在我国,虽然干燥设备的应用已有几十年的历史,但干燥设备的制造是近20年来的事。在这20多年中,经过广大工程技术人员的努力,开发或仿制一批干燥设备,大多数工业化机型我国都可以加工,基本扭转了干燥设备靠进口的局面。培养了众多的干燥技术人员,也涌现出一大批干燥设备制造厂家。据估计,中国的干燥设备厂家约有400多家,就这些厂家的数量而言,一定是世界第一大国。但是,在众多的干燥设备制造厂家中,无论是干燥技术还是设备制造水平至今还没出现一个在世界有一定影响、在干燥领域占有一席之地的厂家,这不能不让我们深思。国产的干燥设备绝大多数是供应国内市场,很少出口到国外,即使偶尔出口售价也不可观。如果长此以往,对我国干燥技术的发展十分不利,应尽快改变这种局面。造成这种局面的原因主要有以下几个方面:
1、基础研究的差距
虽然干燥技术开发多年,世界上有无数工程技术人员从事这项工作,在理论上也确实取得了很大进展、形成了许多理论体系。但这些理论在实际运用中还有些力不从心,还有许多不完善的内容。因此,在理论研究方面还有大量的工作要做。在我国,自1975年在南京举行第一届全国干燥技术交流会以来,到现在已经召开了八次。从第二届交流会开始每届都编辑出版论文集,每次会议上都有几十篇各类论文参加交流。近年来,虽然有一些大专院校或科研单位正在做这方面的工作,但投入的人力物力也远远不够,从近年发表各类刊物的论文数量及质量都能反映出我国干燥理论研究的现实水平。在理论研究方面,与丹麦、加拿大、日本等国家相比还有不小的差距。中国的干燥技术想有一个新的飞跃,加强基础理论的研究非常重要应当引起国人的高度重视。
被干燥物料是多种多样的,仅靠几种干燥设备并不能满足生产的需要。理论研究是开发新型干燥机的基础,中国干燥技术的发展,必须培养一批理论研究、干燥技术开发工作者,以提高我国干燥设备的技术含量。经过不断努力,才能使我国的干燥技术接近或达到国外先进水平。
2、 实验条件不足
到目前为止,不论是干燥设备厂还是理论研究单位,都没有一个完善的实验基地。干燥是一个实验性很强的技术,不论是理论研究还是干燥设备制造,实验手段都是必不可少的。通过实验,理论工作者可以总结出干燥过程中的许多规律,设备制造厂通过实验确定出各种工艺参数。但是,许多单位恰恰忽略了实验的重要性。有些设备厂甚至没有一套实验装置,至使在设备设计中有很大的盲目性。许多理论都是总结出干燥技术的一般规律,但当涉及具体物料时,每种物料在干燥过程中反应出来的性质和对产品的要求都有其特殊性。所以按照通用理论处理并不一定很恰当针对具体物料还应以实验结果为准,所以实验装置决不可少。目前,实验手段薄弱主要有这几个方面,一方面是设备制造厂对实验过程认识不足,认为可有可无。另一方面实验装置机型较多,投资巨大,非一般企业所能承受。建成完善的实验基地是我国干燥技术研究的当务之急。
干燥本身是一个专业,但它更是其他行业处理物料的设备。所以干燥设备与其他设备不同,它所面对的行业广泛,处理物料的物性和要求的指标十分复杂,干燥是要求综合技术较强的行业。在设计前首先要求对物料进行实验分析,才能进行有针对性的设计,实验手段是能否成功设计干燥设备的关键条件之一。
3、 加工技术的差距
干燥设备涉及到物料的输送、传热、流体运动、甚至粉碎等多种过程。对设备或机械的加工制造要求较高。多年来,我国干燥设备的加工手段、加工设备还采取比较传统的手工制造,不论是设备的使用功能、外观上都受很大影响。不仅如此,手工单件制造使部件的尺寸不能保证具有良好的互换性,对干燥设备的维修、易损件的互换带来诸多不便。国外的干燥设备多数采用自动焊接技术,焊缝抛光处理,设备表面也采取抛光处理或钝化处理。衡量设备加工水平的标志之一就是设备在加工过程中的模压率。所谓模压率,就是设备采用模具压制的比例。我们看到,许多国外设备的部件都是模具压制而成的,制造非常规范。我国目前模压率较低的原因主要是设备生产量较小,开模费用较高,达不到一定的生产规模。但这样下去中国干燥设备的质量不会有质的飞跃,干燥设备大量走出国门,占领国际市场也难以实现。
在干燥机的使用过程中,由于加工质量的局限常常达不到设计要求,例如物料的粘壁和清洗、各种开孔的密封、设备的操作和检修等都受到结构和质量的限制。机械零部件的加工精度、加工质量也存在不小的差距。如离心雾化器、高压泵、闪蒸干燥机的传动部件都与国外同类产品有一定差距,中国若想成为世界干燥设备制造强国不解决设备的加工手段、加工质量问题这些想法很难实现。
4、 控制水平的差距
所谓干燥过程控制就是通过调整影响干燥过程的几个关键性参数,使被干燥物料达到稳定均一的干燥目的。并在满足一定的约束条件下使目标函数优化,目标函数应以单位能耗最小为目标进行设计。显然,干燥控制在保证产品质量、提高干燥效率方面起着重要作用。
如果把干燥设备比做一个人,控制系统就相当于人的神经,控制水平决定干燥设备的反应速度。许多经干燥过的物料都成为产品,也就是说,干燥往往是生产的最后一道工序,干燥过程控制的稳定性在某种程度上决定产品的质量。干燥操作一般有两种生产方式,一种是连续生产,一种是间歇式生产,不论哪一种生产方式,控制手段对稳定产品质量都起十分重要的作用。对于连续生产过程,各种操作参数的关联因素,如热量、风量、进料量、设备运行参数、在线测量仪器之间的联锁关系都应采用适当的控制手段来完成。对于间歇式生产过程,干燥终点的控制也应由控制装置完成。同国外设备相比,我国生产的干燥设备主要以手动或半自动控制手段,各参数间不能相互关联,操作中人为因素较多,客观上也影响产品质量。
由于干燥装置的控制水平普遍不,缺乏合适、有效的控制手段,干燥设备常出现下列情况。在物料处于降速干燥阶段时,干燥过程需要更多的是时间而不是热量,但恰在这时由于受控制手段的制约使干燥过程仍处于加热状态,这说明,干燥过程不加以合理控制,最后使产品过热或水分过低,造成不必要的浪费。还有一种情况是干燥过程控制手段的缺乏,常出现产品质量不稳定或不合格。对于处理易燃、易爆、含有机溶剂类物料控制系统的作用尤为重要,此时控制手段是决定设计方案的关键。目前已经进入智能化时代,各种控制仪器仪表完全能够满足装备的需要,随着控制理论、控制技术的不断发展,应尽快提高我国干燥设备的自动化水平,采用微机控制、模糊逻辑控制都有许多成功的实例。增加装置整体技术含量,让其发挥应有的作用,提高干燥设备的使用价值是可以做到的。
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