第十三章干燥

1、第十三章第十三章 干燥干燥內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介n干燥概論n干燥加熱方式n干燥對(duì)象n干燥流程n干燥設(shè)備及相關(guān)技術(shù)第一節(jié) 干燥概論并且便于攜帶和儲(chǔ)運(yùn)。1.2 干燥的策略宏觀的產(chǎn)品干燥涉及到很多方面：（1）在提取分離純化的過(guò)程中提高臨界相對(duì)濕度，防止吸濕n 產(chǎn)品中雜質(zhì)如有組分暴露較多氫鍵，易吸收水分。n 故除去提取物中的蛋白質(zhì)、多糖、淀粉、黏液質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等吸濕性強(qiáng)的無(wú)效成分，可以減小制劑吸濕程度。n純化技術(shù)如水提醇沉法或醇提水沉法、高速離心法、膜過(guò)濾法、大孔樹(shù)脂吸附法、絮凝沉淀法等方法均因可減少無(wú)效成分、降低出膏量，起到防潮作用。（2）選擇適當(dāng)輔料，減少吸濕量，防止產(chǎn)品吸濕 n對(duì)于容易吸濕的產(chǎn)品原料，應(yīng)

2、選擇不易吸水的輔料，減少產(chǎn)品的總吸濕量，降低吸濕程度。n如微晶纖維素、微粉硅膠、可溶性淀粉、甘露醇、乳糖、微粉纖維素、液狀石蠟、甲基纖維寨、高嶺土、硅酸化微晶纖維素等均可調(diào)節(jié)產(chǎn)品的吸濕性。n而硫酸鈣、磷酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣等鈣鹽本身具有強(qiáng)吸濕能力，而且在強(qiáng)吸收水分后形成不容易擴(kuò)散的結(jié)晶水，常被用作固體制劑的輔料。（3）改進(jìn)干燥技術(shù) 肽類(lèi)產(chǎn)品難以干燥，以及干燥后的粉料軟化點(diǎn)低和吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)此可以采用減壓干燥、冷凍干燥、噴霧干燥等方法提高浸膏的干燥效率。但由以往干燥效果來(lái)看，噴霧干燥干燥效率較高 （4）采用防潮包裝減慢吸濕速度，防止產(chǎn)品吸濕 n 選擇包裝材料要注意其厚薄及透濕、透氣性的

3、差異。n不同材料制成的復(fù)合膜對(duì)藥品的穩(wěn)定性影響差異很大：鋁箔復(fù)合膜顯著優(yōu)于鍍鋁塑料復(fù)合膜，鍍鋁塑料復(fù)合膜又優(yōu)于塑料薄膜 （5）在貯存過(guò)程中減慢吸濕速度，防止制劑吸濕 n 制劑在貯存過(guò)程中，常常采用干燥劑來(lái)從大氣中吸收潮氣。n目前，醫(yī)藥保健品中主要有3種典型干燥劑產(chǎn)品：硅膠干燥劑、黏土干燥劑和分子篩干燥劑。n干燥劑可以在小環(huán)境中使用，直接放在瓶、罐或其它密閉的小袋中，使小環(huán)境中的中藥制劑保持干燥；在中環(huán)境中使用，直接放在包裝的紙箱(或包裝桶、袋)中使用，以避免包裝中的中藥制劑受潮；在大環(huán)境中使用，直接放在類(lèi)似倉(cāng)庫(kù)、集裝箱中使用，以達(dá)到控制大環(huán)境濕度的目的。 1.2干燥的分類(lèi)干燥的分類(lèi)1、按操作壓

4、力分：常壓干燥和真空干燥常壓干燥和真空干燥2、按操作方式分：連續(xù)式干燥和間歇式干燥連續(xù)式干燥和間歇式干燥3、按給濕物料提供熱能的方式分：傳導(dǎo)干燥傳導(dǎo)干燥：將熱能以傳導(dǎo)的方式通過(guò)金屬壁面?zhèn)鹘o濕物料。特點(diǎn)：熱能利用率高。對(duì)流干燥對(duì)流干燥：將熱能以對(duì)流的方式傳給與其直接接觸的濕物料。特點(diǎn)：熱能利用率比傳導(dǎo)干燥低。輻射干燥（光波）輻射干燥（光波）：熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射，射至濕物料表面被其吸收再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。介電加熱干燥（微波）介電加熱干燥（微波）：將需要干燥的物料置于高頻電場(chǎng)的交變作用使物料加熱而達(dá)到干燥。第二節(jié) 干燥加熱方式 根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，根據(jù)傳熱機(jī)理的不同， 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) 熱的傳遞：

