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1、第十一章第十一章 干燥设备干燥设备n n干燥干燥干燥干燥是利用热能将固体物料的湿分（水分或其他溶剂）除去的单元操作。n为了减少的体积，便于运输，防止成品在保存过程中变性、变质，保持生物产品的性能，生物产品加工需要经过干燥过程，将物料的湿分降低到适当的范围内。n干燥往往是整个生物加工过程中在包装之前的最后一道工序，与最终产品的质量密切相关，干燥方法的选择对于保证产品的质量至关重要。n n干燥干燥干燥干燥：溶剂分子从湿物料表面进入气相。：溶剂分子从湿物料表面进入气相。：溶剂分子从湿物料表面进入气相。：溶剂分子从湿物料表面进入气相。湿物料的干燥操作中，有湿物料的干燥操作中，有湿物料的干燥操作中，有湿
2、物料的干燥操作中，有2 2 2 2个基本过程同时进行，一是热量由气个基本过程同时进行，一是热量由气个基本过程同时进行，一是热量由气个基本过程同时进行，一是热量由气体传递给湿物料，使其温度升高，二是物料内部的水分向表面扩散，体传递给湿物料，使其温度升高，二是物料内部的水分向表面扩散，体传递给湿物料，使其温度升高，二是物料内部的水分向表面扩散，体传递给湿物料，使其温度升高，二是物料内部的水分向表面扩散，并在表面汽化被气流带走，因此，干燥操作属传热传质同时进行的过并在表面汽化被气流带走，因此，干燥操作属传热传质同时进行的过并在表面汽化被气流带走，因此，干燥操作属传热传质同时进行的过并在表面汽化被气流
3、带走，因此，干燥操作属传热传质同时进行的过程，且二者的传递方向相反。干燥过程中，空气既是载热体，又是载程，且二者的传递方向相反。干燥过程中，空气既是载热体，又是载程，且二者的传递方向相反。干燥过程中，空气既是载热体，又是载程，且二者的传递方向相反。干燥过程中，空气既是载热体，又是载湿体，干燥速率既与传质速率有关，也与传热速率有关。湿体，干燥速率既与传质速率有关，也与传热速率有关。湿体，干燥速率既与传质速率有关，也与传热速率有关。湿体，干燥速率既与传质速率有关，也与传热速率有关。干燥速率同干燥速率同干燥速率同干燥速率同时由传热速率和传质速率所控制。时由传热速率和传质速率所控制。时由传热速率和传质
4、速率所控制。时由传热速率和传质速率所控制。干燥操作进行的必要条件：干燥操作进行的必要条件：湿物料表面水汽（或其它蒸汽）湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压必需大于干燥介质中水汽（或的分压必需大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。其它蒸汽）的分压。n n水分由物料内部向表面扩散，水分在物料表面汽化并被气流水分由物料内部向表面扩散，水分在物料表面汽化并被气流水分由物料内部向表面扩散，水分在物料表面汽化并被气流水分由物料内部向表面扩散，水分在物料表面汽化并被气流带走、引起内部扩散的推动力是物料内部与表面之间存在着带走、引起内部扩散的推动力是物料内部与表面之间存在着带走、引起内部扩散的推动力是物料内部
5、与表面之间存在着带走、引起内部扩散的推动力是物料内部与表面之间存在着湿度梯度。其扩散阻力与物料的内部结构有关、与水分和物湿度梯度。其扩散阻力与物料的内部结构有关、与水分和物湿度梯度。其扩散阻力与物料的内部结构有关、与水分和物湿度梯度。其扩散阻力与物料的内部结构有关、与水分和物料的结合方式有关。称料的结合方式有关。称料的结合方式有关。称料的结合方式有关。称内部扩散控制内部扩散控制内部扩散控制内部扩散控制。n n水分从物料内部扩散至表面后，便在表面汽化，向气流中传水分从物料内部扩散至表面后，便在表面汽化，向气流中传水分从物料内部扩散至表面后，便在表面汽化，向气流中传水分从物料内部扩散至表面后，便在
6、表面汽化，向气流中传递。引起这一过程的推动力是物料表面气膜内的水蒸气分压递。引起这一过程的推动力是物料表面气膜内的水蒸气分压递。引起这一过程的推动力是物料表面气膜内的水蒸气分压递。引起这一过程的推动力是物料表面气膜内的水蒸气分压与气流主体中水蒸气分压的差值。称与气流主体中水蒸气分压的差值。称与气流主体中水蒸气分压的差值。称与气流主体中水蒸气分压的差值。称表面汽化控制表面汽化控制表面汽化控制表面汽化控制。n n干燥曲线干燥曲线干燥曲线干燥曲线 ABAB段段为预热段：干燥介质中大部分热量用于加热湿物料。为预热段：干燥介质中大部分热量用于加热湿物料。BCBC段段为非结合水汽化段：湿物料的表面温度为湿
