纸浆模塑制品干燥机理研究

摘要

纸浆模塑包装制品是新兴的绿色包装材料,因为其可以自行降解及回收利用的性能,逐渐取代发泡塑料成为主要的包装衬垫缓冲材料。但是在纸浆模塑生产过程中,占总生产成本30％的能耗问题一直没有得到很好的解决,导致大量的废品及次品产生。不仅浪费了资源,而且无形中加大了投资,降低了产品的市场竞争力。本课题试图通过对纸浆模塑制品干燥机理的研究,改进干燥方案,达到降低成本的目的。本文就纸浆模塑干燥过程中的干燥原理及传热传质过程做系统地分析,确定影响干燥速度各个阶段的内外因素：在恒速干燥阶段,干燥速度受空气温度与物料表面温度差值、热空气速度、湿度的影响；在降速干燥阶段,干燥速度受纸浆模塑制品的本身结构、水与固体骨架结合状况及干燥介质状况的影响。针对目前广泛使用的热风对流干燥手段,对纸浆模塑制品进行了热风对流干燥实验。通过对实验数据的分析和干燥特性曲线的绘制,得出了不同风速、不同温度对制品干燥速度及干燥效率的影响：提高热风流速相比较提高热风温度,对提高恒速阶段的平均干燥速度来说效果明显偏小,而且提高风速能耗明显比提高温度所需增加的能耗要高。为了提高干燥速度和降低能耗,在一定合理的范围内,干燥时首先还是要选取较高的干燥温度。这样要达到一定的含水量要求时,干燥时间短,所要花费的能耗反而比较低。最终提出干燥的节能方案,以促进纸浆模塑包装制品的进一步发展。

目录

摘要

Abstract

1 前言

1.1 纸浆模塑缓冲衬垫在我国的发展

1.2 纸浆模塑的工艺流程

1.3 纸浆模塑制品干燥技术

1.4 课题研究意义

1.5 论研究现状

1.6 课题研究目标

2 纸浆模塑制品干燥理论

2.1 概述

2.2 干燥原理

2.2.1 外部条件控制的干燥过程

2.2.2 内部条件控制的干燥过程

2.3 纸浆模塑制品的干燥特性

2.3.1 湿纸坯的性质

2.3.2 湿物料的结构特性

2.4 物料的干燥特性曲线

2.5 纸浆模塑制品的干燥阶段

2.6 影响干燥速率的因素

3 纸浆模塑制品干燥过程中的热质交换及收缩特性

3.1 水分由物料表面向介质转移过程中的传热与传质

3.2 水分在湿物料中的传质与传热

3.3 纸浆模塑制品干燥过程中的收缩特性

4 纸浆模塑制品的干燥模型研究

4.1 恒速干燥阶段

4.2 降速干燥阶段

4.3 内部水分扩散模型

5 纸浆模塑制品的热风对流干燥特性实验

5.1 实验方法

5.2 纸浆模塑制品干燥特性曲线

5.2.1 干燥曲线

5.2.2 纸浆模塑制品的干燥速度曲线分析

5.3 热风对流干燥工艺过程分析

5.4 纸浆模塑制品收缩特性实验

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献