5、熱的傳遞： 對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱 輻射傳熱輻射傳熱 但根據(jù)具體情況，熱量傳遞可以以其中但根據(jù)具體情況，熱量傳遞可以以其中一種方式進(jìn)行，也可以以二種或三種方一種方式進(jìn)行，也可以以二種或三種方式同時(shí)進(jìn)行。在無(wú)外功輸入時(shí)，凈的熱式同時(shí)進(jìn)行。在無(wú)外功輸入時(shí)，凈的熱流方向總是由高溫處向低溫處流動(dòng)流方向總是由高溫處向低溫處流動(dòng)2.1熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱） 物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)。而引起的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：沒(méi)沒(méi)有物質(zhì)的宏觀位移有物質(zhì)

6、的宏觀位移 n氣體熱傳導(dǎo)是氣體分子作不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體熱傳導(dǎo)是氣體分子作不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞的結(jié)果。相互碰撞的結(jié)果。n 液體熱傳導(dǎo)的機(jī)理與氣體類(lèi)似，但是由于液體熱傳導(dǎo)的機(jī)理與氣體類(lèi)似，但是由于液體分子間距較小，分子力場(chǎng)對(duì)分子碰撞液體分子間距較小，分子力場(chǎng)對(duì)分子碰撞過(guò)程中的能量交換影響很大，故變得更加過(guò)程中的能量交換影響很大，故變得更加復(fù)雜些。復(fù)雜些。n固體以?xún)煞N方式傳導(dǎo)熱能，即自由電子的固體以?xún)煞N方式傳導(dǎo)熱能，即自由電子的遷移和晶格振動(dòng)。遷移和晶格振動(dòng)。 導(dǎo)電體自由電子的遷移導(dǎo)電體自由電子的遷移 非導(dǎo)電體晶格振動(dòng)非導(dǎo)電體晶格振動(dòng)xtdAdQ 傅立葉定律是熱傳導(dǎo)的基本定律，它指出：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳

7、導(dǎo)傅立葉定律是熱傳導(dǎo)的基本定律，它指出：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)的熱量與溫度梯度及垂直于熱流方向的截面積成正比，即的熱量與溫度梯度及垂直于熱流方向的截面積成正比，即 導(dǎo)熱系數(shù)表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，其值與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度、導(dǎo)熱系數(shù)表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，其值與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度、溫度及壓強(qiáng)有關(guān)。溫度及壓強(qiáng)有關(guān)。式中式中 Q單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量，簡(jiǎn)稱(chēng)傳熱速率，單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量，簡(jiǎn)稱(chēng)傳熱速率，w A導(dǎo)熱面積，即垂直于熱流方向的表面積，導(dǎo)熱面積，即垂直于熱流方向的表面積，m2 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)(thermal conductivity)，w/m.k。式中的

8、負(fù)號(hào)指熱流方向和溫度梯度方向相反式中的負(fù)號(hào)指熱流方向和溫度梯度方向相反。 傅立葉定律傅立葉定律dxdtAQRtAbttttAbQ2121)( 式中式中t=t1-t2為導(dǎo)熱的推動(dòng)力為導(dǎo)熱的推動(dòng)力(driving force)，而，而R=b/A則則為導(dǎo)熱的熱阻為導(dǎo)熱的熱阻(thermal resistance)。 根據(jù)傅立葉定律（平層）根據(jù)傅立葉定律（平層） 分離積分變量后積分，積分邊界條件：當(dāng)分離積分變量后積分，積分邊界條件：當(dāng)x=0時(shí)，時(shí)，t= t1；x=b時(shí)，時(shí)，t= t2，2.2 對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱是由流體內(nèi)部各部分質(zhì)點(diǎn)發(fā)生宏觀運(yùn)動(dòng)而引起對(duì)流傳熱是由流體內(nèi)部各部分質(zhì)點(diǎn)

9、發(fā)生宏觀運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞過(guò)程。的熱量傳遞過(guò)程。 見(jiàn)到的對(duì)流傳熱有熱能由流體傳到固體壁面或由固體見(jiàn)到的對(duì)流傳熱有熱能由流體傳到固體壁面或由固體壁面?zhèn)魅胫車(chē)黧w兩種壁面?zhèn)魅胫車(chē)黧w兩種 強(qiáng)制對(duì)流：將外力（泵或攪拌器）施加于流強(qiáng)制對(duì)流：將外力（泵或攪拌器）施加于流 體上，從而促使流體微團(tuán)發(fā)生運(yùn)動(dòng)體上，從而促使流體微團(tuán)發(fā)生運(yùn)動(dòng)對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱 自然對(duì)流：由于流體內(nèi)部存在溫度差，形成自然對(duì)流：由于流體內(nèi)部存在溫度差，形成 流體的密度差，從而使流體微團(tuán)在固體流體的密度差，從而使流體微團(tuán)在固體 壁面與其附近流體之間產(chǎn)生上下方向的循環(huán)壁面與其附近流體之間產(chǎn)生上下方向的循環(huán) 流動(dòng)。流動(dòng)。傳熱過(guò)程傳熱過(guò)程高溫

