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[摘 要]随着当前社会经濟的发展，腈纶生产规模的扩大已经成为当前工业领域中的一大趋势。本文将会基于微波干燥与射频烘干原理，分析对流干燥这一传统方式存在的问题，并通过与微波干燥技术的对比来分析其在未来生产行业推广的合理性，期望能为其生产效率的提升提供可借鉴的思考方向。
[关键词]新型干燥技术；腈纶生产；应用
中图分类号：S205 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0188-01
引言
腈纶生产产生的能源消耗向来是工业领域中关注的焦点，而其生产产生能耗较大的环节则是在干燥工序的使用中。在腈纶纺丝的干燥阶段中，后干燥与致密化是两项较为重要的组成工序，而从新型的干燥技术入手应当是进一步降低能源消耗的重要选择。目前在工业制造领域，干燥技术主要由微波与射频两种技术组成。这其中，射频（RF），其频率在3kHz-300MHz之间，是能够高效穿透物料，并使其转移其内部带电离子，利用电能到热能的转化来帮助其进入到加热的状态的一种高频交流电磁波。而微波的频率大约处于300MHz-300GHz的水平，其波长在1m-1mm之间，在物料的穿透性上较强。
就目前所了解到的研究来看，微波除了被当做是通讯信息的媒介，更是凭借其高效、安全的特点使其在石油化工、木材加工、食品加工等领域得到了广泛的应用，这其中，具备热效应的微波干燥技术便在工业制造领域中取得了显著的效果。相对于传统的对流干燥方式，它的干燥速度快并且能够形成均匀的加热，保持产品质量的稳定性，是一项极具发展空间的新型技术。另外，射频技术在工业领域的应用特点在于其可以进行选择性的加热，处理更加快速且高效，在纺织品的干燥、固色等方面都有着较大的优势。下面将会对当前的新型干燥技术进行阐述，并结合目前腈纶生产的现状加以剖析了解其应用的合理性。
一、当前腈纶干燥技术应用中的问题
目前腈纶生产中所使用的干燥技术主要为热空气对流方式，但是这种方式的应用在实践效果上还存在以下几点问题：
（一）致密化起始温度不好掌控
作为干燥工艺中主要的组成部分，由于纤维含湿量具有一定的波动性，一般在30%到40%之间，使得其致密化开始的温度无法有效掌控，如温度过高则容易形成较多的蒸发量与排湿量，进而造成纤维结皮使得内层的水分无法有效的扩散，造成纤维内外层的收缩存在不一致的现象。
（二）铺丝均匀性问题
为了让纤维能够进行自由的收缩，一般会采用松弛式链板干燥机来进行其内应力的消除。但是铺丝的不均匀问题则引发纤维上下层致密化不一致，比如上层硬但下层软的现象，除了会影响到其最终的成品品质之外，在后干燥阶段也容易出现相应的湿丝问题，无法有效控制纤维的回潮率。
（三）能耗较高
一般在传统的干燥技术应用过程中，大多采用中压热蒸汽当做进行加热的介质，而一般干燥机的能耗在2-3t之间，其热量大约在900KW/t以上，因此产生的能耗极高，导致生产成本加大，不利于实现经济效益的最大化。
（四）油剂损耗大
在后干燥工序阶段，纤维的含水率大约维持在60%的水平，并且一般处于含油状态。但是其烘干时间通常在15分钟左右，时间消耗较长，使得纤维中的油剂损耗加大，一般损失率在30%以上，不仅单耗高，也不利于设备操作环境的有效维护。
（五）设备负荷大
在干燥入口丝束中的含水率一般在30%以上，但由于干燥时间长、过程缓慢，整个过程蒸发量持续加大，因此设备使用中所承载的负荷量极高，加之其体积庞大等问题使得后续的维修跟进都存在一定的问题。
二、新型干燥技术概述
（一）微波干燥技术及应用
1、微波干燥技术
