紅外線干燥機(jī)發(fā)展歷史

制造紅外線干燥機(jī)，輻射材料是關(guān)鍵，尤其是高發(fā)射率的涂層材料。

早期使用的紅外線燈泡主要發(fā)射近紅外輻射，采用的輻射材料是金屬鎢絲；

上世紀(jì)60年代使用的金屬電熱管的表面一般涂覆低發(fā)射率鋁粉漆，至于陶瓷加熱器，由于粘土成分復(fù)雜，以致影響到它的輻射性能；

到了70年代中期人們才開始系統(tǒng)地研究和發(fā)展紅外輻射材料，并取得突破。

21世紀(jì)，干燥機(jī)發(fā)展更趨向高品質(zhì)、低能耗、環(huán)保型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

紅外線亦稱“紅外光”。在電磁波譜中，波長介于紅光和微波間的電磁輻射。在可見光的范圍以外，波長比紅光要長，有顯著的熱效應(yīng)。紅外線干燥技術(shù)正是利用其特有的熱效應(yīng)。紅外線容易被物體吸收并且其有輻射、穿透力與電磁波對極性物質(zhì)，如水分子有特別的親和力的特點(diǎn)，深入物料內(nèi)部，轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，使物體在極短的時(shí)間內(nèi)獲得干燥所需的熱能，內(nèi)外同時(shí)作用，更為有效，徹底地除去物料中的結(jié)合水，從而達(dá)到更為理想的干燥效果，從而避免加熱熱傳媒體導(dǎo)致的能量損失，有益能源節(jié)約，與此同時(shí)紅外線產(chǎn)生容易，可控性良妤，加熱迅速、干燥時(shí)間短。

紅外線的波長區(qū)間大致為0.75nm至1000nm，因其波長位于紅色光波長(0.6nm至0.75nm左右)外而得名。在低于2000℃的常規(guī)工業(yè)熱工范圍內(nèi)，紅外線是最主要的熱射線。

人們有時(shí)將紅外線又劃分為“近紅外”、”中紅外”、”遠(yuǎn)紅外”等若干小區(qū)間，所謂的遠(yuǎn)、中、近，是指其在電磁波譜中距紅色光的相對距離遠(yuǎn)近而言。紅外輻射屬于熱輻射，熱輻射的若干基本概念均適用于紅外輻射傳熱過程。

1、陶瓷類紅外線干燥機(jī)

（1）旁熱式陶瓷紅外線干燥機(jī)

國內(nèi)常用旁熱式陶瓷類紅外線干燥機(jī)有主要有板式、管式、燈式三種。

（2）直熱式半導(dǎo)體陶瓷紅外線干燥機(jī)

直熱式半導(dǎo)體陶瓷紅外線干燥機(jī)主要有三種型式：燒結(jié)型、厚膜型、薄膜型。

燒結(jié)型是整個(gè)基體通過燒結(jié)工藝處理，成為一種具有半導(dǎo)電特性的陶瓷材料；厚膜型是在陶瓷襯底表面涂上一層0.2~0.35mm厚，經(jīng)處理過的半導(dǎo)體陶瓷漿料，然后進(jìn)行二次燒結(jié)；薄膜型是在陶瓷襯基上通過高溫氣相沉積法成膜；

這三種型式都是電能直接施加于基體之上，使之發(fā)熱，產(chǎn)生紅外輻射。

2、玻璃類紅外線干燥機(jī)

玻璃類紅外線干燥機(jī)種類較多，有高硅氧石英玻璃、鍍金石英玻璃、微晶玻璃、乳白石英玻璃等制成的紅外線干燥機(jī)。

使用較為普遍的是乳白石英紅外線干燥機(jī)。

乳白石英玻璃是以天然的水晶和脈石英為原料，災(zāi)采用石墨電極坩堝的真空電阻爐中熔融（1740℃）拉制而成的一種石英材料。具有較強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外輻射和對可見光、近紅外光的阻光特性。發(fā)熱體一般是鎳鉻和鐵鉻鋁材料，其全部輻射進(jìn)入乳白石英后，由于空氣折射率為1，石英玻璃折射率為1.16，根據(jù)光的折射原理，光要產(chǎn)生折射，同時(shí)還產(chǎn)生反射和部分散射。