10、流體高溫流體湍流主體湍流主體壁面兩側(cè)壁面兩側(cè)層流底層層流底層湍流主體湍流主體低溫流體低溫流體q湍流主體湍流主體對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱溫度分布均勻溫度分布均勻p層流底層層流底層導(dǎo)熱導(dǎo)熱溫度梯度大溫度梯度大p壁面壁面導(dǎo)熱導(dǎo)熱(導(dǎo)熱系數(shù)較導(dǎo)熱系數(shù)較流體大流體大)有溫度梯度有溫度梯度不同區(qū)域的不同區(qū)域的傳熱特性：傳熱特性：傳熱邊界層傳熱邊界層（thermal boundary layer） ：溫度邊界層。溫度邊界層。有溫度梯度較大的區(qū)域。有溫度梯度較大的區(qū)域。傳熱的熱阻即主要幾種在此層傳熱的熱阻即主要幾種在此層中中。溫度溫度距離距離TTwtwt熱流體熱流體冷流體冷流體傳熱壁面?zhèn)鳠岜诿嫱牧髦黧w湍流主體湍流主體

11、湍流主體傳熱壁面?zhèn)鳠岜诿鎸恿鲗恿鞯讓拥讓訉恿鲗恿鞯讓拥讓觽鳠岱较騻鳠岱较驅(qū)α鱾鳠崾疽鈭D對(duì)流傳熱示意圖式中式中 Q對(duì)流傳熱速率，對(duì)流傳熱速率，W； A傳熱面積，傳熱面積，m2 t對(duì)流傳熱溫度差，對(duì)流傳熱溫度差， t= T-TW或或t= t-tW，； T熱流體平均溫度，熱流體平均溫度，； TW與熱流體接觸的壁面溫度，與熱流體接觸的壁面溫度，； t冷流體的平均溫度，冷流體的平均溫度，； tW與冷流體接觸的壁面溫度，與冷流體接觸的壁面溫度，； a對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)流傳熱系數(shù)(heat transfer confficient)，W/m2K（或（或W/m2）。）。 RtATTQw1上式稱(chēng)為牛頓冷卻定律。上式

12、稱(chēng)為牛頓冷卻定律。 簡(jiǎn)化處理：認(rèn)為流體的全部溫度差集中在厚度為簡(jiǎn)化處理：認(rèn)為流體的全部溫度差集中在厚度為t的有效膜的有效膜內(nèi)，但有效膜的厚度內(nèi)，但有效膜的厚度t又難以測(cè)定，所以以又難以測(cè)定，所以以代替代替/t 而用下式而用下式描述對(duì)流傳熱的基本關(guān)系描述對(duì)流傳熱的基本關(guān)系 Q= A（T-Tw）對(duì)流傳熱速率對(duì)流傳熱速率(1) 流體的狀態(tài)：流體的狀態(tài)：液體、氣體、蒸汽及在傳熱過(guò)程中是否有相變。有相液體、氣體、蒸汽及在傳熱過(guò)程中是否有相變。有相 變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)比無(wú)相變化時(shí)大的多；變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)比無(wú)相變化時(shí)大的多； ( 2 ) 流體的物理性質(zhì)：流體的物理性質(zhì)：影響較大的物性如密度影響較大的物性如密度

13、、比熱、比熱cp、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù) 、粘度、粘度等；等；( 3 ) 流體的運(yùn)動(dòng)狀況：流體的運(yùn)動(dòng)狀況：層流、過(guò)渡流或湍流；層流、過(guò)渡流或湍流；( 4 ) 流體對(duì)流的狀況：流體對(duì)流的狀況：自然對(duì)流，強(qiáng)制對(duì)流；自然對(duì)流，強(qiáng)制對(duì)流；(5)傳熱表面的形狀、位置及大?。簜鳠岜砻娴男螤?、位置及大小：如管、板、管束、管徑、管如管、板、管束、管徑、管 長(zhǎng)、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。長(zhǎng)、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素2.3 輻射傳熱輻射傳熱輻射傳熱輻射傳熱因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞稱(chēng)為熱輻射。因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞稱(chēng)為