7、空气的湿球温度。为非结合水汽化段：湿物料的表面温度为湿空气的湿球温度。CDCD段段为部分结合水汽化段：湿物料逐渐升温。为部分结合水汽化段：湿物料逐渐升温。n n干燥速率曲线干燥速率曲线干燥速率曲线干燥速率曲线（恒速干燥和降速干燥（恒速干燥和降速干燥（恒速干燥和降速干燥（恒速干燥和降速干燥 ）BC段为恒速干燥阶段段为恒速干燥阶段:湿物料表面始终保持湿润（非结合水），湿物料表面空气间的热质传递过程与湿球温度计湿纱布空气间的热质传递过程相近，所以恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于湿物料表面水分的汽化速率，称恒速干燥阶段为表面汽化控制阶段恒速干燥阶段为表面汽化控制阶段。CD段为降速干燥阶段：段为降速干
8、燥阶段：水分自湿物料内部向表面扩散的速度低于湿物料表面水分向空气中汽化的速度，表面逐渐变干；温度逐渐上升。所以降速干燥阶段的干燥速率的大小取决于湿物料本身的结构、形态和尺寸，外部干燥条件影响不大，称降速干燥阶段为内部降速干燥阶段为内部扩散扩散扩散扩散控制阶段控制阶段。n n干燥速率为表面汽化控制时干燥速率为表面汽化控制时干燥速率为表面汽化控制时干燥速率为表面汽化控制时，强化干燥操作就必须改善外部传递因，强化干燥操作就必须改善外部传递因，强化干燥操作就必须改善外部传递因，强化干燥操作就必须改善外部传递因素。提高空气温度及降低水分的汽化温度素。提高空气温度及降低水分的汽化温度素。提高空气温度及降低
9、水分的汽化温度素。提高空气温度及降低水分的汽化温度 ，降低空气湿度，改善空，降低空气湿度，改善空，降低空气湿度，改善空，降低空气湿度，改善空气与物料之间的流动和接触状态，均有利于提高干燥速率。气与物料之间的流动和接触状态，均有利于提高干燥速率。气与物料之间的流动和接触状态，均有利于提高干燥速率。气与物料之间的流动和接触状态，均有利于提高干燥速率。n n干燥为内部扩散控制时干燥为内部扩散控制时干燥为内部扩散控制时干燥为内部扩散控制时，由于水分难以快速到达表面，使得汽化表，由于水分难以快速到达表面，使得汽化表，由于水分难以快速到达表面，使得汽化表，由于水分难以快速到达表面，使得汽化表面逐渐向内部移
10、动，此时的干燥较表面汽化控制时更复杂。要强化面逐渐向内部移动，此时的干燥较表面汽化控制时更复杂。要强化面逐渐向内部移动，此时的干燥较表面汽化控制时更复杂。要强化面逐渐向内部移动，此时的干燥较表面汽化控制时更复杂。要强化干燥速率，必须改善内部扩散因素，这种情况下，减小物料颗粒直干燥速率，必须改善内部扩散因素，这种情况下，减小物料颗粒直干燥速率，必须改善内部扩散因素，这种情况下，减小物料颗粒直干燥速率，必须改善内部扩散因素，这种情况下，减小物料颗粒直径，缩短水分在内部的扩散路程，以减小内部扩散阻力；提高干燥径，缩短水分在内部的扩散路程，以减小内部扩散阻力；提高干燥径，缩短水分在内部的扩散路程，以减
11、小内部扩散阻力；提高干燥径，缩短水分在内部的扩散路程，以减小内部扩散阻力；提高干燥温度，以增加水分扩散的自由能，均有利于提高干燥速率。温度，以增加水分扩散的自由能，均有利于提高干燥速率。温度，以增加水分扩散的自由能，均有利于提高干燥速率。温度，以增加水分扩散的自由能，均有利于提高干燥速率。n n生物产品同其他湿物料一样，在干燥过程中，首先排除的是结合力生物产品同其他湿物料一样，在干燥过程中，首先排除的是结合力生物产品同其他湿物料一样，在干燥过程中，首先排除的是结合力生物产品同其他湿物料一样，在干燥过程中，首先排除的是结合力弱的游离水，其次是结合水。不同的物料，结合水的来源不同，在弱的游离水，其
12、次是结合水。不同的物料，结合水的来源不同，在弱的游离水，其次是结合水。不同的物料，结合水的来源不同，在弱的游离水，其次是结合水。不同的物料，结合水的来源不同，在细胞和细胞质内的液体，由于溶质的溶解使得蒸汽压降低而表现为细胞和细胞质内的液体，由于溶质的溶解使得蒸汽压降低而表现为细胞和细胞质内的液体，由于溶质的溶解使得蒸汽压降低而表现为细胞和细胞质内的液体，由于溶质的溶解使得蒸汽压降低而表现为结合水的性质，或者在毛细管中的液体，由于毛细管作用使得蒸汽结合水的性质，或者在毛细管中的液体，由于毛细管作用使得蒸汽结合水的性质，或者在毛细管中的液体，由于毛细管作用使得蒸汽结合水的性质，或者在毛细管中的液体
