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中國(guó)現(xiàn)代干燥技術(shù)發(fā)展概況

       中國(guó)的現(xiàn)代干燥技術(shù)是從20 世紀(jì)50年代逐漸發(fā)展起來(lái)的,迄今對(duì)于常用的干燥設(shè)備,如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設(shè)備,我國(guó)均能生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng),對(duì)于一些較新型的干燥技術(shù)如沖擊干燥、對(duì)撞流干燥、過(guò)熱干燥、脈動(dòng)燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開(kāi)發(fā)研究,有的已工業(yè)化應(yīng)用。
      干燥技術(shù)的發(fā)展既需要工業(yè)實(shí)踐,也需要學(xué)術(shù)研究。我國(guó)于1965年6月上海化學(xué)工業(yè)學(xué)會(huì)組織了華東六省一市干燥—過(guò)濾技術(shù)會(huì)議。1975年5月原化學(xué)工業(yè)部在南京組織召開(kāi)了第一屆干燥技術(shù)會(huì)議。1986年10月中國(guó)化工學(xué)會(huì)在上海召開(kāi)了全國(guó)第二屆干燥技術(shù)交流會(huì),此后1989年9月(此年組織成立了全國(guó)干燥組,第一任組長(zhǎng)李楨教授,第二任組長(zhǎng)王喜忠教授,現(xiàn)任組長(zhǎng)史永春研究員)在大連,1992年在武漢,1995年在江蘇太倉(cāng)、1997年在江蘇無(wú)錫市,1999年在山東濟(jì)南,2002年在哈爾濱,2004年在杭州相繼舉行了各屆全國(guó)干燥會(huì)議。2005年9月在南京召開(kāi)全國(guó)第十屆干燥會(huì)議,此次會(huì)議距1975年第一次會(huì)議正好30周年。30年過(guò)去,中國(guó)的干燥事業(yè)經(jīng)全國(guó)企業(yè)家和學(xué)者的不懈努力已有了長(zhǎng)足進(jìn)步。
      除化工界外,中國(guó)農(nóng)業(yè)部門,木材部門在過(guò)去30年中也都舉辦過(guò)多屆全國(guó)干燥技術(shù)會(huì)議,此外紅外干燥、冷凍干燥界也都舉辦過(guò)專業(yè)干燥會(huì)議,1996年中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)也舉辦了全國(guó)干燥學(xué)術(shù)研討會(huì),這說(shuō)明中國(guó)學(xué)術(shù)界對(duì)干燥技術(shù)的研究和發(fā)展都投入了極大的關(guān)注。
      干燥技術(shù)的研究既要研究成千上萬(wàn)種不同干燥物料的干燥性能,也要研究各種節(jié)能高效的新型干燥設(shè)備,以及研究一定的物料在某種干燥設(shè)備中的合理操作參數(shù)。人們一直希望通過(guò)干燥理論的研究建立干燥模型,以期在計(jì)算機(jī)上取得最佳結(jié)果。遺憾的是,直到今天,對(duì)于大多數(shù)干燥操作,在無(wú)經(jīng)驗(yàn)的情況下,只能通過(guò)試驗(yàn)取得相關(guān)數(shù)據(jù),來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。
      對(duì)于干燥技術(shù),有三項(xiàng)目標(biāo)是學(xué)者公認(rèn)的,即干燥操作要保證產(chǎn)品質(zhì)量;干燥作業(yè)對(duì)環(huán)境不造成污染;干燥的節(jié)能研究。中國(guó)學(xué)者在過(guò)于30年中在干燥技術(shù)的研究中取得了不少成果,下面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
      中國(guó)科學(xué)院工程物理研究所劉登瀛研究員研究了在微時(shí)間尺度和高熱流密度作用下的超急速傳熱傳質(zhì),用試驗(yàn)驗(yàn)證了非傅里葉導(dǎo)熱(非平衡)效應(yīng)的存在,首次提出了非傅里葉熱效應(yīng)和非費(fèi)克擴(kuò)散效應(yīng)對(duì)于干燥過(guò)程的影響趨勢(shì),并對(duì)多層流化床干燥機(jī)和對(duì)撞流干燥機(jī)中非穩(wěn)態(tài)干燥過(guò)程作了全面研究。此外,對(duì)垂直,半環(huán)及其組合對(duì)撞流干燥進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。