14、熱輻射。輻射傳熱的特征：輻射傳熱的特征：n熱輻射與熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱的最大區(qū)別就在于它熱輻射與熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱的最大區(qū)別就在于它可以在完全真空的地方傳遞而無(wú)需任何介質(zhì)?？梢栽谕耆婵盏牡胤絺鬟f而無(wú)需任何介質(zhì)。n不僅產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，而且還伴隨著能量形式的不僅產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，而且還伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換，即在高溫處，熱能轉(zhuǎn)化為輻射能，以電磁轉(zhuǎn)換，即在高溫處，熱能轉(zhuǎn)化為輻射能，以電磁波的形式向空間發(fā)送，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射波的形式向空間發(fā)送，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射能的物體時(shí)，即被其部分或全部地吸收而轉(zhuǎn)化為能的物體時(shí)，即被其部分或全部地吸收而轉(zhuǎn)化為熱能。輻射傳熱即是物體間相互輻射和吸收能量熱能。輻射傳熱

15、即是物體間相互輻射和吸收能量的總結(jié)果。的總結(jié)果。n應(yīng)予說(shuō)明的是，任何物體只要在絕對(duì)零度以上，應(yīng)予說(shuō)明的是，任何物體只要在絕對(duì)零度以上，都能發(fā)射輻射能，但僅當(dāng)物體間的溫度差較大時(shí)，都能發(fā)射輻射能，但僅當(dāng)物體間的溫度差較大時(shí)，輻射傳熱才能成為主要的傳熱方式。輻射傳熱才能成為主要的傳熱方式。輻射傳熱的基本概念及基本定律輻射傳熱的基本概念及基本定律基本概念基本概念輻射傳熱又稱(chēng)為熱輻射，是指由本身溫度輻射傳熱又稱(chēng)為熱輻射，是指由本身溫度引起的能量輻射，在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)引起的能量輻射，在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi) (0.440m 之間之間,主要是可見(jiàn)光和紅外光主要是可見(jiàn)光和紅外光)，表現(xiàn)為熱能。表現(xiàn)為熱能。特點(diǎn)：特點(diǎn)

16、：a 傳播方式以電磁波的形式，不需要任何介傳播方式以電磁波的形式，不需要任何介質(zhì)進(jìn)行傳遞。質(zhì)進(jìn)行傳遞。b熱輻射與光輻射的本質(zhì)完全相同，區(qū)別是：熱輻射與光輻射的本質(zhì)完全相同，區(qū)別是：波長(zhǎng)不同。熱輻射的波長(zhǎng)范圍：理論上：波長(zhǎng)不同。熱輻射的波長(zhǎng)范圍：理論上：0。熱輻射和可見(jiàn)光一樣，具有反射、。熱輻射和可見(jiàn)光一樣，具有反射、折射和吸收的特性，服從光的反射和折射折射和吸收的特性，服從光的反射和折射定律，能在均一介質(zhì)中作直線傳播定律，能在均一介質(zhì)中作直線傳播.2.4 介電加熱輻射加熱 VS 微波加熱（介電）n 微波主要是高頻電磁波，一碰到金屬就發(fā)生反射。在電磁場(chǎng)中，極性分子（如水）的正、負(fù)電荷的中心不重合

17、，在外電場(chǎng)的作用下，使原來(lái)在外電場(chǎng)的作用下使分子中的正負(fù)電荷中心沿電場(chǎng)方向只產(chǎn)生位移極化）如果外電場(chǎng)是交變的，那末有極分子的轉(zhuǎn)向也要隨電場(chǎng)的變化而不斷改變方向。在這個(gè)過(guò)程中，由于分子間的相互碰撞，將使電能轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，然后再轉(zhuǎn)化為熱能，使物體的溫度升高。此機(jī)理也稱(chēng)為“分子攪拌分子攪拌”，相對(duì)于機(jī)械攪拌，攪拌均勻，但微波放熱均勻只針對(duì)它通過(guò)的35cm厚度。n輻射加熱（主要是利用熱物體中分子熱運(yùn)動(dòng)中電子能量躍遷產(chǎn)生的以光子形式產(chǎn)生的電磁波，主要為紅外光），以共振方式使通過(guò)介質(zhì)分子的分子鍵鍵角和伸分子鍵鍵角和伸縮長(zhǎng)度發(fā)生變化（頻率相同的振動(dòng)）縮長(zhǎng)度發(fā)生變化（頻率相同的振動(dòng)），而改變分子動(dòng)能和勢(shì)能