13、，由于毛细管作用使得蒸汽压下降而表现为结合水的性质，所有这些因素都可能影响到物料的压下降而表现为结合水的性质，所有这些因素都可能影响到物料的压下降而表现为结合水的性质，所有这些因素都可能影响到物料的压下降而表现为结合水的性质，所有这些因素都可能影响到物料的干燥干燥干燥干燥 。n n干燥方法的分类：干燥方法的分类：干燥方法的分类：干燥方法的分类：（1 1 1 1）按照热能传递给湿物料的方式：）按照热能传递给湿物料的方式：）按照热能传递给湿物料的方式：）按照热能传递给湿物料的方式：A A A A、直接干燥直接干燥直接干燥直接干燥 热空气与物料直接接触，物料干燥所需的热量主要依靠物料与热空气与物料直
14、接接触，物料干燥所需的热量主要依靠物料与热空气与物料直接接触，物料干燥所需的热量主要依靠物料与热空气与物料直接接触，物料干燥所需的热量主要依靠物料与热空气的对流传热。这类干燥方法包括：表面干燥、气流干燥、喷热空气的对流传热。这类干燥方法包括：表面干燥、气流干燥、喷热空气的对流传热。这类干燥方法包括：表面干燥、气流干燥、喷热空气的对流传热。这类干燥方法包括：表面干燥、气流干燥、喷雾干燥、振动干燥及沸腾造粒干燥等。直接干燥法可以使用较高温雾干燥、振动干燥及沸腾造粒干燥等。直接干燥法可以使用较高温雾干燥、振动干燥及沸腾造粒干燥等。直接干燥法可以使用较高温雾干燥、振动干燥及沸腾造粒干燥等。直接干燥法可
15、以使用较高温度的热空气，干燥速度大，设备投资少，但热效率低。直接干燥是度的热空气，干燥速度大，设备投资少，但热效率低。直接干燥是度的热空气，干燥速度大，设备投资少，但热效率低。直接干燥是度的热空气，干燥速度大，设备投资少，但热效率低。直接干燥是目前应用最广泛的干燥方法。目前应用最广泛的干燥方法。目前应用最广泛的干燥方法。目前应用最广泛的干燥方法。B B B B、间接干燥间接干燥间接干燥间接干燥 物料干燥所需要的热量通过金属等材料直接传递，干燥速度慢，物料干燥所需要的热量通过金属等材料直接传递，干燥速度慢，物料干燥所需要的热量通过金属等材料直接传递，干燥速度慢，物料干燥所需要的热量通过金属等材料
16、直接传递，干燥速度慢，设备造价高，但热效率高。间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、设备造价高，但热效率高。间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、设备造价高，但热效率高。间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、设备造价高，但热效率高。间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、辐射干燥（红外和远红外干燥）等。辐射干燥（红外和远红外干燥）等。辐射干燥（红外和远红外干燥）等。辐射干燥（红外和远红外干燥）等。C C C C、介电加热干燥介电加热干燥介电加热干燥介电加热干燥 主要有：高频干燥和微波干燥等。主要有：高频干燥和微波干燥等。主要有：高频干燥和微波干燥等。主要有：高频干燥和微波干燥等。（2 2 2 2）按照干
17、燥的操作方式：）按照干燥的操作方式：）按照干燥的操作方式：）按照干燥的操作方式：A A A A、间歇操作间歇操作间歇操作间歇操作 通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥衔接的前通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥衔接的前通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥衔接的前通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥衔接的前后工段生产不连续；物料的供给、成品的排出和物料在干燥器内连续后工段生产不连续；物料的供给、成品的排出和物料在干燥器内连续后工段生产不连续；物料的供给、成品的排出和物料在干燥器内连续后工段生产不连续；物料的供给、成品的排出和物料在干燥器内连