3、金屬類紅外線干燥機(jī)

金屬類紅外線干燥機(jī)以金屬為基體，表面涂覆（或燒結(jié)）紅外輻射圖層，這涂層可以是金屬氧化物或碳化物等。金屬類紅外線干燥機(jī)也有直熱式與旁熱式之分，直熱式即通常稱為電阻帶紅外線干燥機(jī)。旁熱式有金屬管狀、網(wǎng)狀，搪瓷管狀、板狀等。

（1）直熱式金屬紅外線干燥機(jī)

直熱式金屬紅外線干燥機(jī)是以鐵鉻鋁合金電阻帶或鉻鎳合金電阻帶為電熱基體，在其表面噴涂燒結(jié)鐵錳酸稀土鈣或其他高發(fā)射率涂料而制成的電阻帶，按一定的要求組合成電阻帶式的紅外線干燥機(jī)。此類干燥機(jī)廣泛應(yīng)用于輕工產(chǎn)品中的烤漆、固化、干燥;化纖、紡織、印染產(chǎn)品的脫水、固色、熱定型；食品、藥物、塑料、木材、皮革、玻璃、陶瓷、電子元件等加工，特別適用于金屬的低溫冶煉和熱處理等。

（2）金屬管狀紅外線干燥機(jī)

常見的金屬管狀紅外線干燥機(jī)的型式有直型、U型、W型，也有其他異型結(jié)構(gòu)。它通常在金屬管內(nèi)裝入電熱絲，在金屬管和電熱絲之間填充氧化鎂粉作為絕緣和導(dǎo)熱層，在金屬管的外壁涂覆紅外輻射材料，兩端用緊固件連接。

4、燃?xì)饧t外線干燥機(jī)

隨著城鎮(zhèn)燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展，燃?xì)饧t外線干燥機(jī)被日益廣泛地應(yīng)用。所渭燃?xì)猓侵杆械娜剂?，包括煤氣、液化石油氣和天然氣等。燃?xì)饧t外干燥機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、初投資低、起動(dòng)和停車快、溫度能迅速調(diào)節(jié)以及能源利用率高等優(yōu)點(diǎn)。

燃?xì)饧t外干燥機(jī)按加熱方式可分為：表面燃燒式和間接加熱式。

5、隧道干燥機(jī)

“隧道體”為保溫復(fù)合板，與物料直接接觸部件可采用碳鋼、不銹鋼、鋁合金等材料，熱風(fēng)蒸汽、電、紅外線、油、氣等均可作為“熱源”。

遵循“間歇入料出料”，順序入料、出料的原則，推移裝置簡單而且能耗低，料車均在軌道上移動(dòng)。隧道外的軌道上進(jìn)行裝料、卸料操作，占地面積?。桓稍飼r(shí)間自由控制，干燥效果理想。

6、高效節(jié)能干燥設(shè)備

匹配加熱干燥技術(shù)實(shí)現(xiàn)中波 短 波 （JET）噴射，中波 （JET）噴射，短波 （JET）噴射等多種結(jié)合的烘干方式，高效率、干燥品質(zhì)好。

紅外線干燥機(jī)應(yīng)用時(shí)可根據(jù)被干物料的特點(diǎn)，一般可分為兩大類，即薄層易干物料與厚層難干物料。

1、薄層易干物料

薄層易千物料如涂層、油漆、瓷釉、紙張、玻璃纖維氈、染織物、布匹絲綢定型等，這類物料的于燥均屬表面汽化控制過程，雖然油漆的干燥還存在油漆的固化過程，但總的來看均可按吸收光譜的最大吸收峰，根據(jù)維思位移定律選擇輻射加熱器的溫度。這里還有高溫與中溫干燥之分，在我國的大量實(shí)踐已表明高溫定向輻射對這類薄層物料的干燥、固化均起到極為良好的效果，但對竹漆干燥還以中溫輻射干燥為宜，因此，按被干工件的實(shí)際條件最后確定。