      中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉相東教授在干燥理論方面研究了多孔介質(zhì)內(nèi)部濕分遷移過(guò)程的孔道網(wǎng)絡(luò)模擬及分形網(wǎng)絡(luò)模擬,對(duì)物料和干燥介質(zhì)之間的熱傳遞過(guò)程作出新的解釋,為干燥技術(shù)提供理論支持,他還對(duì)脈動(dòng)燃燒干燥技術(shù)作了深入研究。
      中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)曹崇文教授是中國(guó)谷物干燥專家,他在谷物干燥過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬方面進(jìn)行了研究,開(kāi)發(fā)了多種模擬軟件,研究開(kāi)發(fā)的5HG-4、5糧食干燥成套設(shè)備已推廣百余臺(tái)。此外還對(duì)多種新型干燥技術(shù),如過(guò)熱蒸汽干燥、沖擊流干燥、脈動(dòng)干燥、對(duì)撞流干燥等作了探討和研究。
中國(guó)林業(yè)大學(xué)張璧光教授是中國(guó)木材干燥專家,研發(fā)了木材除濕干燥機(jī)和多功能熱泵干燥機(jī),在太陽(yáng)能干燥及木材干燥過(guò)程傳熱、傳質(zhì)的研究方面取得多項(xiàng)研究成果。
      南京林業(yè)大學(xué)顧煉百教授是我國(guó)知名的木材干燥專家,他在“短周期工業(yè)干燥技術(shù)的研究”、“木廢料能源聯(lián)合干燥技術(shù)的研究”及“木材熱壓干燥技術(shù)”等方面取得了多項(xiàng)研究成果。
      中國(guó)林業(yè)科學(xué)院林化所的王宗濂研究員是國(guó)內(nèi)著名的噴霧干燥專家之一。他和課題組的同志早在80年代就研制了10萬(wàn)cP高黏度物料的噴霧干燥,在離心噴霧霧化器的研究中以三支點(diǎn)力學(xué)模型解決了撓性軸系的一系列理論問(wèn)題,研制噴液量從5~40 000kg/h,轉(zhuǎn)速?gòu)?萬(wàn)~3.2萬(wàn)r/min的霧化器。在高壓噴霧方面研制了生產(chǎn)能力打50t/天,能生產(chǎn)0.3~0.5mm粒徑的分散染料。 
      大連理工大學(xué)干燥工程研究室的王喜忠教授是國(guó)內(nèi)著名的噴霧干燥專家之一,他和同事王寶和教授、于才淵教授一起對(duì)中國(guó)的噴霧干燥工業(yè)裝置進(jìn)行了廣泛的研究,設(shè)計(jì)的最大裝置年可達(dá)10 000t,在磷脂油脂和番茄紅素的微膠囊化技術(shù)、靜電霧化技術(shù)、超臨界干燥和納米粉體干燥方面的研究都處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先位置。
      香港科技大學(xué)化工系的陳國(guó)華博士對(duì)紙的熱風(fēng)沖擊,穿透及沖擊穿透干燥作了深入研究,并首次發(fā)現(xiàn)有二次升速階段,他用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)手段解決了學(xué)者們對(duì)此種干燥的一系列猜想。此外對(duì)中藥食品等多孔物料的微波干燥及微波冷凍干燥作了獨(dú)特的研究。
      天津大學(xué)電氣自動(dòng)化與能源工程學(xué)院褚治德教授在遠(yuǎn)紅外加熱干燥綜合技術(shù)的研究獲得了廣泛的應(yīng)用,在中藥飲片、涂膜及薄木板干燥方面都得到良好的工業(yè)應(yīng)用。
      天津科技大學(xué)(原天津輕工學(xué)院)的潘永康教授和他的同事李占勇教授、趙麗娟副教授和李建國(guó)博士一起在研究生物活性物料和蔬果動(dòng)態(tài)干燥時(shí)發(fā)現(xiàn)有些生物物料干燥時(shí),如果進(jìn)風(fēng)的濕球溫度接近生物物料的發(fā)酵溫度,則可最大限度地保存生物產(chǎn)品的活性(90%以上)。蔬果切片的動(dòng)態(tài)快速干燥可在0.5h內(nèi)即可使其從初始濕含量接近90%達(dá)到終濕含量10%,其有效營(yíng)養(yǎng)成分達(dá)到最佳的保留。他們對(duì)流化床的工業(yè)應(yīng)用作了開(kāi)發(fā)研究,使振動(dòng)流化床布風(fēng)均勻,不漏粉料,物料在床內(nèi)的停留時(shí)間可在較大范圍內(nèi)調(diào)整。設(shè)計(jì)的各種特殊的破碎裝置,使受熱后結(jié)團(tuán)的物料,如聚酯顆粒和吸水樹(shù)脂,能有效地干燥。