18、续输送有困难；干燥时间极长的物料。间隙操作的特点是设备简单，操输送有困难；干燥时间极长的物料。间隙操作的特点是设备简单，操输送有困难；干燥时间极长的物料。间隙操作的特点是设备简单，操输送有困难；干燥时间极长的物料。间隙操作的特点是设备简单，操作中故障少，投资和操作费用少；其缺点是物料受热时间长，不适用作中故障少，投资和操作费用少；其缺点是物料受热时间长，不适用作中故障少，投资和操作费用少；其缺点是物料受热时间长，不适用作中故障少，投资和操作费用少；其缺点是物料受热时间长，不适用热敏物料；劳动强度大；自动控制比较麻烦。热敏物料；劳动强度大；自动控制比较麻烦。热敏物料；劳动强度大；自动控制比较麻烦
19、。热敏物料；劳动强度大；自动控制比较麻烦。B B B B、连续操作连续操作连续操作连续操作 如果与干燥衔接的前后工段整个是连续的，则通常采用连续干燥。如果与干燥衔接的前后工段整个是连续的，则通常采用连续干燥。如果与干燥衔接的前后工段整个是连续的，则通常采用连续干燥。如果与干燥衔接的前后工段整个是连续的，则通常采用连续干燥。连续干燥的特点是热效率比间歇干燥高，容易实现自动化，操作人员连续干燥的特点是热效率比间歇干燥高，容易实现自动化，操作人员连续干燥的特点是热效率比间歇干燥高，容易实现自动化，操作人员连续干燥的特点是热效率比间歇干燥高，容易实现自动化，操作人员少，故在处理量大时应采用连续操作。同
20、时由于干燥的时间短，对于少，故在处理量大时应采用连续操作。同时由于干燥的时间短，对于少，故在处理量大时应采用连续操作。同时由于干燥的时间短，对于少，故在处理量大时应采用连续操作。同时由于干燥的时间短，对于处理量少的热敏性的物料有时也需采用连续操作。处理量少的热敏性的物料有时也需采用连续操作。处理量少的热敏性的物料有时也需采用连续操作。处理量少的热敏性的物料有时也需采用连续操作。生物工业产品干燥的特点生物工业产品干燥的特点生物工业产品干燥的特点生物工业产品干燥的特点n n热敏性：生物活性物质热敏性：生物活性物质热敏性：生物活性物质热敏性：生物活性物质n n产品纯度：生物活性物质产品纯度：生物活性
21、物质产品纯度：生物活性物质产品纯度：生物活性物质n n产品外观：结晶状物质产品外观：结晶状物质产品外观：结晶状物质产品外观：结晶状物质n n特殊要求（色、香、味及溶解性）：麦芽特殊要求（色、香、味及溶解性）：麦芽特殊要求（色、香、味及溶解性）：麦芽特殊要求（色、香、味及溶解性）：麦芽n n麦芽干燥塔麦芽干燥塔麦芽干燥塔麦芽干燥塔刮板（翻麦）机刮板（翻麦）机刮板（翻麦）机刮板（翻麦）机第一节第一节 气流干燥设备气流干燥设备 气流干燥原理气流干燥原理气流干燥原理气流干燥原理 气流干燥是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。干燥操气流干燥是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。干燥操气流干燥是利
22、用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。干燥操气流干燥是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。干燥操作中，湿物料在热气流中呈悬浮状态，每个物料颗粒都被热空气所包作中，湿物料在热气流中呈悬浮状态，每个物料颗粒都被热空气所包作中，湿物料在热气流中呈悬浮状态，每个物料颗粒都被热空气所包作中，湿物料在热气流中呈悬浮状态，每个物料颗粒都被热空气所包围，因而使湿物料在流动过程中最大限度地与空气充分接触，气体与围，因而使湿物料在流动过程中最大限度地与空气充分接触，气体与围，因而使湿物料在流动过程中最大限度地与空气充分接触，气体与围，因而使湿物料在流动过程中最大限度地与空气充分接触，气体与固体之间进行传热和传
