籽棉干燥的原理
棉纤维中所含的水分,根据吸湿机理不同,可以分为吸收水和吸附水两种。纤维大分子上所吸入的水分属于吸收水;毛细管作用、多层吸附作用和纤维表面的沾着水则属于吸附水。籽棉干燥是将纤维中的吸附水除去。
一般的空气中都会含有一定量的水蒸汽。每单位体积空气中所含的水蒸汽的质量称为绝对湿度。在一定温度下,空气中所含的水蒸汽呈饱和状态的绝对湿度称为饱和湿度,而空气的绝对湿度与该温度下的饱和湿度的比值称为相对湿度。
一般情况下,空气的温度越高,其相对湿度越低,反之,则相对湿度越高。空气被加热后,其容纳水蒸汽的能力提高很快,如当温度由25℃升至100℃时,虽然温度只增加了4倍,但空气的饱和湿度会增加25倍。
籽棉干燥是利用了棉纤维的放湿性能和空气容纳水分的能力。以空气为介质,先对空气进行加热,以提高空气的温度和降低空气的相对湿度,然后使热空气与籽棉相混合,在热空气与棉纤维之间形成一个温度差、湿度差和压强差,迫使纤维中的吸附水分子逐渐向外移,为热空气所吸收,达到籽棉干燥的目的。
籽棉干燥的三大特点
与其它物料干燥相比,籽棉干燥有其明显的特点。
低温干燥:棉纤维由于其燃点低(176.7℃、232℃、287.8℃),并且棉纤维长时间处在热的环境中,其燃点也会降低,色泽会变黄。故在籽棉干燥时要掌握三个温度的意义:176.7℃(350℉),纺织厂对此温度下烘干的棉纤维质量提出了异议,希望干燥温度不高于此温度;232℃(450℉),该温度左右烘干时,棉纤维开始发黄,有时会烤焦,长时间在此温度下会着火;287.8℃(550℉),该温度下烘干,棉纤维会立即着火。因此,籽棉干燥热风温度通常不超过180℃。
短时间干燥:干燥热风同时还起着输送籽棉的作用,风速太低会造成堵塞,影响正常生产。因此,籽棉在干燥设备内的时间是很短的。
高效干燥:由于干燥时间短并且是低温干燥,就要求籽棉干燥效率必须要高。
影响干燥效率的关键因素
温度:温度越高,干燥效率越高;干燥热风初始温度与结束温度之差越小,效率越高。对籽棉干燥来说,就是干燥设备热风进口与热风出口温度差越小效率越高。这是因为空气相对湿度越高,空气容纳水能力越弱,干燥效率就越低。反之,空气相对湿度越低,空气容纳水能力越强,干燥效率就越高。而空气的相对湿度随温度变化而变化,即:温度越低,相对湿度越高;温度越高,相对湿度越低。所以棉纤维在干燥的热空气中就会很好的放湿。而一旦空气温度迅速下降,棉纤维也会迅速吸湿。
干燥时间:干燥时间越长,干燥效率越高,系统风运路程越长,风运阻力也就越大。设备表面积增大,散热就越多,结果是耗费电能及热能也越多,成本增大。所以应在提高干燥效率的前提下,尽量减少干燥时间。