?一、定義與工作原理
定義:
IR紅外線輸送干燥機是一種利用紅外線輻射能進行干燥的設備。它通過紅外線發射器產生紅外線,紅外線穿透被干燥物料的表面,使物料內部的水分子等溶劑分子產生振動,從而將輻射能轉化為熱能,實現物料的干燥。這種干燥方式具有高效、節能、干燥質量好等優點,廣泛應用于化工、食品、制藥等眾多行業。
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工作原理:紅外線是一種電磁波,其波長范圍在 0.76 - 1000μm 之間。在 IR 紅外線輸送干燥機中,紅外線發射器(通常是紅外燈管或紅外陶瓷板)發出紅外線。當紅外線照射到物料上時,物料中的分子吸收紅外線的能量,引起分子的振動和轉動能級躍遷。對于含有水分的物料,水分子吸收紅外線能量后,運動加劇,克服分子間的作用力,從液態轉變為氣態,從而實現干燥過程。由于紅外線能夠穿透物料一定深度,所以可以在物料內部和表面同時產生熱量,使干燥過程更加均勻、快速。
二、主要結構組成
紅外線發射器
紅外燈管:紅外燈管是常見的紅外線發射源之一。它一般由石英玻璃外殼、燈絲和填充氣體組成。燈絲在通電后發熱,產生紅外線輻射。紅外燈管的功率和波長可以根據干燥需求進行選擇。例如,短波紅外燈管(波長在 1 - 3μm)具有較高的能量密度,能夠快速加熱物料表面;長波紅外燈管(波長在 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)可以改變燈管發射的紅外線波長和強度。
紅外陶瓷板:紅外陶瓷板是另一種重要的紅外線發射材料。它是由陶瓷材料制成,內部含有能夠發射紅外線的特殊成分。紅外陶瓷板的優點是發熱均勻、壽命長、熱效率高。與紅外燈管相比,陶瓷板發射的紅外線波長范圍更寬,能夠更好地適應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中長波紅外線范圍(3 - 10μm)內提供穩定的輻射,使得干燥過程更加高效、穩定。
輸送系統
輸送帶:輸送帶是輸送物料通過紅外線干燥區域的關鍵部件。它通常由耐高溫、耐腐蝕的材料制成,如不銹鋼網帶或特氟龍輸送帶。輸送帶的速度可以調節,根據物料的干燥特性和生產要求,控制物料在紅外線照射下的停留時間。例如,對于一些容易干燥的物料,可以適當提高輸送帶速度,提高生產效率;而對于干燥難度較大的物料,則可以降低速度,延長干燥時間。
驅動電機和傳動裝置:驅動電機為輸送帶提供動力,傳動裝置(如齒輪、鏈條或皮帶)將電機的動力傳遞給輸送帶,確保輸送帶平穩運行。傳動裝置的精度和穩定性對于保持輸送帶的速度均勻性至關重要。因為如果輸送帶速度不穩定,物料在紅外線干燥區域的停留時間不一致,會導致干燥質量不均勻。
溫度控制系統
溫度傳感器:溫度傳感器用于實時監測干燥區域的溫度。常見的溫度傳感器有熱電偶和紅外溫度傳感器。熱電偶通過測量紅外線輻射產生的熱電勢來確定溫度,其優點是精度高、穩定性好;紅外溫度傳感器則是直接測量物體的紅外輻射強度來獲取溫度信息,它可以非接觸式測量,不會干擾物料的干燥過程。溫度傳感器將測量到的溫度信號反饋給控制器。
控制器和調節裝置:控制器根據溫度傳感器反饋的信號,與設定的干燥溫度進行比較。如果實際溫度高于或低于設定溫度,控制器會調節紅外線發射器的功率,或者通過調節輸送帶速度來控制物料的干燥溫度。例如,當干燥溫度過高時,控制器可以降低紅外燈管的功率,或者加快輸送帶速度,減少物料在高溫區域的停留時間,從而使干燥溫度回到設定范圍內。
三、應用優勢
干燥效率高:IR 紅外線輸送干燥機的干燥速度相對較快。由于紅外線能夠直接穿透物料表面,在物料內部產生熱量,使水分等溶劑分子快速蒸發。例如,在食品加工中,對于一些含水量較高的蔬菜(如土豆片)進行干燥,IR 紅外線輸送干燥機比傳統的熱風干燥機干燥速度可提高 3 - 5 倍,大大縮短了干燥時間,提高了生產效率。
干燥質量好:紅外線干燥可以使物料干燥得更加均勻。因為紅外線的輻射是全方位的,物料在輸送帶上不斷移動過程中,各個部分都能接收到均勻的紅外線照射。同時,由于干燥過程是從物料內部和表面同時進行的,能夠避免物料表面過度干燥而內部仍含有較多水分的情況。例如,在制藥行業,對于一些對干燥質量要求極高的藥品顆粒進行干燥,IR 紅外線輸送干燥機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高而變質。
節能與環保:IR 紅外線輸送干燥機在能源利用方面具有優勢。紅外線的能量可以直接被物料吸收并轉化為熱能,相比傳統的熱風干燥方式,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循環,降低了風機的能耗。例如,在化工行業的某些干燥應用中,IR 紅外線輸送干燥機的能耗比傳統熱風干燥設備降低約 30% - 50%,同時也減少了廢氣排放,更加環保。
四、應用領域與注意事項
應用領域
食品行業:用于干燥各種食品,如水果片(蘋果片、香蕉片等)、蔬菜干、堅果、肉類干制品等。例如,在制作水果干時,IR 紅外線輸送干燥機可以在保留水果營養成分的同時,快速將水果中的水分蒸發掉,制成口感良好、色澤鮮艷的水果干。
化工行業:對化工原料、顏料、涂料、塑料顆粒等進行干燥。在塑料顆粒的干燥過程中,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程中因水分產生氣泡等缺陷。
制藥行業:應用于藥品原料、藥丸、藥粉等的干燥。對于一些熱敏性藥物,IR 紅外線輸送干燥機的溫和干燥方式可以避免藥物因高溫而失去活性,確保藥品質量。
注意事項
物料特性匹配:不同的物料對紅外線的吸收特性不同,在使用 IR 紅外線輸送干燥機時,需要根據物料的成分、含水量、厚度等特性選擇合適的紅外線波長、功率和干燥時間。例如,對于顏色較深的物料,由于其對紅外線的吸收能力較強,可能需要適當降低紅外線功率,防止物料表面溫度過高而損壞。
安全操作與維護:IR 紅外線輸送干燥機在運行過程中會產生高溫,操作人員要注意防止燙傷。同時,要定期對設備進行維護,檢查紅外線發射器的工作狀態、輸送帶的磨損情況和溫度控制系統的準確性。例如,紅外燈管在使用一段時間后可能會出現老化、損壞等情況,需要及時更換,以確保干燥效果和設備安全。