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紙漿模制品的干燥方法及干燥機理-創新干燥

2023-01-26 創新干燥 0 百度一下

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紙漿模制品是以紙漿為原料生產的一種新型包裝材料，廣泛用于各類產品的內包裝。紙漿模制品的生產過程分為漿料處理、真空成形和熱能干燥等三個工序，干燥過程的能量消耗在整個生產成本中占有很大的比重。如何合理地確定干燥工藝條件，降低能耗，是提高企業經濟效益的一個關鍵同題。

1 紙漿模制品的干燥方法及干燥機理
目前國內的紙漿模制品絕大多數都采用熱空氣干燥法，在特定的干燥設備內在熱空氣作為干燥介質對紙漿模制品進行干燥。熱空氣主要由兩種方式取得，一種是利用熱風爐燃燒直接產生熱空氣；另一種是利用蒸汽通過熱交換器與空氣進行熱交換產生熱空氣。紙漿模制品干燥過程采用的設備主要有干燥箱、隧道式干燥器和鏈式干燥機等。無論采用哪一種干燥設備，其干燥機理是基本相回的。
由紙漿為主要組分的濕紙模毛坯，是內部具有毛細管結構的多孔隙物體。水分存在于纖維的表面和纖維毛細管的孔隙之間。用于產品內包裝的紙漿模制品，一般要求具有良好的動態緩沖性能，其中的水分不能用機械壓榨的方式除去，先全需要以干燥方式予以脫除。因此，與常規的紙頁干燥過程相比，紙漿模制品的干燥強度很大。熱空氣一方面作為熱源為去除水分提供能量；另一方面又作為水分載體，將不斷蒸發出來的水分帶走。濕紙模毛坯中的水分是依靠水分的內擴散和外擴散，所謂內擴散是指水分在濕紙模毛坯中由內部向表面的遷移過程；外擴散則是指水分從其表面蒸發后被帶走的過程。紙漿模制品干燥效率的高低取決于水分內、外擴散的速度和兩者之間的平衡、協調，合理的工藝條件圍繞著上述兩方面和紙漿模制品的干燥物性制定。

2 提高紙漿模制品干燥效率的途徑
在紙漿模制品的干燥過程中，為了提高干燥效率，降低干燥介質（熱空氣）的濕度，提高溫度和氣流速度是必要的，但必須同時提高水分的內、外擴散速度。在生產實踐中，可通過以下途徑來實現。
2.1 適當減少紙漿模制品的厚度
紙漿模制品的厚度越大，其干燥越困難。因此，在設計紙漿模制品的厚度尺寸時，應在保證其整體強度和滿足包裝性能的前提下，盡量減小其厚度，既有利于干燥效率的提高，同時又降低纖維原料的消耗。各部位的厚度差不要過大，以避免因其局部的水分向外擴散困難而影響整體的干燥速度。
2.2 適當增大濕紙模毛胚表面與內部的水分梯度
在干燥過程中，濕紙模毛坯表面與內部的水分濃度差，是形成水分內擴散的主要動力。通過調整熱空氣的溫度、濕度、風速及風量來提高水分梯度，對于提高水分內擴散是有利的。但水分外擴散速度太大，則易造成濕紙模表面收縮過快過大而影響水分的內擴散速度，這將對紙漿模制品的干燥產生負面效應。
2.3 適當提高干燥時的溫度
干燥溫度的提高，有利于水分從濕紙模毛坯內部向表面遷移。但在生產實踐中，溫度的提高要受到諸多方面的限制，所以只能適當地提高。

3 干燥時的生產工藝條件
3.1 干燥溫度
提高溫度可以加快干燥速度。但溫度過高會使紙漿模制品的整體強度等性能指標有所下降，濕紙模毛坯內各部分將形成較大的溫度梯度，而產生較大的熱應力，使紙漿模制品發生缺陷。此外，過高的熱空氣溫度也會使能耗增大，干燥的熱效率嚴重降低。因此，在濕紙模毛坯干燥時，熱空氣的溫度一般都控制在１１０℃左右，^不允許超過１２０℃，并且要求干燥設備內各部位的溫度應保持一致。
3.2 干燥時熱空氣濕度的控制
熱空氣濕度的控制^重要。濕紙模毛坯干燥初期蒸發出來的水分，若不及時排除，會造成干燥設備內的濕度不斷增大，從而延長紙漿模制品的干燥時間和降低干燥效率。對一些熱空氣循環的干燥設備，要隨時調節循環熱空氣和新鮮熱空氣的比例，不使其因濕度過大而彩響干燥設備的干燥效率。
3.3 熱空氣的速度和流量
調節進入干燥設備內熱空氣的速度和流量也是提高干燥速度的一個有效方法。濕紙模毛坯水分的外擴散速度在很大程度上取決于干燥設備內熱空氣的速度和流量，并且要求高速的熱空氣能夠均勻地吹向濕紙模毛坯的表面和保證有足夠的熱空氣流量，使其得到均勻地干燥，一般在熱空氣速度達到５米／秒以上時，紙漿模制品能夠得到較快速的干燥。

4 結論
紙漿模制品的干燥過程直接影響產品質量和生產成本。因此，掌握其干燥機理、特性和確定合理的干燥條件是^重要的。目前，在國內的生產企業中，紙漿模制品的干燥過程普遍存在著能源消耗高、干燥效率低的問題，其中有些是干燥設備本身存在的缺陷，但大多是生產中沒有控制好熱空氣的溫度、濕度和流速（流量）三大工藝要素，合理地確定這三大工藝要素，才能得到紙漿模制品較好的干燥效果。

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