18、，產(chǎn)生熱現(xiàn)象。紫外也有類(lèi)似加熱效應(yīng)，但其生物效應(yīng)主要促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)。頻率增加頻率增加無(wú)線電波無(wú)線電波微波微波可見(jiàn)光可見(jiàn)光X射線射線紅外輻射紅外輻射紫外紫外 輻射輻射伽瑪射線伽瑪射線第三節(jié) 干燥對(duì)象（1）化學(xué)結(jié)合水 水分與物料的離子型結(jié)合和結(jié)晶型分子結(jié)合（結(jié)晶水），結(jié)晶水的脫除必將引起晶體的崩潰； （2）物化結(jié)合水 包括吸附、滲透和結(jié)構(gòu)水分，其中吸附水分結(jié)合力最強(qiáng)；（3）機(jī)械結(jié)合水 毛細(xì)管水、濕潤(rùn)水分、孔隙水份 其中，結(jié)合水（包括細(xì)胞含水、纖維束含水以及毛細(xì)管水）較難以除去；而如下結(jié)合水（物料表面的濕潤(rùn)水分和孔隙水份）較容易除去 （1）平衡水分 當(dāng)一種物料與一定溫度及濕度的空氣接觸時(shí)，物料勢(shì)必會(huì)

19、放出或吸收一定量的水分，物料的含水量會(huì)趨于一定值。此時(shí)，物料的含水量稱(chēng)為該空氣狀態(tài)下的平衡水分。平衡水分代表物料在一定空氣狀態(tài)下的干燥極限，即用熱空氣干燥法，平衡水分是不能去除的（2）自由水分在干燥過(guò)程中能夠除去的水分，是物料中超出平衡水分的部分 平衡水分和自由水分第四節(jié)第四節(jié) 干燥過(guò)程干燥過(guò)程干燥曲線干燥曲線干燥速率曲線干燥速率曲線AdGdXv干燥速率，Kg/h.m2G絕干物料量，KgA干燥面積，m2dx/d干燥曲線斜率干燥速率曲線干燥速率曲線恒速干燥階段恒速干燥階段降速干燥階段降速干燥階段n主要影響因素為物料結(jié)構(gòu)、形狀和大小干燥過(guò)程的基本計(jì)算干燥過(guò)程的基本計(jì)算%100濕物料的總質(zhì)量濕物料中

20、水分質(zhì)量%100質(zhì)量濕物料中絕對(duì)干物料的濕物料中水分質(zhì)量XWGG212211100 GW12121100 GGW水份蒸發(fā)量，Kg/hG1進(jìn)入干燥設(shè)備的濕物料量，Kg/hG2離開(kāi)干燥器的產(chǎn)品質(zhì)量，Kg/hW1濕物料的含水量，（濕基）%W2干燥后產(chǎn)品含水量，（濕基）%WxxL ）（12L絕對(duì)干燥空氣質(zhì)量流量，kg/hX1進(jìn)入干燥器的空氣濕度，kg/kgX2出干燥器的空氣濕度，kg/kg質(zhì)量衡算WQq q蒸發(fā)1kg水所需熱量，kJ/kg 水Q干燥所需總熱量，kJ/h熱量衡算第五節(jié) 干燥設(shè)備及相關(guān)技術(shù)按干燥加熱方式分：n對(duì)流 固定床 移動(dòng)床 疏松床 流化床 噴霧干燥器n傳導(dǎo) 蒸汽 微粒n輻射 紅外 微

21、波 太陽(yáng)能也有非加熱方式，如減壓來(lái)促進(jìn)水分分離的方式的-冷凍干燥n要使水分從物料轉(zhuǎn)移到氣相，物料必須受熱，水分吸收熱量才能汽化。物料受熱的方式仍然就是三種基本傳熱方式，即對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射。因此根據(jù)傳熱方式的不同，干燥分熱風(fēng)干燥、接觸干燥和輻射干燥。n物料中水分的汽化可以在不同的狀態(tài)下進(jìn)行，水分是在液態(tài)下汽化的，倘若預(yù)先將物料中水分凍結(jié)成冰，而后在極低的壓力下，使之直接升華而轉(zhuǎn)入氣相，這種干燥稱(chēng)為冷凍干燥或冷凍升華干燥。廂式干燥器廂式干燥器優(yōu)點(diǎn)：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料的干燥，適用于小規(guī)模多優(yōu)點(diǎn)：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料的干燥，適用于小規(guī)模多品種、干燥條件變動(dòng)大的場(chǎng)合，品種、干燥