23、质，达到干燥的目的。固体之间进行传热和传质，达到干燥的目的。固体之间进行传热和传质，达到干燥的目的。固体之间进行传热和传质，达到干燥的目的。一、气流干燥流程与设备一、气流干燥流程与设备一、气流干燥流程与设备一、气流干燥流程与设备 二、气流干燥器的型式二、气流干燥器的型式二、气流干燥器的型式二、气流干燥器的型式三、气流干燥特点和适用范围三、气流干燥特点和适用范围三、气流干燥特点和适用范围三、气流干燥特点和适用范围 （1 1 1 1）干燥强度大）干燥强度大）干燥强度大）干燥强度大 一般临界含水率为一般临界含水率为一般临界含水率为一般临界含水率为1 1 1 13%3%3%3%。（2 2 2 2）干燥
24、时间短）干燥时间短）干燥时间短）干燥时间短 气流干燥时间极短，一般为气流干燥时间极短，一般为气流干燥时间极短，一般为气流干燥时间极短，一般为0.50.50.50.52 2 2 2秒，最长也不过秒，最长也不过秒，最长也不过秒，最长也不过5 5 5 57 7 7 7秒秒秒秒 。（3 3 3 3）适用性广）适用性广）适用性广）适用性广 各种粉粒状、碎块状物料的干燥。各种粉粒状、碎块状物料的干燥。各种粉粒状、碎块状物料的干燥。各种粉粒状、碎块状物料的干燥。（4 4 4 4）设备简单，操作容易，投资少）设备简单，操作容易，投资少）设备简单，操作容易，投资少）设备简单，操作容易，投资少。（5 5 5 5）
25、操作稳定，便于自动化。）操作稳定，便于自动化。）操作稳定，便于自动化。）操作稳定，便于自动化。（6 6 6 6）干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接。）干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接。）干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接。）干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接。缺点：缺点：缺点：缺点：不适宜干燥临界含水率高、降速段长的物料。且由于粒子间、粒子与器壁间的碰不适宜干燥临界含水率高、降速段长的物料。且由于粒子间、粒子与器壁间的碰不适宜干燥临界含水率高、降速段长的物料
26、。且由于粒子间、粒子与器壁间的碰不适宜干燥临界含水率高、降速段长的物料。且由于粒子间、粒子与器壁间的碰撞、摩擦剧烈，故也不适合对成品外形有一定要求（如结晶体）的物料。撞、摩擦剧烈，故也不适合对成品外形有一定要求（如结晶体）的物料。撞、摩擦剧烈，故也不适合对成品外形有一定要求（如结晶体）的物料。撞、摩擦剧烈，故也不适合对成品外形有一定要求（如结晶体）的物料。第二节第二节 喷雾干燥喷雾干燥n n喷雾干燥原理：喷雾干燥原理：喷雾干燥原理：喷雾干燥原理：喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷雾干
27、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分散微粒同热空气发生强喷成雾状，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交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。干燥。干燥。干燥。n n喷雾干燥特点：喷雾干燥特点：喷雾干燥特点：喷雾干燥特点：（1 1）干燥速度快、时间短）干燥速度快、时间短）干燥速
28、度快、时间短）干燥速度快、时间短 一般为一般为一般为一般为3 33030秒。秒。秒。秒。（2 2）干燥温度较低）干燥温度较低）干燥温度较低）干燥温度较低 一般为一般为一般为一般为50506060。（3 3）由料液直接获得粉末状产品。）由料液直接获得粉末状产品。）由料液直接获得粉末状产品。）由料液直接获得粉末状产品。（4 4）制品有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。）制品有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。）制品有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。）制品有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。缺点：缺点：缺点：缺点：容积干燥强度小；热量消耗大；易发生粘壁现象。容积干燥强度小；热量消耗大；易发生粘壁现
