除湿手册—产品干燥-抽湿器

当从非常低的露点或非常低的干燥温度或两者中获益时,干燥剂除湿器用于干燥产品。

例如,照相胶片中的乳液通过冷空气和冷却辊在0°和20°?之间的温度下“固化”?。干燥,冷空气必须设定该乳液,以除去一些其的水并保证无冷凝冷膜表面上发生。

相比之下,塑料树脂非常吸湿。露点为-40(0.5/)的300°空气用于在加工前从树脂中除去最后的水分残留物。薄膜制造是连续的,塑料树脂干燥通常是分批进行的。两种工艺都可以在没有干燥空气的情况下进行,但使用除湿机可以使速度至少翻倍。

干燥产品的除湿系统通常为其所有者提供极大的利润。在许多情况下,使用除湿空气干燥产品可以使生产线的加工速度加倍,并提高产品质量。产品干燥除湿系统可能比工业建筑房间控制系统更像是一种机床–它可以在几个月甚至几周而不是几十年内偿还其安装成本。在我们的例子中,我们将看一个“箱式干燥”系统,用于覆盖具有坚硬,有光泽的涂层的糖果块。

第一步–?定义项目的目的

糖果,制药和化学制造经常在涂覆和干燥操作中使用干燥空气。这个例子描述了如何从天气中提取新鲜空气并调节以满足

两种不同的干燥要求。

该项目的目的是降低干燥空气的湿度,因此冬季,春季和秋季可以保持冬季的快速生产。从历史上看,这个过程在夏季失控。潮湿的天气使空气太湿而不能高速干燥涂层。涂层变得斑点,不均匀并且糖果块粘在一起。我们可以想象一个现有的系统,它先前使用了建筑物其他部分的空气来干燥涂层。空气很凉爽,但非常潮湿。

第二步–?建立控制水平和容差

根据一年中的时间和产品需求,公司通过这些特定的干燥箱运行两种产品中的一种。

?巧克力覆盖的坚果,带有薄糖壳涂层

?硬涂糖糖–类似于“”

产品不同时运行,每种产品的空气温度和湿度要求不同。巧克力产品需要的冷空气,因为否则巧克力失去其一个透射电镜每瓦特从由产生的热量(其熔点以上再结晶)的产物在的翻滚作用。另一方面,硬糖需要热空气来设置糖衣并形成特别光滑和有光泽的表面,这是产品的主要营销标识的一部分。

过去的加工表明65°对于巧克力产品是足够的,但是冬季生产表明50°甚至更好,因为它使得块保持相当坚硬,减少了由于

桶中翻滚而导致的凹痕。硬糖产品需要120°空气来设置闪亮的涂层。

空气越干燥,产品涂层干燥越快。不幸的是,有两个因素限制了空气进入干燥箱时的干燥程度–?系统成本和过度干燥。空气越干燥,购买和运行系统的成本就越高。而且,如果空气过于干燥,则糖衣以无定形图案结晶,这导致易于破裂的弱层。如果没有资源进行实验室测试,工程师会对如何建立湿度水平感到困惑,该湿度水平将提供最快的速度而不会过度干燥。这延迟了项目超过资本预算批准的截止日期,因此项目暂停了一年。

在接下来的夏季和冬季,工程师决定租用干燥剂除湿器,对干燥系统本身进行一些实验。这些实验的结果证实,以下条件对于每种产品都是最佳的:

?巧克力产品的50°,50%(27/)

?120°,9%(44/)的硬糖

?每个干燥箱250气流

步骤三一计算热量和湿度负载现有系统必须完全改变。它只需要从房间吸入冷空气,然后将其吹入12个旋转干燥箱中。天花板上有排气扇,可以将潮湿的空气排出建筑物,但是没有补给空气系统可以为房间提供经过处理的空气。这意味着必须通过排气扇将空气从其他生产区域拉入房间。在计算负载之前,工程师需要一个全新的系统概念。

首先,工程师必须决定干燥空气将来自何处,以及它是否会继续耗尽天气或转向除湿系统。如果它返回系统,是直接进入系统,还是在离开干燥箱后将其拉过整个房间?如果空气直接从干燥箱返回,它将仅承载来自涂层的水分负荷。如果它通过房间回来,它将包含房间和产品的水分负荷。