22、條件變動(dòng)大的場(chǎng)合，缺點(diǎn)：物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長(zhǎng)；熱效率較缺點(diǎn)：物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長(zhǎng)；熱效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻；低，產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻；進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)循環(huán)風(fēng)機(jī)預(yù)熱器預(yù)熱器箱式干燥器箱式干燥器固定床和箱式干燥機(jī)平行流：熱風(fēng)從物料表面通過(guò)，料層薄(2050mm)，干燥強(qiáng)度小。穿流：熱風(fēng)從料層中通過(guò)，料層厚(4565mm)，干燥強(qiáng)度大。物料物料物料物料可連續(xù)或半連續(xù)操作；可連續(xù)或半連續(xù)操作；適于處理量大，干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料；適于處理量大，干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料；物料不受振動(dòng)或沖擊，破碎少；物料不受振動(dòng)或沖擊，破碎少；適于膏狀物料和固體物料干燥；（不易采取流化床

23、）適于膏狀物料和固體物料干燥；（不易采取流化床）熱效低熱效低帶式干燥（連續(xù)化干燥形式）濕料濕料產(chǎn)品產(chǎn)品熱風(fēng)熱風(fēng)物料轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備n工作原理：濕物料在滾筒內(nèi)被回轉(zhuǎn)筒的抄板抄起至一定高度后落下，在下落過(guò)程中接觸熱風(fēng)，由于回轉(zhuǎn)筒的操楊攪拌綜合作用，物料和熱風(fēng)接觸充分，干燥迅速，熱效率較高。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；物料松動(dòng)有利物料松動(dòng)有利于傳熱面積增加和傳熱更均勻，使熱效增加；于傳熱面積增加和傳熱更均勻，使熱效增加；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；簡(jiǎn)單，操作方便； 適用范圍廣（如濾餅干燥）；適用范圍廣（如濾餅干燥）；清掃容易清掃容易 。 n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：熱容量系數(shù)小，熱效率相

24、對(duì)流化床仍然低；熱容量系數(shù)小，熱效率相對(duì)流化床仍然低；物料在干燥器內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，且物料顆粒之間的停物料在干燥器內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，且物料顆粒之間的停留時(shí)間差異較大。留時(shí)間差異較大。占地大占地大Vo起始流化速度，最小流化速度流化床 工作的固體物的顆粒比較小，且在流體作用下處于劇烈運(yùn)動(dòng)并分散的狀態(tài)，對(duì)于許多化學(xué)反應(yīng)（如焙燒、催化、催化裂化等）和許多化工過(guò)程（如干燥、吸附等）的進(jìn)行有利。n主要優(yōu)點(diǎn)：1）流體與顆粒狀固體物料之間的接觸面積增加，促進(jìn)傳質(zhì)傳熱的進(jìn)行，熱效高，大大提高了生產(chǎn)強(qiáng)度；2）床層外于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，可保持溫度均勻，避免局部過(guò)熱；n缺點(diǎn)是：1）顆粒與流體同向流動(dòng)時(shí)，過(guò)程的推動(dòng)力不均勻，逆向流動(dòng)

25、時(shí)，需要比較復(fù)雜的設(shè)備，這導(dǎo)致操作條件要求比較嚴(yán)格，掌握和控制也較困難；2）占用空間比固定床大；3）顆粒在運(yùn)動(dòng)中互相碰擊，容易粉碎，同時(shí)對(duì)器壁摩擦，容易使器壁磨損；4）反應(yīng)后出口的氣體含有粉塵，需要凈制設(shè)備，同時(shí)難免有部分粉塵損失。氣流干燥器（閃蒸干燥）氣流干燥器（閃蒸干燥） 使熱介質(zhì)和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固使熱介質(zhì)和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強(qiáng)化了傳熱傳顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程，廣泛應(yīng)用于散狀物料的干燥。質(zhì)過(guò)程，廣泛應(yīng)用于散狀物料的干燥。傳傳優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：干燥速度快，主要用于干燥晶體和小顆粒，物料分散

26、懸浮在氣干燥速度快，主要用于干燥晶體和小顆粒，物料分散懸浮在氣流中，傳熱傳質(zhì)面積大。流中，傳熱傳質(zhì)面積大。 干燥均勻，產(chǎn)品的濕含量均勻一致。干燥均勻，產(chǎn)品的濕含量均勻一致。(3) 氣固并流操作氣固并流操作，符合干燥基本規(guī)律，可使用高溫氣體作為干燥，符合干燥基本規(guī)律，可使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。一根介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。一根 10m 長(zhǎng)的氣流管，長(zhǎng)的氣流管，80%的水分量是的水分量是在長(zhǎng)約在長(zhǎng)約 2m 左右的加速段汽化干燥的。左右的加速段汽化干燥的。 (4)干燥時(shí)間短干燥時(shí)間短(秒級(jí)秒級(jí))，整個(gè)干燥過(guò)程不超過(guò)，整個(gè)干燥過(guò)程不超過(guò)2秒，特別適合熱敏性、秒，特別適合熱敏性、易氧化、不宜粉

