多層烘干機也就是將不同直徑大小的圓筒嵌套而成的設備。它一般多為三層結構，在筒體的層數上相較于其它單筒層數多，且長度相對較短。一般適合占地面積小的廠區生產使用。同時多層烘干機根據筒體的形狀不同，其嵌套的每層形狀都相對成相同的形狀，如圓筒形的都為圓筒，錐形的都為錐形等。
那么多層烘干機是怎么進行烘干作業的呢？其工作過程大致可分為三個階段，具體如下：
1.預熱階段：
當物料與熱空氣（多層烘干機干燥介質）接觸后。熱空氣便傳熱給物料表面。此時由于單位時間內傳給物料表面的熱量遠遠大于表面水分蒸發所需的熱量，故物料表面溫度迅速升高，到達熱空氣的濕球溫度時，單位時間內熱空氣傳給物料表面的熱量與物料表面水分蒸發所需的熱量相等。達到平衡狀態。在預熱階段中，物料中水分在減少。表面溫度在升高，設備的干燥速率不斷增加。預熱階段的時間很短，排除的水分也不多。
2.等速干燥階段：
在干燥過程中，物料的干燥速率保持不變的干燥階段稱為等速干燥階段。這一階段由于物料含水量較大，物料內部水分容易擴散到表面，物料內部水分向表面的遷移速率能適應物料表面水分的汽化速率，使物料表面為非結合水所濕潤，此時的傳熱速率和水分汽化速度維持不變。此階段的干燥速度與物料的粒度及初水分含量無關，而與干燥溫度、空氣的濕度及空氣流動的速度和方向有關。它的特征是表面總是保持濕潤。物料溫度不上升，排除的是物料中非結合水。
3.降速干燥階段：
物料的含水量降至臨界水分后，物料的干燥速率隨著含水量的減少而降低，這也表示物料內部水分向表面遷移的速率低于物料表面水分的汽化速率，物料表面尤其是突出部分將變干，單位時間面積上的水分汽化量減少。因此表面水分汽化所需的熱量減少，物料表面溫度逐漸上升，干燥速率降低。隨著干燥過程的進行，物料中水分逐漸降低，但下降速率變小，多層烘干機干燥速率逐漸降低，后期降低更快。
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