工业级固定床干燥器在碱处理麒麟菜片干燥中的创新应用与性能评估

本研究针对海藻工业中碱处理麒麟菜片(ATCC)干燥过程能耗高、CO2排放大的痛点，开发了集成自动桨轮搅拌器(APWG)的新型固定床干燥器(FBD)。通过对比传统FBD，证实新型设备使干燥时间缩短1小时，能耗降低60%，CO2减排60%，同时干燥效率提升150%，为海藻加工业可持续发展提供了关键技术方案。

　　

在全球可持续发展与营养安全需求日益迫切的背景下，海藻作为富含生物活性物质的水生植物，其加工技术革新备受关注。然而，传统海藻干燥工艺面临两大严峻挑战：一方面，高温长时间干燥易导致热敏性营养成分降解；另一方面，依赖化石能源的干燥过程产生大量CO₂排放，与SDG 7（经济适用的清洁能源）、SDG 9（产业创新和基础设施）和SDG 13（气候行动）目标背道而驰。特别是在麒麟菜加工领域，碱处理芯片(ATCC)的干燥环节占整个加工链能耗的40%以上，现有固定床干燥器(FBD)存在热效率低、干燥不均匀等问题。

为破解这一行业困局，研究人员在《Sustainable Energy Technologies and Assessments》发表创新成果。该研究通过集成自动桨轮搅拌器(APWG)和诱导式热交换器，构建了新型工业级FBD系统。关键技术包括：采用24种薄层干燥模型分析ATCC干燥动力学；基于800kg批量实验对比新型与传统FBD的能耗参数；通过水分活度、色差等指标评估产品质量；建立CO₂排放核算模型。所有实验均使用工业级湿ATCC样本（初始水分含量60-65%）。

产品质量
新型FBD使ATCC终水分含量平均降低12.98%，产品得率提升9.5%。色差分析显示ΔE值优于传统设备，证明其能更好保持藻类天然色素。

干燥性能
干燥时间从4小时缩短至3小时，单位能耗从5.58kW·h/kg降至2.23kW·h/kg。热效率提升153%，干燥速率提高19%，归因于APWG的均匀搅拌和热交换器的废热回收设计。

CO₂减排
折算每吨ATCC干燥可减少58.6kg CO₂排放，降幅达60%。若全球海藻产业采用该技术，年减排量相当于1.2万辆汽车停驶。

干燥动力学模型
改进的Midilli-Kucuk模型和Hii模型最能准确描述ATCC干燥曲线（R²>0.998），为工艺优化提供数学基础。

这项研究实现了工业干燥技术的三重突破：首次将APWG引入海藻干燥领域，开发了首个针对ATCC的专用FBD系统，建立了最精确的干燥动力学模型。其经济价值同样显著——干燥成本降低55%，投资回收期仅1.8年。从更广维度看，该技术为生物质加工行业提供了可复用的低碳解决方案，直接助力三项可持续发展目标的实现。正如作者Nizar Amir强调的，这种"技术-经济-环境"三位一体的创新模式，或将成为传统产业绿色转型的范本。