29、象。容积干燥强度小；热量消耗大；易发生粘壁现象。容积干燥强度小；热量消耗大；易发生粘壁现象。n n气流喷雾干燥设备气流喷雾干燥设备气流喷雾干燥设备气流喷雾干燥设备 气流喷雾器也称喷嘴，有两种形气流喷雾器也称喷嘴，有两种形式，一种为内部混合式，即气体与料式，一种为内部混合式，即气体与料液在喷嘴内部混合后喷出，喷出雾滴液在喷嘴内部混合后喷出，喷出雾滴比较均匀，另一种是外部混合式，即比较均匀，另一种是外部混合式，即气体与料液在喷嘴外面混合喷成雾滴。气体与料液在喷嘴外面混合喷成雾滴。常用的是常用的是外部混合式外部混合式。外部混合式喷。外部混合式喷嘴上有螺旋槽，空气经螺旋槽时以切嘴上有螺旋槽，空气经螺旋
30、槽时以切线方向进入形成湍流，将料液喷成雾线方向进入形成湍流，将料液喷成雾状。由于气流式喷雾是利用高速气流状。由于气流式喷雾是利用高速气流对料液产生摩擦分裂作用而把液滴拉对料液产生摩擦分裂作用而把液滴拉成细雾的，所以，气流式喷雾某些高成细雾的，所以，气流式喷雾某些高黏度的溶液时所得到的产品往往不是黏度的溶液时所得到的产品往往不是粉状而是絮状。粉状而是絮状。气流喷雾器气流喷雾器 a a、双流式双流式 b b、三流式三流式气流喷雾实图气流喷雾实图n n离心喷雾干燥设备离心喷雾干燥设备离心喷雾干燥设备离心喷雾干燥设备 离心喷雾干燥是利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予料液以离心力，使离心喷雾干燥是利用在
31、水平方向作高速旋转的圆盘给予料液以离心力，使其高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与其高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用形成细雾而干燥的过程。撕裂等作用形成细雾而干燥的过程。目前酶制剂的干燥大多采用这种方法。离心喷雾干燥塔的顶部有热风盘、目前酶制剂的干燥大多采用这种方法。离心喷雾干燥塔的顶部有热风盘、塔内有离心喷雾机（喷盘）等。塔内有离心喷雾机（喷盘）等。离心盘式雾化器组装图离心盘式雾化器组装图1 1一皮带轮一皮带轮 2 2一传动皮带一传动皮带 3 3一轴承一轴承 4 4一加料一加料管管 5 5一机座一机座 6 6一主轴一主轴
32、7 7一保温套一保温套 8 8一甩油杯一甩油杯 9 9离心盘离心盘 1010一润滑油管路一润滑油管路离心盘离心盘n n 喷雾装置的型式喷雾装置的型式喷雾装置的型式喷雾装置的型式 按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式：（1 1 1 1）并流干燥）并流干燥）并流干燥）并流干燥 （2 2 2 2）逆流干燥）逆流干燥）逆流干燥）逆流干燥 （3 3 3 3）混合流干燥）混合流干燥）混合流干燥）混合流干燥 第三节第三节 沸腾干燥与沸腾造粒干燥沸腾干燥与沸腾造粒干燥 n n沸腾干燥（流
33、化床干燥）沸腾干燥（流化床干燥）沸腾干燥（流化床干燥）沸腾干燥（流化床干燥）n n原理：原理：原理：原理：沸腾干燥是利用流态化技术，即利用热的空气使孔板上的粒状物沸腾干燥是利用流态化技术，即利用热的空气使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使水分迅速汽化达到干燥目的。料呈流化沸腾状态，使水分迅速汽化达到干燥目的。n n特点特点特点特点：（1 1）传热传质速率大）传热传质速率大 。（2 2）干燥温度均匀，易于控制。）干燥温度均匀，易于控制。（3 3）干燥与冷却可连续进行，干燥与分级可同时完成。）干燥与冷却可连续进行，干燥与分级可同时完成。n n沸腾干燥（流化床干燥）设备沸腾干燥（流化床干燥）设备沸腾
34、干燥（流化床干燥）设备沸腾干燥（流化床干燥）设备n n沸腾干燥（流化床干燥）设备操作可能出现的问题：沸腾干燥（流化床干燥）设备操作可能出现的问题：沸腾干燥（流化床干燥）设备操作可能出现的问题：沸腾干燥（流化床干燥）设备操作可能出现的问题：（1 1 1 1）沟流）沟流）沟流）沟流 沸腾干燥时，由于床层密度不均匀性或高粘性，使床内出现气沟，大量气体沸腾干燥时，由于床层密度不均匀性或高粘性，使床内出现气沟，大量气体从此沟内通过，致使空气走短路，在沟内及旁边的颗粒，由于气流速度较高而先从此沟内通过，致使空气走短路，在沟内及旁边的颗粒，由于气流速度较高而先行流化，而具他部分仍处于固定状态，使干燥过程无法