      東北大學(xué)徐成海教授是國(guó)內(nèi)冷凍干專家,近年來(lái)他研制成功了連續(xù)真空干燥設(shè)備和連續(xù)真空冷凍干燥設(shè)備,可冷凍干燥活菌、活毒、皮膚、骨骼、角膜等生物制品,在醫(yī)學(xué)上有重要意義。
河南科技大學(xué)朱文學(xué)教授研究利用分形理論研究了谷物干燥過(guò)程中應(yīng)力裂紋的擴(kuò)展機(jī)理,進(jìn)行了擴(kuò)展動(dòng)力學(xué)分析和擴(kuò)展過(guò)程的模擬。通過(guò)對(duì)谷物紅外輻射吸收特性的研究,運(yùn)用非匹配紅外吸收原則確定了谷物紅外干燥光譜區(qū)域,設(shè)計(jì)了新一代的燃?xì)饧t外干燥機(jī)。為谷物快速、保質(zhì)、低成本的干燥、貯藏提供了新的選擇。在對(duì)撞流干燥機(jī)理研究的基礎(chǔ)上。確定了對(duì)撞流干燥糟渣類物料的工藝參數(shù),開(kāi)展了花卉冷凍保型干燥技術(shù)研究,干制牡丹花基本保持了生長(zhǎng)狀態(tài)的形狀和色澤,為延長(zhǎng)其觀賞期可提高整個(gè)牡丹產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供了新途徑。
      河南科技大學(xué)董鐵友博士在新型微波干燥技術(shù)研究方面,首次提出了微波干燥室內(nèi)的能量分布,應(yīng)根據(jù)天線的輻射能分布瓣型來(lái)確定的理論方法。通過(guò)對(duì)典型載荷條件下的微波干燥室的能量反射特性及稻米的微波干燥技術(shù)問(wèn)題等研究,獲得了對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有重要參考價(jià)值的數(shù)據(jù):運(yùn)用微波冷凍干燥技術(shù),創(chuàng)造性地研究了中華菜肴食品的加工技術(shù)和基礎(chǔ)工藝參數(shù)。
      江蘇大學(xué)的徐圣言教授研究了噴動(dòng)床干燥,并開(kāi)發(fā)了噴動(dòng)床低溫?zé)峤鈴U橡膠技術(shù)。
      哈爾濱東宇農(nóng)業(yè)工程設(shè)計(jì)研究院奚河濱博士首次提出水稻干燥的順混流干燥加緩蘇復(fù)合干燥工藝,設(shè)計(jì)了SHSH-10型水稻復(fù)合工藝干燥機(jī),并系統(tǒng)整理出水稻物理和熱特性參數(shù)方程,建立了有關(guān)水稻干燥技術(shù)數(shù)據(jù)的體系。
      此外,東北化工設(shè)計(jì)院的劉廣文高工在染料干燥工藝和設(shè)備的結(jié)合上進(jìn)行了較深入的研究,發(fā)現(xiàn)了染料干燥時(shí)存在轉(zhuǎn)晶的規(guī)律,先后出版了《染料加工技術(shù)》、《噴霧干燥應(yīng)用技術(shù)大全》等專著。上海大川原公司的錢筱琪高工對(duì)中藥浸膏的干燥有獨(dú)到的研究。內(nèi)蒙古大學(xué)的梁運(yùn)章教授研發(fā)了獨(dú)特的高壓靜電干燥,可使人參等脫水時(shí)保證最佳質(zhì)量。還有很多學(xué)者和企業(yè)在新設(shè)備開(kāi)發(fā)和舊設(shè)備改進(jìn)方面作了很多工作,由于篇幅有限,在此不一一列舉。
      我國(guó)的現(xiàn)代干燥技術(shù)取得的成績(jī)是我國(guó)學(xué)者和企業(yè)界共同努力的結(jié)果,雖然有不少可喜的成果,但是由于我國(guó)在企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)尚不規(guī)范,阻礙了干燥技術(shù)的健康發(fā)展。很多成果尚未能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,使企業(yè)的產(chǎn)品得不到更新。要使我國(guó)的現(xiàn)代干燥技術(shù)更快地發(fā)展,既要學(xué)者們更加努力工作,又應(yīng)使干燥技術(shù)市場(chǎng)更加有序化。

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