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1、第二部分第五章干燥设第二部分第五章干燥设备备现在学习的是第1页，共43页为什么要干燥？v生物工业中，凡是固体产品都需要干燥过程。干燥是利用热能除去固体物料中湿分的单元操作。v生物工业中常用的干燥方法有对流干燥（固定床干燥、流化干燥、气流干燥和喷雾干燥）、冷冻干燥、真空干燥和微波干燥等。现在学习的是第2页，共43页主要内容v干燥机理及生物工业产品干燥的特点v非绝热干燥设备v绝热干燥设备（气流干燥设备）v冷冻干燥及其他干燥设备现在学习的是第3页，共43页物料中水分包括游离水分和结合水分；湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：1.热量由气体传递给湿物料，使其温度升高；2.物料内部的水分向表面扩散，
2、并在表面汽化被气流带走。现在学习的是第4页，共43页1.快速高效，加热温度不宜过高；2.产品与干燥介质的接触时间不能太长；3.干燥产品应保持一定的纯度，在干燥过程中不得有杂质混入。生物工业产品干燥通常采用喷雾干燥、气流干燥、沸腾干燥和冷冻干燥。现在学习的是第5页，共43页产品的质量要求（如乙肝疫苗）；产品的质量要求（如乙肝疫苗）；产品的纯度；产品的纯度；物料的特性；物料的特性；产量及劳动条件；产量及劳动条件；瞬时快速干燥设备：喷雾干燥设备、气流干燥设备、瞬时快速干燥设备：喷雾干燥设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备沸腾干燥设备低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻
3、干燥设备现在学习的是第6页，共43页设备类型干燥物料固定床干燥固定床干燥啤酒酿造用绿麦芽啤酒酿造用绿麦芽卧式沸腾干燥卧式沸腾干燥柠檬酸晶体、酵母、抗生素柠檬酸晶体、酵母、抗生素沸腾造粒干燥沸腾造粒干燥葡萄糖、味精、酶制剂葡萄糖、味精、酶制剂气流干燥气流干燥味精、抗生素、葡萄糖味精、抗生素、葡萄糖旋风式气流干燥旋风式气流干燥四环素类四环素类气流式喷雾干燥气流式喷雾干燥蛋白酶、核酸、抗生素蛋白酶、核酸、抗生素压力式喷雾干燥压力式喷雾干燥酵母酵母离心式喷雾干燥离心式喷雾干燥酶制剂、酵母酶制剂、酵母喷雾干燥与振动流化干燥喷雾干燥与振动流化干燥酶制剂酶制剂滚筒干燥滚筒干燥酵母、单细胞蛋白酵母、单细胞蛋白
4、真空干燥真空干燥青霉素钾盐、土霉素等青霉素钾盐、土霉素等冷冻干燥冷冻干燥抗肿瘤抗生素、乙肝疫苗抗肿瘤抗生素、乙肝疫苗生物工业常用的干燥设备现在学习的是第7页，共43页现在学习的是第8页，共43页现在学习的是第9页，共43页 真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器和真空泵和真空泵3 3部分组成。部分组成。常用的真空干燥设备有真空箱式干燥器、常用的真空干燥设备有真空箱式干燥器、带式真空干燥器、耙式真空干燥器。带式真空干燥器、耙式真空干燥器。生物工程中常用于维生素、热敏性的产品等生生物工程中常用于维生素、热敏性的产品等生产中。产中。现在学习的是第10页，共43页4、
5、真空箱式干燥器现在学习的是第11页，共43页现在学习的是第12页，共43页现在学习的是第13页，共43页 利用热空气与粉状或颗粒状湿物料在流利用热空气与粉状或颗粒状湿物料在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到干燥的目的。传质，从而使湿物料达到干燥的目的。现在学习的是第14页，共43页1.1.干燥强度大；干燥强度大；2.2.干燥时间短，对热敏性物料可选较高温介质；干燥时间短，对热敏性物料可选较高温介质；3.3.可把干燥、粉碎、输送、包装等组成一道工序可把干燥、粉碎、输送、包装等组成一道工序;4.4.设备结构简单，占地
6、面积小，生产能力小，能连续操作设备结构简单，占地面积小，生产能力小，能连续操作，可实现自动化控制；，可实现自动化控制；5.5.适用性广，可使用于各种粉粒状、碎块状物料；适用性广，可使用于各种粉粒状、碎块状物料；6.6.对晶形磨损厉害；对晶形磨损厉害；7.7.热能利用率低。热能利用率低。气流干燥的特点：气流干燥的特点：现在学习的是第15页，共43页目前使用的气流干燥器形式：长管气流干燥器、短管目前使用的气流干燥器形式：长管气流干燥器、短管气流干燥器和旋风气流干燥器等。气流干燥器和旋风气流干燥器等。应用应用：生物工业中味精、柠檬酸、四环类抗生生物工业中味精、柠檬酸、四环类抗生素等的干燥。素等的干燥
7、。现在学习的是第16页，共43页长管气流干燥味精流程长管气流干燥味精流程现在学习的是第17页，共43页现在学习的是第18页，共43页旋风式干燥器旋风式干燥器旋风式气流干燥管旋风式气流干燥管旋风式干燥器流程图旋风式干燥器流程图现在学习的是第19页，共43页：喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热质交换，迅速排除本身分散微粒同热空气发生强烈的热质交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。现在学习的是第20页，共