35、正常进行。这种现象称为行流化，而具他部分仍处于固定状态，使干燥过程无法正常进行。这种现象称为沟流沟流沟流沟流。（2 2 2 2）层析现象）层析现象）层析现象）层析现象 在气固系统中，往往因为固体颗粒大小相差较大或密度不同，在操作过程中在气固系统中，往往因为固体颗粒大小相差较大或密度不同，在操作过程中会产生层析现象。如会产生层析现象。如卧式沸腾干燥箱的操作过程中，细颗粒或粉末状的物料被气卧式沸腾干燥箱的操作过程中，细颗粒或粉末状的物料被气卧式沸腾干燥箱的操作过程中，细颗粒或粉末状的物料被气卧式沸腾干燥箱的操作过程中，细颗粒或粉末状的物料被气体带出，一般中等颗粒的物料能逐渐向卸料口接近而卸出，而大
36、颗粒的物料由于体带出，一般中等颗粒的物料能逐渐向卸料口接近而卸出，而大颗粒的物料由于体带出，一般中等颗粒的物料能逐渐向卸料口接近而卸出，而大颗粒的物料由于体带出，一般中等颗粒的物料能逐渐向卸料口接近而卸出，而大颗粒的物料由于层析现象沉降于床层底部，造成无法流化或结疤现象。层析现象沉降于床层底部，造成无法流化或结疤现象。层析现象沉降于床层底部，造成无法流化或结疤现象。层析现象沉降于床层底部，造成无法流化或结疤现象。沸腾流化床干燥器由空气过滤器、沸腾床主沸腾流化床干燥器由空气过滤器、沸腾床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机、机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机、操作台组成。由于干燥
37、物料的性质不同，配套除操作台组成。由于干燥物料的性质不同，配套除尘设备时，可按需要考虑，可同时选择旋风分离尘设备时，可按需要考虑，可同时选择旋风分离器、布袋除尘器，也可选择其中一种。一般来说，器、布袋除尘器，也可选择其中一种。一般来说，比重较大的冲剂及颗粒物料干燥只需选择旋风分比重较大的冲剂及颗粒物料干燥只需选择旋风分离器。比重较轻的小颗粒状和粉状物料需配套布离器。比重较轻的小颗粒状和粉状物料需配套布袋除尘器，并备有气力送料装置及皮带输机供选袋除尘器，并备有气力送料装置及皮带输机供选择。择。多层沸腾干燥器多层沸腾干燥器多层沸腾干燥器多层沸腾干燥器1 1、无级调速机、无级调速机 2 2、空气过滤
38、器、空气过滤器 3 3、空气加热器、空气加热器 4 4、螺旋输送机、螺旋输送机 5 5、干燥机、干燥机 6 6、下料器、下料器 7 7、旋风、旋风分离器分离器 8 8、风机、风机 9 9、振动电机、振动电机n n沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造 原理：原理：原理：原理：由压缩空气通过喷嘴，把液体雾化同时喷入沸腾床进行干燥。由压缩空气通过喷嘴，把液体雾化同时喷入沸腾床进行干燥。在沸腾床中由于高速的气流与颗粒的湍动，使悬浮在床中的液滴与颗粒具在沸腾床中由于高速的气流与颗粒的湍动，
39、使悬浮在床中的液滴与颗粒具有很大的蒸发表面积，增加了水分由物料表面扩散到气流中的速度，并增有很大的蒸发表面积，增加了水分由物料表面扩散到气流中的速度，并增加物料内部水分由中央扩散到表面的速度。因此，当液滴喷入沸腾床后，加物料内部水分由中央扩散到表面的速度。因此，当液滴喷入沸腾床后，在接触种子之前，水分已完全蒸发，自己形成一个较小的固体颗粒，即在接触种子之前，水分已完全蒸发，自己形成一个较小的固体颗粒，即“自我成粒自我成粒自我成粒自我成粒”，或者附在种子的表面，然后水分才完全蒸发，在种子表面形，或者附在种子的表面，然后水分才完全蒸发，在种子表面形成一层薄膜，而使种子颗粒长大，犹如滚雪球一样，即成