作为一项新型的干燥技术，微波干燥技术在制药、食品等加工领域的应用起步较早，尤其是在国外行业的进一步研究，相关的设备得到了持续的改进与更新，使其已经能够被普及到纺织等其他领域中，在工业制造环节起着不可忽视的作用。而从微波干燥技术的原理上来看，其在腈纶干燥与致密化方面有着较为独特的优势。这是因为它不需要通过对流等方式将物料表面的热量传导到内部，还是通过其特有的穿透性与可选择性的加热优势来直接进入到物料本身，并迅速让其转变为发热体，当物料内部的温度逐步升高，便会迅速产生蒸汽，并形成由内向外的压力梯度效应。在物料开始之初，其含水率较高，而在压力梯度下其对水分排除的影响也会随之增加。而值得注意的是，这样的情况下，物料的含水率梯度与其温度梯度可以保持一致的变化方向，这也进一步加大其水分的转移。当水分蒸汽转移到物料表面，便会形成冷凝而有效确保其表面的湿度水平，而随着内部水分逐步的蒸发，物料表面也会相应的开始干燥，不仅大大提升了其干燥的速度，对于保持纤维表面的均匀性也有着一定的帮助。从实际的微波技术操作上来看，这类新型干燥技术的应用可以将其干燥速度提升20倍，并且将能耗有效降低35%，无论是在物料成品的质量上还是在成本的控制上都有着较为显著的效果。
2、微波干燥技术的可行性
总的来说，相比于传统对流干燥来说，微波干燥技术具有较大的可操作性空间：
（1）减少对腈纶表面的质量影响
与传统干燥方式相比，微波干燥技术几乎不会对其腈纶纤维的品质造成影响。并且，通过观察，可以发现纤维的致密化中湿透点在逐步消失，其不均匀等现象得到了较大程度的改善。此外，微波干燥技术的所用时间较短，因此会在油耗上有所控制，有效控制纤维变色现象的产生。
（2）工艺控制方便
在传统干燥工艺的使用中，为了防止其干燥过快而造成的表面结皮现象，必须要对其采取预热升温的操作，并在后干燥阶段进行降温处理，以确保其各项指标的稳定性。而微波干燥工艺，则几乎很少会产生热惯性，更不需要在干燥前进行预热，也不会有余热的威胁，因此在工艺的控制上会更加便捷。 （3）减少干燥设备
相对于传统干燥工艺中所产生的庞大体积设备，微波干燥的设备体积降低了一半以上，不仅各自结构设计紧凑，对于节约其工厂场地都有着一定的帮助。
因此，总的来说，微波干燥技术在腈纶生产中具有较好的应用前景，应当在未来时间段内做进一步的优化与开发。
（二）射频烘干技术及应用
射频烘干的原理是通过电磁场来将能量注入到纤维内部的水分子中，通过射频发生器可以有效激发起水分子的运动与转换。
在传统的腈纶生产工艺制造阶段，大多会利用热风循环干燥的方式来完成。而这种方式的工艺在回潮率上无法进行有效的控制，使其CV值处于25%的水平，并且在最后水分子的烘除中，往往需要4kg以上的蒸汽才能有效烘干1kg的水分，不仅效率较低且在能源消耗上也极大。而根据相关研究在射頻烘干机试验中得出的数据，发现通过射频技术的应用不仅能够对其回潮率的CV值进行有效降低与控制，还能让其回潮率持续维持在一定的空间内，保持最终纤维烘干的质量。
三、结束语
综上所述，随着当前研究领域的不断深入，微波与射频两种新型干燥技术在实践中都表现出较佳的效果，不仅加工处理方式便捷并且具有环保、安全、无害的特点。而在国内未来的实践中，如果能积极引进国外成熟的设备，借鉴其完善的工艺运作流程，根据现有的实践特点来优化工艺技术，逐步推进其在腈纶生产过程中的应用，相信对于其加工工艺的优化与调整有着一定的指导作用。
参考文献
[1] 沈伟其.新型干燥技术在腈纶生产中的应用初探[J].轻纺工业与技术，2012，41（03）：3-6.
[2] 李勇，蒋进元，周岳溪，李清雪.一体化Fenton反应器处理腈纶聚合单元生产废水[J].河北师范大学学报（自然科学版），2010，34（03）：335-338.
[3] 刘振波，马秀霞，吕显峰，王祥银.吸光发热腈纶混纺纱牛仔布的生产[J].印染，2015，41（21）：22-24.
[4] 朱祎俊，李永清.精梳长绒棉超细腈纶eks赛络纺针织纱的生产[J].棉纺织技术，2014，42（10）：36-39.
