)保。
四、應(yīng)用領(lǐng)域與注意事項(xiàng)
應(yīng)用領(lǐng)域
食品行業(yè):用于干燥各種食品,如水果片(蘋(píng)果片、香蕉片等)、蔬菜干、堅(jiān)果、肉類(lèi)干制品等。例如,在制作水果干時(shí),IR 紅外線輸送干燥機(jī)可以在保留水果營(yíng)養(yǎng)成分的同時(shí),快速將水果中的水分蒸發(fā)掉,制成口感良好、色澤鮮艷的水果干。
化工行業(yè):對(duì)化工原料、顏料、涂料、塑料顆粒等進(jìn)行干燥。在塑料顆粒的干燥過(guò)程中,紅外線干燥可以有效去除顆粒中的水分,提高塑料的加工性能,防止在塑料制品成型過(guò)程中因水分產(chǎn)生氣泡等缺陷。
制藥行業(yè):應(yīng)用于藥品原料、藥丸、藥粉等的干燥。對(duì)于一些熱敏性藥物,IR 紅外線輸送干燥機(jī)的溫和干燥方式可以避免藥物因高溫而失去活性,確保藥品質(zhì)量。
注意事項(xiàng)
物料特性匹配:不同的物料對(duì)紅外線的吸收特性不同,在使用 IR 紅外線輸送干燥機(jī)時(shí),需要根據(jù)物料的成分、含水量、厚度等特性選擇合適的紅外線波長(zhǎng)、功率和干燥時(shí)間。例如,對(duì)于顏色較深的物料,由于其對(duì)紅外線的吸收能力較強(qiáng),可能需要適當(dāng)降低紅外線功率,防止物料表面溫度過(guò)高而損壞。
安全操作與維護(hù):IR 紅外線輸送干燥機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高溫,操作人員要注意防止?fàn)C傷。同時(shí),要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù),檢查紅外線發(fā)射器的工作狀態(tài)、輸送帶的磨損情況和溫度控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。例如,紅外燈管在使用一段時(shí)間后可能會(huì)出現(xiàn)老化、損壞等情況,需要及時(shí)更換,以確保干燥效果和設(shè)備安全。