2、厚層難干物料

厚而難干物料的干燥，一般可按偏匹配吸收原理吸收峰選取輻射加熱器的溫度，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要根據(jù)物料的特性，認(rèn)真研究被干物料的傳熱傳質(zhì)特性，制定合理的干燥工藝，對新物料最好先作熱譜圖實(shí)驗(yàn)，為工程實(shí)驗(yàn)研究提供優(yōu)化工藝參數(shù)。但最好是在固定床或與上程結(jié)構(gòu)相似的爐內(nèi)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，取得優(yōu)化的干燥工藝參數(shù)。一個(gè)好的紅外輻射于燥過程一定要按本章的輻射傳熱傳質(zhì)基本規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與工程設(shè)計(jì)二我國現(xiàn)行的很多紅外輻射加熱干燥烘道大都沒有達(dá)到優(yōu)化的千燥過程，很需挖潛，提高于燥效率、節(jié)約能源，向集約型發(fā)展。

3、各主要行業(yè)的紅外輻射加熱干燥簡介

（1）涂飾工業(yè)

家用電器，如電冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、縫紉機(jī)。

交通工具，如自行車、摩托車、汽車、火車皮以及它們的一些零部件的表面涂飾油漆的于燥固化。

包裝容器，防腐涂料的烘干等。

（2）紡織業(yè)，棉紗脫水、人選纖維織物熱定型及織物拉幅烘下、羽絨生產(chǎn)過程中的連續(xù)烘下，滌綸切片等。

（3）塑料業(yè)，注塑過程加熱、原料樹脂的干燥、泡沫皮革的硬化、各種乳膠、糊狀樹脂的脫水硬化加工、各

種膠帶的粘接劑的干燥、滌綸一綿綸混紡帶坯及熱成型綿塑水管的供干。

（4）造紙業(yè)，特種紙張的涂敷、上色、膠化、上光、印花墻紙等等的千燥，瓦楞紙供干，油氈生產(chǎn)線的原紙

烘干。

（5）制革和制鞋業(yè)，染色及本色皮革、毛皮等的干燥，膠膜活化，聚氯乙烯鞋底的熔接，合成材料成形前的增塑。

（6）食品加工業(yè)

茶葉、干菜及各種水果的脫水干操，面包、餅干的烘烤，食品保溫加熱，罐頭內(nèi)層涂漆烤干，果脯、方糖烘烤，酒的陳化，花生、瓜子、板粟、大米等無砂紅外炒熟。有食品烤箱，油炸鍋之類的現(xiàn)成商品。

（7）工藝美術(shù)，絹花供干，漆器供干，瓷漆干燥。

（8）農(nóng)副業(yè)，糧食烘干，季節(jié)性很強(qiáng)的農(nóng)副產(chǎn)品(如黃花菜、香菇、木耳等)的烘干干，竹制品除囊蟲害，雛雞孵化保溫，牧草干制，蔬菜種子干燥。

（9）木材工業(yè)，木質(zhì)裝飾板的印刷，板類樹脂加工，木材的干燥，木制家具的涂飾供烤，膠合板單板干燥，地板塊干燥。

（10）機(jī)電工業(yè)

電鍵絕緣漆供烤，高壓電器油漆洪烤鍍鋅，地道及隧道內(nèi)電機(jī)烘干去潮，熒光粉烘干，砂芯（型）的干燥，電焊條烘干，金屬熱處理及熔煉。

（11）化學(xué)工業(yè)，試劑干燥，合成橡膠熱處理，聚合材料加熱，硅酸鋁纖維脫水。

（12）公路建設(shè)渣油（瀝青）熔化。

（13）建材業(yè)，玻璃纖維氈干燥，絕緣薄膜干操，玻璃纖維窗紗干燥等。

（14）醫(yī)療衛(wèi)生，中草藥、人參、鹿茸的干燥，嬰兒保暖床，滅菌消毒，玻璃儀器退火，各種紅外理療儀，紅外健身器。

（15）取暖，工廠大型車間取暖、人造環(huán)境取暖、舞臺(tái)取暖、家庭取暖

（16）紅外陶瓷粉，保健內(nèi)衣、保健服、床上保健用品、各種保健紡織品。

1、紅外線干燥機(jī)用電能產(chǎn)生紅外線，使被烘干干燥的物體產(chǎn)生從表面向內(nèi)部吸收滲透的效果。干燥速率較高，熱效率也較高，照射時(shí)不會(huì)留有陰影。