[5] 刘利辉，张永萍，徐剑.微波干燥技术在中药领域的研究进展[J].贵阳中医学院学报，2015，37（01）：89-91.
[关键词]新型干燥技术；腈纶生产；应用
中图分类号：S205 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0188-01
引言
腈纶生产产生的能源消耗向来是工业领域中关注的焦点，而其生产产生能耗较大的环节则是在干燥工序的使用中。在腈纶纺丝的干燥阶段中，后干燥与致密化是两项较为重要的组成工序，而从新型的干燥技术入手应当是进一步降低能源消耗的重要选择。目前在工业制造领域，干燥技术主要由微波与射频两种技术组成。这其中，射频（RF），其频率在3kHz-300MHz之间，是能够高效穿透物料，并使其转移其内部带电离子，利用电能到热能的转化来帮助其进入到加热的状态的一种高频交流电磁波。而微波的频率大约处于300MHz-300GHz的水平，其波长在1m-1mm之间，在物料的穿透性上较强。
就目前所了解到的研究来看，微波除了被当做是通讯信息的媒介，更是凭借其高效、安全的特点使其在石油化工、木材加工、食品加工等领域得到了广泛的应用，这其中，具备热效应的微波干燥技术便在工业制造领域中取得了显著的效果。相对于传统的对流干燥方式，它的干燥速度快并且能够形成均匀的加热，保持产品质量的稳定性，是一项极具发展空间的新型技术。另外，射频技术在工业领域的应用特点在于其可以进行选择性的加热，处理更加快速且高效，在纺织品的干燥、固色等方面都有着较大的优势。下面将会对当前的新型干燥技术进行阐述，并结合目前腈纶生产的现状加以剖析了解其应用的合理性。
一、当前腈纶干燥技术应用中的问题
目前腈纶生产中所使用的干燥技术主要为热空气对流方式，但是这种方式的应用在实践效果上还存在以下几点问题：
（一）致密化起始温度不好掌控
作为干燥工艺中主要的组成部分，由于纤维含湿量具有一定的波动性，一般在30%到40%之间，使得其致密化开始的温度无法有效掌控，如温度过高则容易形成较多的蒸发量与排湿量，进而造成纤维结皮使得内层的水分无法有效的扩散，造成纤维内外层的收缩存在不一致的现象。
（二）铺丝均匀性问题
为了让纤维能够进行自由的收缩，一般会采用松弛式链板干燥机来进行其内应力的消除。但是铺丝的不均匀问题则引发纤维上下层致密化不一致，比如上层硬但下层软的现象，除了会影响到其最终的成品品质之外，在后干燥阶段也容易出现相应的湿丝问题，无法有效控制纤维的回潮率。
（三）能耗较高
一般在传统的干燥技术应用过程中，大多采用中压热蒸汽当做进行加热的介质，而一般干燥机的能耗在2-3t之间，其热量大约在900KW/t以上，因此产生的能耗极高，导致生产成本加大，不利于实现经济效益的最大化。
（四）油剂损耗大
在后干燥工序阶段，纤维的含水率大约维持在60%的水平，并且一般处于含油状态。但是其烘干时间通常在15分钟左右，时间消耗较长，使得纤维中的油剂损耗加大，一般损失率在30%以上，不仅单耗高，也不利于设备操作环境的有效维护。
（五）设备负荷大
在干燥入口丝束中的含水率一般在30%以上，但由于干燥时间长、过程缓慢，整个过程蒸发量持续加大，因此设备使用中所承载的负荷量极高，加之其体积庞大等问题使得后续的维修跟进都存在一定的问题。
二、新型干燥技术概述
（一）微波干燥技术及应用
1、微波干燥技术