27、碎的物料的干燥易氧化、不宜粉碎的物料的干燥, (5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小。維修量小。缺點(diǎn)：（通常干燥含水小于缺點(diǎn)：（通常干燥含水小于15%原料）原料）（五）噴霧干燥器（五）噴霧干燥器 采用霧化器將稀的料液分散為霧滴，在熱氣流采用霧化器將稀的料液分散為霧滴，在熱氣流(空氣、空氣、氮?dú)饣蜻^(guò)熱水蒸氣氮?dú)饣蜻^(guò)熱水蒸氣)中自由沉降并迅速蒸發(fā)，最后被干燥中自由沉降并迅速蒸發(fā)，最后被干燥為固體顆粒與氣流分離。霧滴直徑為為固體顆粒與氣流分離。霧滴直徑為10 60um，每升溶，每升溶液具有液具有100600m2的蒸

28、發(fā)面積。干燥時(shí)間一般為的蒸發(fā)面積。干燥時(shí)間一般為3 10 S。 液液固固噴霧干燥噴霧干燥 噴霧干燥過(guò)程可分為四個(gè)階段：料液霧化；霧噴霧干燥過(guò)程可分為四個(gè)階段：料液霧化；霧滴與空氣接觸；霧滴干燥；干燥產(chǎn)品與空氣分離。滴與空氣接觸；霧滴干燥；干燥產(chǎn)品與空氣分離。n(1)料液霧化料液霧化 目的在于將料液分散成微細(xì)的霧滴，目的在于將料液分散成微細(xì)的霧滴，霧滴的平均直徑為霧滴的平均直徑為2060m，因此具有很大的，因此具有很大的表面積。當(dāng)其與熱空氣接觸時(shí)，霧滴就迅速氣化表面積。當(dāng)其與熱空氣接觸時(shí)，霧滴就迅速氣化而干燥為粉末或顆粒產(chǎn)品。霧化器是噴霧干燥的而干燥為粉末或顆粒產(chǎn)品。霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部位。

29、目前常用的霧化器有氣流式噴嘴、壓關(guān)鍵部位。目前常用的霧化器有氣流式噴嘴、壓力式噴嘴和離心式噴嘴。力式噴嘴和離心式噴嘴。噴霧干燥的工藝過(guò)程噴霧干燥的工藝過(guò)程壓力噴霧壓力噴霧離心噴霧離心噴霧氣流噴霧器氣流噴霧器霧化器（Sprayer） 霧化方式霧化方式氣流霧化氣流霧化壓力霧化壓力霧化離心霧化離心霧化利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)給利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)給予溶液以離心力，使其高速甩出，形予溶液以離心力，使其高速甩出，形成薄膜、細(xì)絲或液滴，同時(shí)又受到周成薄膜、細(xì)絲或液滴，同時(shí)又受到周?chē)諝獾哪Σ痢⒆璧K與撕裂等作用形圍空氣的摩擦、阻礙與撕裂等作用形成細(xì)霧。目前酶制劑的大型生產(chǎn)大多成細(xì)霧。目前酶制

30、劑的大型生產(chǎn)大多采用此法，還用于酵母粉的干燥。采用此法，還用于酵母粉的干燥。利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高壓泵將物料噴出利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高壓泵將物料噴出分散成液滴。發(fā)酵工廠用于酵母粉分散成液滴。發(fā)酵工廠用于酵母粉的干燥。的干燥。依靠壓縮空氣或蒸氣通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)依靠壓縮空氣或蒸氣通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)生的高速將液體吸出并被霧化。在生的高速將液體吸出并被霧化。在制藥工業(yè)廣泛使用，核苷酸、農(nóng)用制藥工業(yè)廣泛使用，核苷酸、農(nóng)用細(xì)菌殺蟲(chóng)劑、蛋白酶等的干燥細(xì)菌殺蟲(chóng)劑、蛋白酶等的干燥三種霧化方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)n壓力噴霧器（機(jī)械式）適用于一般粘度的料液，動(dòng)力消耗最少，大約每噸溶液所需耗能為4-10kw.h,其缺點(diǎn)是必須要有高壓泵，噴嘴小易堵

