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除濕-在工業制程上的應用



 全熱交換器應用于濕度控制的原理與濕空氣的性質及行為相似,即為空氣濕度的科學。其實并不需要了解濕空氣的熱力學,重要的是要了解系統設計的觀念。在二十世紀初,名叫(Richard Mollier)
 

  空氣線圖的項目與方程式在ASHRAE手冊的基礎篇中有詳細的描述,對于想要了解空氣線圖全貌的工程師而言,這是本很好的參考數據。

  我們的重點放在介紹冷卻與化學除濕的差異,討論設備選擇的要點與不同的應用型式。例如保存類的應用,使藝術品、精品、建物與原材料免于濕氣的侵害。

  制程應用是完全不同的,一般而言,這些應用藉由全時的環境*佳化控制,提供強化制造過程的機會,使得不易制造的產品與制程得以不斷的于合乎經濟的速度、標準的環境條件下進行,免于受到濕度的困擾。

基本上,工業除濕應用于兩個地方:

1.防止物體再吸回濕氣

2.產品干燥

如果能正確應用除濕技術,可改善生產技術創造驚人的利益。

物體再吸回濕氣

  幾乎每一種物質中都有一些濕氣存在,甚至塑料樹脂尼龍等產品都可吸收其干燥重量百分之六至十的濕氣。一般而言,這并不是太大的問題,但有時候濕氣會造成產品尺寸的變化與互相沾黏的問題。傳統家用鹽罐可說明這現象。在潮濕的天氣會因吸濕而使鹽黏在罐子洞口,在餐桌上這不是什么嚴重的問題,但對產品包裝機而言,會造成很大的問題。

  吸濕性產品對相對濕度的敏感度高于**濕度,而且高相對濕度可能出現在全年中的任何時間,事實上在冬天經常比夏天高。當產品于低溫中儲存或制造時,問題特別嚴重。

  以下舉一些典型工業制程預防濕氣再吸回的例子:

糖果的包裝

  糖果通常含有麥糖與葡萄糖,這兩者都是吸濕物質。當相對濕度高時,產品會吸濕氣而變黏。很容易黏在高速包裝機與包裝材料上而使生產線中斷。糖果包裝區的溫度與濕度控制對糖果業者而言是相當有經濟效益的。此應用的標準設計條件為:于舒適溫度下相對濕度35%。

半導體與制藥潔凈室

  制造微電路時,會用到稱為光阻的吸濕聚合物,用于蝕刻制成的光罩電路線條。如果吸到濕氣,微電路將被切斷或短接造成電路失效。

  另外,在制藥過程中,許多粉末是吸濕物質。濕氣高時,處理困難且使存放時間縮短。為了這些因素,密閉控制相對濕度可提高生產速度與維持產品品質,典型的設計條件為20℃,相對濕度25%。

**玻璃制作

  **玻璃夾層中的透明薄塑料片有極強的吸濕性。吸了濕氣的膠片,在制程中會冒出產生水蒸氣泡。密閉控制相對濕度在此制程中非常重要。此應用的標準設計條件為:于舒適溫度下相對濕度25%。

空氣輸送

  貯藏及輸送系統的操作人員對高濕度的影響印象*為深刻。輸送管阻塞、產品品質變差與維護次數增加是一些明顯的結���。壓縮空氣會增加空氣內水氣凝結的可能性。當產品中的成分吸收濕氣后,會變得較黏而積存在輸送線中造成前述的結果。

  為解決上述問題,吸濕劑除濕廣泛用于工業中作為預先干燥空氣之用。標準設計條件為任何干球溫度下,相對濕度小于50%。

產品干燥

  毫無疑問的,產品干燥是工業制程的黑箱技術,經驗告訴我們,少有公司了解產品干燥的科學,他們完全倚賴制造干燥設備的專家,即使投入資金購買設備,也完全不了解操作原理。雖然他們的經驗知道每種產品所需的特殊干燥方式,不幸的是,對產品干燥原理的缺乏,每年仍要損失數百萬英鎊的**。

  大部分的產品都使用熱空氣來蒸發濕氣并將之帶走。但熱空氣的加熱速度較慢,且會破壞產品。例如高熱會破壞脢;酵母被熱風干燥后,將無法正常發酵。

  產品干燥是一門學問,濕氣移動就像要有溫度差才能形成熱傳一樣,必須有蒸氣壓差,濕氣才會移動,壓差的大小,依產品制程而定。

  每一種產品都有其干燥特性,溫度、流經產品的風量、濕氣釋放率、蒸氣壓力差等都是影響干燥成功與否的關鍵因素。不幸的是,少有公司研究這些信息,導致投資錯誤的設備,完全依賴干燥設備制造廠來決定他們產品的干燥條件。

  近年吸濕劑除濕機應用于產品干燥領域有增加的趨勢,由于客戶察覺低溫干燥對于產品品質及運轉成本都有正面的效果。化學除濕可在不影響生產速度的情況下改善品質。在此有幾個典型的產品干燥應用例。

鑄造業

  在此制程中,蠟模反復的浸泡在陶泥中,這些外層形成了鑄模,當蠟融掉之后,可以倒入融化的金屬,干空氣(非常低蒸氣壓)比其它加熱源更常用來干燥陶泥層,因為干空氣不會使蠟模受熱變形。使用吸濕劑除濕機,可使鑄造業鑄造廠的操作成本穩定,提升制造量,而不須在潮濕的月份放慢制作腳步,制程干燥時間可縮短50%。

塑料樹脂干燥

  所有塑料樹脂都有某些程度的吸濕性。當塑料原料顆粒在擠壓成型的過程中,濕氣被加熱并被蒸發出來。這些蒸氣會使塑料結構與外表產生細縫。吸濕劑除濕機可將塑料原料中的濕度降低,可改善成品品質,減少浪費與增加制造速度。

糖果的包覆物

  上糖衣的過程對糖果業者而言是非常重要的,它也是較難的過程。產品放在旋轉筒中,將欲包覆在外的材料噴灑于旋轉筒中,約一個小時,使外層具有一定厚度。制程愈長則破壞產品的機會愈高。若以巧克力為底或對溫度很敏感的配方,在噴灑包覆材質的同時,可用干空氣來干燥已涂布的表面,使表面冷卻。若空氣先經過吸濕劑除濕機預先干燥,熱量不會加到產品表面,且表面蒸氣壓力差會增加。這可使制造商全年維持固定的生產速度而不需理會外氣的變化。

理查德·莫里爾的德國工程師發明了一種可以將空氣與水蒸氣不同混合比例的性質,以繪圖方式來表現的方法,此方法在不同國家有不同的名字:i-x圖、莫里爾圖、空氣線圖等,但指得都是同一件事。 此圖非常有用,在一個小小的圖上可顯示許多資料。一旦了解其基本元素,此圖會變成溫度與濕度控制系統重要的設計參考。它是工程師的地圖,它可以顯示出發地與終點,*重要的是,可以指出達到目的地的方法。
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