工程师做出两个基本决定:从天气而不是建筑物中取出空气并将其直接从干燥箱排放到天气中,不再向除湿系统返回空气。

他认为,从建筑物中抽出空气的旧做法只是将冷却负荷放在已经超载的建筑物其他部分的系统上。通过将干燥箱放在处理其自身外部空气的独立系统上,他可以改善建筑物其余部分的条件并改善涂层操作。

通过在离开垃圾箱后不将空气返回到除湿系统,工程师大大简化了他的维护工作。如果空气返回系统,则必须进行大量过滤以除去粘稠,不卫生的糖粉。过滤系统可用,但工程师知道他的维护技术人员没有时间处理当前的关键任务。他知道他不会增加维护预算来聘请人们仔细维护昂贵的过滤系统。

在做出这个决定时,工程师还研究了天气中的水分条件与离开涂层锅的空气的水分相比,认识到如果来自平底锅的空气更干燥,除湿机将使用比系统更多的能量。从天气中取出空气。他发现,在一年中的一半时间里,来自天气的空气实际上比离开垃圾箱的空气更干燥,因此天气空气的处理成本较低。优化的系统可以在垃圾箱和天气之间自动切换进气口,无论哪个更干燥–但工程师为了简化和减少维护而拒绝该替代品。

每小时水汽颗粒

由于空气在从箱中吸收水分后不会返回系统,因此唯一的水分负荷是新鲜空气中含有的水蒸气和来自湿产品本身的水分。这些决定肯定简化了水分负荷计算。系统中唯一的热量和水分负载包含在从天气中获取的空气中。没有相关的房间负载,人员或

门洞。该系统必须简单地吸入新鲜空气,并以120°和44/的速度输送硬糖,50°,27/用于巧克力包装的坚果。

显热负荷包括三个要素:

?产品碎片在干燥箱中翻滚产生的显热

?来自新鲜空气的明显热量

?新鲜空气中的潜热,由除湿机转化为显热

经验表明,产品产生的热量可以通过为巧克力提供50°的空气来消除。来自外部空气的显热是夏季设计温度与50°输送空气温度之间的差异-133,000/。新鲜空气中的潜热将通过除湿器转换为显热,与装置的水分量成比例。去除的水分越多,空气将在除湿器之后变暖。当工程师调整除湿机的尺寸时,他将知道除湿过程中的显着负荷。

还有冬季明显的供暖负荷,因为硬糖需要120?华氏度的空气。该地区的冬季设计条件是11°,因此系统必须提供:

公式

加热负荷=?3000??。〇8??(120-11)

热负荷=?353160个英热单位/小时

进入干燥箱的总气流量()空气比热(/每每°)

冬季新鲜空气与送入垃圾箱的空气之间的温差(°)

理论上,可能还需要加湿冬季的新鲜空气,因为外面的水分将低于27/和44?/,这似乎是产品的理想选择。但实际上,工程师从未注意到冬季过度干燥的问题,因此他不愿意计算加湿负荷。

第四步_?调整组件大小以移除负载由于干燥剂除湿将水分转化为显热,因此必须选择除湿器并在确定除湿器之后的冷却系统的尺寸之前确定其性能。除湿器的尺寸取决于进入空气的温度和湿度条件。经济上,在新鲜空气进入干燥剂单元之前对其进行预冷和除湿是有意义的。问题是–预冷是多少合适?

答案取决于用于重新激活的热能是否比运行冷却系统的电力便宜。当再激活能量便宜时,除湿器可以以低成本去除水分。该装置的安装成本会更高,但运营成本的节省可以在几个月内抵消额外的成本。相反,如果再激活能量比较昂贵,那么冷却除湿应该承担尽可能多的负荷–安装和运行的安装成本会更低。

在这种情况下,工程师计划使用热电厂的废热进行再活化,因此运行干燥剂装置的成本几乎可以忽略不计。因此,唯一合适的预冷却是使干燥剂单元提供巧克力产品所需的27/条件所需的最小值。

工程师参考附录中有关旋转?除湿机的性能图表。基于他对3,000的已知要求,他选择了一个7.5平方英尺的工艺面区域模型,然后他以正常顺序的反向运行性能曲线。3,000将以每分钟400英尺的速度穿过该装置。(3,000^?