31、塞，操作彈性小，產(chǎn)生調(diào)節(jié)范圍窄。n氣流式的動(dòng)力消耗最大，每料液約需0.4-0.8壓縮空氣。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造，適用于任何粘度或稍有固體的料液。 n離心式的動(dòng)力消耗介于上述兩種之間，適用于高粘度或帶有固體的料液，而且轉(zhuǎn)盤(pán)霧化操作彈性寬，可在設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的25范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)量，而不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。n其缺點(diǎn)是機(jī)械加工要求高，制造費(fèi)用大，霧滴較粗，噴嘴較大，因此塔的直徑也相應(yīng)的比其他的噴霧器的塔大的多。(2)霧滴與空氣接觸霧滴與空氣接觸n在干燥室內(nèi)，霧滴與空氣的接觸方式有并流式、逆流式和在干燥室內(nèi)，霧滴與空氣的接觸方式有并流式、逆流式和混流式三種。在并流系統(tǒng)中，最熱的干燥空氣與水分最大混流式三種。在并

32、流系統(tǒng)中，最熱的干燥空氣與水分最大的霧滴接觸，因而水分迅速蒸發(fā)，從霧滴到干燥成品的整的霧滴接觸，因而水分迅速蒸發(fā)，從霧滴到干燥成品的整個(gè)歷程中，物料溫度不高，對(duì)熱敏性物料的干燥有利，所個(gè)歷程中，物料溫度不高，對(duì)熱敏性物料的干燥有利，所獲得的產(chǎn)品常為非球形的多孔顆粒。獲得的產(chǎn)品常為非球形的多孔顆粒。n對(duì)于逆流系統(tǒng)，在塔頂噴出的霧滴與塔底上來(lái)的較濕空氣對(duì)于逆流系統(tǒng)，在塔頂噴出的霧滴與塔底上來(lái)的較濕空氣接觸，水分蒸發(fā)速度比并流慢，適用于耐受高溫、含水量接觸，水分蒸發(fā)速度比并流慢，適用于耐受高溫、含水量低的非熱敏性物料處理。低的非熱敏性物料處理。n在混流系統(tǒng)中，干燥室底的噴霧嘴向上噴霧，熱空氣從室在混

33、流系統(tǒng)中，干燥室底的噴霧嘴向上噴霧，熱空氣從室頂進(jìn)入，性能兼二者之間。頂進(jìn)入，性能兼二者之間。n(3)霧滴干燥階段霧滴干燥階段 恒速干燥和降速恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階段。干燥過(guò)程室傳熱和傳質(zhì)干燥兩個(gè)階段。干燥過(guò)程室傳熱和傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。n(4)干燥產(chǎn)品與空氣分離干燥產(chǎn)品與空氣分離 干燥的粉干燥的粉末或顆粒落在干燥室的錐體四壁并滑落末或顆粒落在干燥室的錐體四壁并滑落到錐底，通過(guò)星形閥之類(lèi)的排灰閥排出，到錐底，通過(guò)星形閥之類(lèi)的排灰閥排出，少量的細(xì)粉則隨空氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)少量的細(xì)粉則隨空氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)一步分離。然后將成品輸送到另一處混一步分離。然后將成品輸送到另一處混合后儲(chǔ)

34、入成品庫(kù)或直徑包裝。合后儲(chǔ)入成品庫(kù)或直徑包裝。噴霧干燥與產(chǎn)品包埋包埋有多種用途：n保護(hù)敏感成份 防止某些不穩(wěn)定的物料揮發(fā)，防止氧化吸潮，紫外照射引起的變性。n掩蓋物料中不良?xì)馕痘蚩辔兜萵緩釋物料中有效成分 噴霧干燥包埋特點(diǎn)：n但是該方法所使用的設(shè)備尺寸大，價(jià)格高，耗動(dòng)力大(包括熱能、電能)，包埋率相對(duì)較低；n噴霧干燥的另一個(gè)問(wèn)題是芯材有可能粘在顆粒的表面，即包埋不完全。噴霧干燥與產(chǎn)品包埋n產(chǎn)品包埋有原位沉淀、原位聚合、界面聚合方法，噴霧干燥方法屬于原位沉淀；n與原位聚合和界面聚合的化學(xué)合成包埋膜材料不同，原位沉淀為物理過(guò)程，通過(guò)改變溫度，pH，放入吸水劑等方式改變包膜材料的溶解度，從而使包膜變成固體形成包埋。5.2傳導(dǎo)干燥法傳導(dǎo)干燥法干燥迅速干燥迅速 均勻加熱均勻加熱 有效利用能量有效利用能量 占地面積少占地面積少有助于產(chǎn)品質(zhì)有助于產(chǎn)品質(zhì)量的提高量的提高 冷凍干燥冷凍干燥 冷凍干燥的基本原理 使被干燥的液體在極低的溫度下，冷凍成固體；然后，在低溫、低