8、43页 1.干燥速率快、时间短；干燥速率快、时间短；2.干燥温度低；干燥温度低；3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物制品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的干燥。物的干燥。喷雾干燥特点喷雾干燥特点现在学习的是第21页，共43页喷雾干燥设备分类v喷雾干燥的关键是料液的雾化。：压力式喷雾器、气流式喷雾器和离压力式喷雾器、气流式喷雾器和离心式喷雾器。心式喷雾器。v分类：压力喷雾干燥塔、气流喷雾干燥塔分类：压力喷雾干燥塔、气流
9、喷雾干燥塔和离心喷雾干燥塔和离心喷雾干燥塔现在学习的是第22页，共43页 洁净空气加热后进入干燥塔，在塔内热风中用二流洁净空气加热后进入干燥塔，在塔内热风中用二流体（或三流体）喷嘴将各种料液雾化成微小液滴，与体（或三流体）喷嘴将各种料液雾化成微小液滴，与热风进行快速热交换，蒸发掉液料的水份（或溶剂）热风进行快速热交换，蒸发掉液料的水份（或溶剂），并随热风排出，得到粉状产品。，并随热风排出，得到粉状产品。现在学习的是第23页，共43页1.适用于一般溶液的高、低温干燥，特别对粘性、膏状、稀浆适用于一般溶液的高、低温干燥，特别对粘性、膏状、稀浆状物料的干燥效果更佳；状物料的干燥效果更佳；2.喷雾设备
10、结构合理，维修方便，运行费用低，适用于自动喷雾设备结构合理，维修方便，运行费用低，适用于自动化流水作业；化流水作业；3.产品为粉状、粒状，可根据需要自行调节粒；产品为粉状、粒状，可根据需要自行调节粒；4.所得产品粉状流动性好、颗粒产品真密度高，基本为球所得产品粉状流动性好、颗粒产品真密度高，基本为球形颗粒。形颗粒。现在学习的是第24页，共43页1.液料槽液料槽 2.液料泵液料泵 3.压缩空气压缩空气 4.气流喷嘴气流喷嘴 5.干燥塔干燥塔 6.旋风分离器旋风分离器 7.布袋除尘器布袋除尘器 8.加热器加热器现在学习的是第25页，共43页 气流喷雾器：内部混合式和外部混合式，常用的是内部混合内部
11、混合式和外部混合式，常用的是内部混合式。式。双流式喷嘴三流式喷嘴溶液空气空气空气溶液现在学习的是第26页，共43页现在学习的是第27页，共43页 空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器，（旋转）喷雾成极塔体顶部的高速离心雾化器，（旋转）喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触，在极短的细微的雾状液珠，与热空气并流接触，在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由风机排空。和
12、旋风分离器中输出，废气由风机排空。现在学习的是第28页，共43页现在学习的是第29页，共43页热风盘构造热风盘构造现在学习的是第30页，共43页1、空气过滤器、空气过滤器2、加热器、加热器3、热风分配器、热风分配器4、干燥室、干燥室5、过滤器、过滤器6、泵、泵7、喷头、喷头8、旋风分离器、旋风分离器9、风机、风机10、料液槽、料液槽 现在学习的是第31页，共43页 采用压力式喷嘴借助高压泵的压力将溶液、悬浮液采用压力式喷嘴借助高压泵的压力将溶液、悬浮液、乳浊液、膏糊状物料雾化成细小液滴，然后与高温热、乳浊液、膏糊状物料雾化成细小液滴，然后与高温热空气进行快速热交换，在极短时间内以简单的工艺迅速
13、空气进行快速热交换，在极短时间内以简单的工艺迅速连续干燥成细颗粒状物料的设备。连续干燥成细颗粒状物料的设备。现在学习的是第32页，共43页原理：利用流态化技术，即利用热空气流使置于筛板上利用流态化技术，即利用热空气流使置于筛板上的颗粒状湿物料呈沸腾状态的干燥过程。的颗粒状湿物料呈沸腾状态的干燥过程。特点特点:1.传热传质速率高；传热传质速率高；2.2.干燥温度均匀，控制容易；干燥温度均匀，控制容易；3.3.结构简单，可连续化、自动化生产。结构简单，可连续化、自动化生产。现在学习的是第33页，共43页现在学习的是第34页，共43页现在学习的是第35页，共43页现在学习的是第36页，共43页沸腾造
14、粒干燥塔构造特点沸腾造粒干燥塔构造特点 传热面积大、干燥均匀可连传热面积大、干燥均匀可连续进行、设备体积小。续进行、设备体积小。影响产品颗粒大小的因素影响产品颗粒大小的因素 1.1.停留时间停留时间 2.2.摩擦作用摩擦作用3.3.干燥温度干燥温度4.4.返料量和晶核大小返料量和晶核大小现在学习的是第37页，共43页原理：将湿物料（或溶液）在较低温度下（将湿物料（或溶液）在较低温度下（-10-10-5050）冻结成固态，然后在高度真空下，将其中固）冻结成固态，然后在高度真空下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。现在学习的是第38页，共43页特点
15、：1.1.干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥；干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥；2.2.能保持原物料的外观形状；能保持原物料的外观形状；3.3.冻干制品具有多孔结构，有理想的速溶性和快速复水性；冻干制品具有多孔结构，有理想的速溶性和快速复水性；4.4.冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。现在学习的是第39页，共43页LGJ-A型冷冻干燥机流程图型冷冻干燥机流程图现在学习的是第40页，共43页现在学习的是第41页，共43页现在学习的是第42页，共43页蒸汽压缩制冷流程图蒸汽压缩制冷流程图双级压缩制冷系统双级压缩制冷系统现在学习的是第43页，共43页