7.5=400)从所需的27/的终止条件开始,他向左移动到每分钟400英尺的速度曲线,然后垂直移动到190°的再激活温度线,并向右移动到65°的进入温度线和下至入口水分条件,读数为95/。这意味着如果空气进入干燥剂单元,则不会变暖这个7.5平方英尺的单元可以提供所需的27/条件,而不是65°,并且不会比95颗颗粒湿润。

图7.32在该示例中,工程师需要在空气进入除湿器之前最小化预冷却量。他从他知道必须送到干燥箱的潮湿状态开始,然后向后工作到可以进入除湿器的最高温度和湿度。

工程师使用190??再激活温度,因为热电联产系统提供200°的水,因此最热的实际温度为190°。最后,工程师假定过程空气入口温度为65°,因为这样可以实现最潮湿的入口条件。事实上,如果空气预先冷却到65°,它将饱和并具有93/的水分含量。

这告诉工程师预冷却盘管必须完成什么–它必须将空气从夏季设计条件91?0和146/带到65°和92/的条件下。

公式7.15来自天气的新鲜空气()磅。空气每每小时空气进入和离开冷却盘管之间的焓变化(/)

3,0004.5(45-30?)预冷吨位=?–?–|?2〇〇〇–预冷吨位=?16.9吨每吨空气冷却能力/

干燥剂单元下游的冷却要求将取决于除湿器过程侧的温升,其可按附录中所示计算。

温度离开=65+.625(92–27)+0.1(190–65)过程,将水分转换为温度的常数(°//)去除水分由除湿机(/)温度离开–?1?■〇过程空气进入过程与空气进入再激活之间的温差(°)

通向干燥箱的气流()每°每英寸空气/进出3??0001,8(118–5)冷却盘管(°)的空气温差每吨空气冷却12,000-/

第五步–?选择控件

必须控制温度和湿度以满足两种产品的需求。设备能耗必须调整以适应负载,因此不会浪费能源。

通过一组调节阻尼器实现湿度控制,当湿度负荷较低时,调节阻尼器绕过除湿器周围的空气。湿度必须控制在两个固定点:44/和27?/。虽然两个条件在绝对湿度下非常接近,但它们在相对湿度方面相差很远。由于27?粒状态在50°下输送,因此它代表50%的相对湿度。44粒状态在120°下传递,因此它代表9?%的相对湿度。相对湿度传感器可以在一个点上很好地控制传感器,可以对传感器进行校准和持续使用,但是当控制点移动时,它们需要重新校准。还有,亲戚当测量低于10%的相对湿度时,湿度传感器通常不如其他类型的精确度高。

工程师决定使用光学露点传感器控制器并根据露点而不是相对湿度来控制系统。由于空气温度非常高,因此订购的光学传感器

具有额外的冷却能力,以确保准确性。此外,传感器放置在干燥剂单元的下游,因为出口湿度条件在轮面上变化很大。一个更好的位置。

地点

空气流动

()

温度

()

湿气

(克/磅)

一个

3000

91

146

3000

65

92

3000

118

27

3000

50

27

除湿机安装有旁路,因此当新鲜空气比设计条件干燥时,其容量可以减少。旁路中的固定位置阻尼器产生的阻力等于干燥剂床的阻力。这使得旁路风门可以通过除湿器和旁路平稳地调节气流。

系统入口处的固定位置阻尼器允许工程师精确设置系统气流,因此随着气候温度和压力的变化,流量变化较小。

传感器在空气进入分配管道之前立即进入分档–此时空气在管道内的温度和湿度相当均匀。

在除湿机之前和之后的两个地方控制气流温度。空气被预先冷却以进行部分除湿。该线圈是直接膨胀型,由其自己的冷凝装置提供服务。这释放了中央冷冻水系统的容量。预冷却系统由紧跟冷却盘管的温度传感器/控制器控制。设定温度为65°。无论何时空气温度高于65℃?,系统都会对进入的空气进行冷却和除湿。