2、節(jié)能降耗

從干燥方式入手的三種節(jié)能降耗方法：

（1）組合干燥法

由于物料的多樣性及其性質(zhì)的復(fù)雜性，用單一的干燥方式來干燥物料，往往達(dá)不到最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求，或者是消耗能量太大。如果把2種或2種以上的干燥方式結(jié)合起來，在物料不同水分階段采用不同的干燥方式，不僅可以有效提高干燥效率，節(jié)約能源，而且可以較好地控制整個(gè)干燥過程，有助于獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，這種干燥方式就稱為組合干燥。

（2）風(fēng)向控制法

順流干燥和逆流干燥是最常見的2種送風(fēng)方式，各有其優(yōu)缺點(diǎn)?；炝鞲稍飫t集二者的優(yōu)點(diǎn)于一身，既使得干燥均勻，又可加快干燥速度，縮短干燥時(shí)間，節(jié)約能源。

（3）分段干燥法

同種干燥方式有其不同的干燥階段，可針對物料所處階段的特性，采用不同的干燥參數(shù)，稱為分段干燥。

經(jīng)幾十年的努力，我國紅外加熱輻射器品種已基本齊全，但經(jīng)多年的實(shí)踐看來還存在以下幾個(gè)問題。

（1）法向全發(fā)射率還不夠高

只要仔細(xì)查閱日本及其他制造紅外干燥機(jī)較好的國家，其管、板、燈等各種紅外線干燥機(jī)提供的法向全發(fā)射率指標(biāo)

（2）反射罩利用率太低

無論日本還是我國臺(tái)灣省，對管式紅外輻射器均配置反射罩，有利于輻射器的熱響應(yīng)時(shí)間的減少，有利于輻射能量的充分利用。但我國使用的管式輻射加熱器大都不帶反射罩，而反射罩制造價(jià)格又偏高，也給管式紅外輻射加熱器配裝輻射罩帶來了困難。這樣造成能源的浪費(fèi)，應(yīng)引起重視。

（3）熱響應(yīng)時(shí)間太長

我國大多數(shù)管式、板式輻射加熱器，與國外的相比熱響應(yīng)時(shí)間大多約為國外同種紅外輻射加熱器的2~3倍，這對節(jié)約能源亦極為不利，有關(guān)廠家、公司應(yīng)以同行國際先進(jìn)指標(biāo)為目標(biāo)努力超趕。

（4）無論是法國、英國還是我國的板式紅外輻射加熱器，凡是在板背面中心安裝接線端子的，其結(jié)果均是在紅外輻射板的中心區(qū)形成一個(gè)低溫區(qū)，這種設(shè)計(jì)均不合理，應(yīng)作改進(jìn)。

（5）外觀質(zhì)量均有待提高，絕大多數(shù)產(chǎn)品外觀質(zhì)量均達(dá)不到國際較好的水平。

（6）建議各廠家及研究單位、設(shè)計(jì)單位能運(yùn)用紅外熱象儀檢驗(yàn)板式或燈式紅外輻射加熱器的溫度場分布，并適當(dāng)用這一先進(jìn)測試手段定期抽檢紅外輻射器的制造質(zhì)量。

1、深入研究干燥機(jī)理和物料干燥特性，今后開發(fā)和改進(jìn)干燥機(jī)需要在掌握不同物料最優(yōu)操作條件下進(jìn)行；

2、產(chǎn)品將符合大型化、高強(qiáng)度、高經(jīng)濟(jì)性，高原料適應(yīng)性的特點(diǎn)；

3、重點(diǎn)研究組合式干燥機(jī)、微波干燥機(jī)和遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)等新型高效干燥機(jī)；

4、重視節(jié)能和能量的綜合利用，干燥機(jī)產(chǎn)品會(huì)采用各種聯(lián)合加熱方式，如移植熱泵和熱管技術(shù)，開發(fā)太陽能等；

5、重點(diǎn)發(fā)展自動(dòng)控制技術(shù)，保證實(shí)現(xiàn)最優(yōu)操作條件；

6、適應(yīng)環(huán)保需求，改進(jìn)干燥機(jī)環(huán)境保護(hù)措施以減少粉塵和廢氣外泄等。2100433B