作为一项新型的干燥技术，微波干燥技术在制药、食品等加工领域的应用起步较早，尤其是在国外行业的进一步研究，相关的设备得到了持续的改进与更新，使其已经能够被普及到纺织等其他领域中，在工业制造环节起着不可忽视的作用。而从微波干燥技术的原理上来看，其在腈纶干燥与致密化方面有着较为独特的优势。这是因为它不需要通过对流等方式将物料表面的热量传导到内部，还是通过其特有的穿透性与可选择性的加热优势来直接进入到物料本身，并迅速让其转变为发热体，当物料内部的温度逐步升高，便会迅速产生蒸汽，并形成由内向外的压力梯度效应。在物料开始之初，其含水率较高，而在压力梯度下其对水分排除的影响也会随之增加。而值得注意的是，这样的情况下，物料的含水率梯度与其温度梯度可以保持一致的变化方向，这也进一步加大其水分的转移。当水分蒸汽转移到物料表面，便会形成冷凝而有效确保其表面的湿度水平，而随着内部水分逐步的蒸发，物料表面也会相应的开始干燥，不仅大大提升了其干燥的速度，对于保持纤维表面的均匀性也有着一定的帮助。从实际的微波技术操作上来看，这类新型干燥技术的应用可以将其干燥速度提升20倍，并且将能耗有效降低35%，无论是在物料成品的质量上还是在成本的控制上都有着较为显著的效果。
2、微波干燥技术的可行性
总的来说，相比于传统对流干燥来说，微波干燥技术具有较大的可操作性空间：
（1）减少对腈纶表面的质量影响
与传统干燥方式相比，微波干燥技术几乎不会对其腈纶纤维的品质造成影响。并且，通过观察，可以发现纤维的致密化中湿透点在逐步消失，其不均匀等现象得到了较大程度的改善。此外，微波干燥技术的所用时间较短，因此会在油耗上有所控制，有效控制纤维变色现象的产生。
（2）工艺控制方便
在传统干燥工艺的使用中，为了防止其干燥过快而造成的表面结皮现象，必须要对其采取预热升温的操作，并在后干燥阶段进行降温处理，以确保其各项指标的稳定性。而微波干燥工艺，则几乎很少会产生热惯性，更不需要在干燥前进行预热，也不会有余热的威胁，因此在工艺的控制上会更加便捷。 （3）减少干燥设备
相对于传统干燥工艺中所产生的庞大体积设备，微波干燥的设备体积降低了一半以上，不仅各自结构设计紧凑，对于节约其工厂场地都有着一定的帮助。
因此，总的来说，微波干燥技术在腈纶生产中具有较好的应用前景，应当在未来时间段内做进一步的优化与开发。
（二）射频烘干技术及应用
射频烘干的原理是通过电磁场来将能量注入到纤维内部的水分子中，通过射频发生器可以有效激发起水分子的运动与转换。
在传统的腈纶生产工艺制造阶段，大多会利用热风循环干燥的方式来完成。而这种方式的工艺在回潮率上无法进行有效的控制，使其CV值处于25%的水平，并且在最后水分子的烘除中，往往需要4kg以上的蒸汽才能有效烘干1kg的水分，不仅效率较低且在能源消耗上也极大。而根据相关研究在射頻烘干机试验中得出的数据，发现通过射频技术的应用不仅能够对其回潮率的CV值进行有效降低与控制，还能让其回潮率持续维持在一定的空间内，保持最终纤维烘干的质量。
三、结束语
综上所述，随着当前研究领域的不断深入，微波与射频两种新型干燥技术在实践中都表现出较佳的效果，不仅加工处理方式便捷并且具有环保、安全、无害的特点。而在国内未来的实践中，如果能积极引进国外成熟的设备，借鉴其完善的工艺运作流程，根据现有的实践特点来优化工艺技术，逐步推进其在腈纶生产过程中的应用，相信对于其加工工艺的优化与调整有着一定的指导作用。
参考文献
[1] 沈伟其.新型干燥技术在腈纶生产中的应用初探[J].轻纺工业与技术，2012，41（03）：3-6.
[2] 李勇，蒋进元，周岳溪，李清雪.一体化Fenton反应器处理腈纶聚合单元生产废水[J].河北师范大学学报（自然科学版），2010，34（03）：335-338.
[3] 刘振波，马秀霞，吕显峰，王祥银.吸光发热腈纶混纺纱牛仔布的生产[J].印染，2015，41（21）：22-24.
[4] 朱祎俊，李永清.精梳长绒棉超细腈纶eks赛络纺针织纱的生产[J].棉纺织技术，2014，42（10）：36-39.
[5] 刘利辉，张永萍，徐剑.微波干燥技术在中药领域的研究进展[J].贵阳中医学院学报，2015，37（01）：89-91.