后冷却盘管由中央冷冻水系统提供服务。的工程师放置在加热线圈的下游,以冷却盘管确保冬季运行期间在线圈中的水不会冻结。理论上,维护部门可以通过在冬季排水来防止线圈冻结。但是工程师知道天气变化的速度比硬压维护技术人员可以排空和重新填充线圈要快。后加热线圈在热电厂的200°处设有水,就像用于除湿器的再激活加热线圈一样。

后加热和后冷却盘管均由三通阀控制,三通阀响应于光学露点控制器附带的温度传感器调节流体流动。这种更昂贵的仪器的另一个优点是温度和湿度设定点可以在过程控制台重置,而不必将技术人员送入管道系统。

由于天气对水分负荷的影响很大,因此除湿机的能量需求也会有很大差异。该装置应根据这些变化自动降低能量。这在夏季月份不太重要,因为热电联产系统有过多的热量。但在冬季,需要所有可用的热能来提供舒适性和工艺加热。

通过响应位于气流中的温度传感器/?控制器而改变通过加热线圈的热水流来控制除湿器再激活能量,从而重新激活。所述被设定在120℃的空气温度升高到高于该点,这意味着没有在工艺侧上被吸收较少的水分,并且能够减小再激活能量。

其他考虑

冷冻保护

该项目使用热电联产系统的热水进行再生和供热。在冬天,存在使线圈中的水冻结的危险,这会使管破裂。为了避免这个潜在的问题,工程师可以从温暖的机械室取暖,而不是直接从天气中取出空气。或者,可以将电或天然气预热器放置在系统的外部空气入口上。在任何情况下,用于天气的热水基加热系统都会受到寒冷气候下的冻结,工程师必须采取预防措施来避免这个问题。

供应风扇位置

在该示例中,供气风扇位于干燥除湿器的下游。这提供了脱水和旁通空气之间的良好混合,但是与管道外部的空气(湿润的)

相比,它在强烈的负压下将管道系统放置在风扇和除湿器之间。负气压可导致通过管道接头的空气泄漏,以及除湿套管内的泄漏,因此如果风扇位于此位置,两者都应密封良好。将风扇放置在干燥剂单元的上游避免了泄漏问题

在设备下游,但设计师必须注意避免将空气直接吹到干燥轮的表面。否则,必要时空气不会通过旁路管道。

预冷在产品干燥应用中使用最小预冷是有意义的原因之一是需要与干燥空气结合的温热或高温。由于除湿器将水分负荷转化为显热,因此该方法是有益的。但是,如果该项目仅涉及热敏巧克力产品,则可以通过进行与制冷系统允许的预冷却相同的操作来降低操作和安装成本。在冷却系统遇到冷冻问题之前,制冷能力几乎总是比干燥剂除湿能力更便宜。冷却外部空气的实际下限值得商榷。大多数工程师都会同意45°的直接膨胀冷却和40的乙二醇-水系统是可以实现的,虽然冷却盘管将是非常深和

孟清湘的气流将是相当高的。

最佳条件可以在周期中期改变在这个例子中,气流,温度和湿度可以保持稳定,因为产品批次的尺寸,形状,涂层类型和所需的干燥程度相同。然而,在其他温度敏感的,批量定向的干燥应用中,例如投资铸件,鱼片或种子,在整个干燥循环中能够改变温度,空气速度和湿度以避免过度干燥可能是重要的。如果有必要,工程师可能希望投资更复杂的控制装置,以便在周期中间自动重新设定风量,温度和湿度,以获得最佳效果。

系统总气流

在许多产品干燥应用中,由于需要在产品的所有表面上保持高速度,因此总系统气流很大。但除湿机无需处理所有空气。例如,考虑而不是在小仓干燥的小糖果,在试图干大型熔模铸造ˉˉ圣诞树ˉˉ在一个房间测量50’宽75’长×18’高。水分负荷每小时可能只有50磅水蒸气。与在所有复杂产品表面上产生高速度所需的气流相比,除湿器将是小的。在这种情况下,最好添加大圆形风扇用于移动房间内的空气,除湿器仅干燥循环中的一小部分总空气。

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