40、一层薄膜，而使种子颗粒长大，犹如滚雪球一样，即“涂布成粒涂布成粒涂布成粒涂布成粒”。如。如果雾滴附着在种子表面，还未完全干燥，即与其他种子碰撞时，有一部分果雾滴附着在种子表面，还未完全干燥，即与其他种子碰撞时，有一部分可能与其他种子粘在一起而成为大颗粒，即可能与其他种子粘在一起而成为大颗粒，即“粘结成粒粘结成粒粘结成粒粘结成粒”。生产上要求第。生产上要求第二种情况占主要组分为好。二种情况占主要组分为好。第四节第四节 真空干燥和真空冷冻干燥真空干燥和真空冷冻干燥n n真空干燥真空干燥真空干燥真空干燥n n凡是不能经受高温及在空气中易氧化、易燃、易爆等物料，或凡是不能经受高温及在空气中易氧化、易燃
41、、易爆等物料，或在干燥过程中会挥发有毒有害气体以及在被除去的湿分蒸汽需在干燥过程中会挥发有毒有害气体以及在被除去的湿分蒸汽需要回收等场合，可采用真空干燥。要回收等场合，可采用真空干燥。n n真空干燥所要求的真空度不高，真空装置可采用机械真空泵和真空干燥所要求的真空度不高，真空装置可采用机械真空泵和蒸汽喷射泵等，其情况大致与真空蒸发相同。蒸汽喷射泵等，其情况大致与真空蒸发相同。n n缺点为生产能力低，需要专门的抽真空系统。缺点为生产能力低，需要专门的抽真空系统。1 1 1 1箱式真空干燥器箱式真空干燥器箱式真空干燥器箱式真空干燥器 2 2 2 2杷式（搅拌）真空干燥器杷式（搅拌）真空干燥器杷式（
42、搅拌）真空干燥器杷式（搅拌）真空干燥器 3 3 3 3滚筒真空干燥器滚筒真空干燥器滚筒真空干燥器滚筒真空干燥器n n冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥 冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥原理：原理：原理：原理：冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温（行降温（行降温（行降温（1010101050505050）冻结成固体，然后在高度真空）冻结成固体，然后在高度真空）冻结成固体，然后在高度真空）冻结成固体，然后在高度真空（1301301301300.1Pa0.1Pa0.1Pa0.1Pa
43、）的条件下，将其中的固态水分直接升华为气）的条件下，将其中的固态水分直接升华为气）的条件下，将其中的固态水分直接升华为气）的条件下，将其中的固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也称态而除去的干燥过程，也称态而除去的干燥过程，也称态而除去的干燥过程，也称升华干燥升华干燥升华干燥升华干燥。n n冷冻干燥特点：冷冻干燥特点：冷冻干燥特点：冷冻干燥特点：n n1 1 1 1、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性
44、的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。泛地应用。泛地应用。泛地应用。n n2 2 2 2、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。产
45、品，药品和食品干燥。产品，药品和食品干燥。产品，药品和食品干燥。n n3 3 3 3、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。构，不会发生浓缩现象。构，不会发生浓缩现象。构，不会发生浓缩现象。n n4 4 4 4、干燥能排除、干燥能排除、干燥能排除、干燥能排除95-99%95-99%95-99%95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。以上的水份，使干燥
46、后产品能长期保存而不致变质。以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。n n5 5 5 5、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。即恢复原来的性状。即恢复原来的性状。即恢复原来的性状。n n6 6 6 6、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。护。护。护。n n冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥流程及设备流程及设备流程及设备流程及设备The End