第九章 干燥過(guò)程與設(shè)備

1、第十章干燥過(guò)程與設(shè)備第十章干燥過(guò)程與設(shè)備 1 1、氣流干燥、氣流干燥 2 2、噴霧干燥、噴霧干燥 3 3、沸騰干燥與沸騰造粒干燥、沸騰干燥與沸騰造粒干燥 4 4、真空干燥和真空冷凍干燥、真空干燥和真空冷凍干燥 干燥是將濕物料的濕分（水分或其他溶劑）除去的加工過(guò) 程。 按照熱能傳遞給濕物料的方式可分為： 1直接干燥：熱空氣與物料直接接觸，物料干燥所需的 熱量主要依靠物料與熱空氣的對(duì)流傳熱。方法包括：表 面干燥、氣流干燥、噴霧干燥、振動(dòng)干燥及沸騰造粒干 燥等。 2間接干燥：物料干燥所需要的熱量通過(guò)金屬等材料直 接傳遞，干燥速度慢，設(shè)備造價(jià)高，但熱效率高。間接 干燥設(shè)備有：真空干燥、冷凍干燥、輻射干

2、燥（紅外線(xiàn) 和遠(yuǎn)紅外干燥）等。 3介電加熱干燥：高頻干燥和微波干燥。 按照干燥的操作方式可以分為連續(xù)操作和間歇操作。按照干燥的操作方式可以分為連續(xù)操作和間歇操作。 （1 1）間歇操作）間歇操作 通常用于：小批量生產(chǎn)，處理量少或多品種生產(chǎn)；通常用于：小批量生產(chǎn)，處理量少或多品種生產(chǎn)； 與干燥銜接的前后工段生產(chǎn)不連續(xù)；物料的供給、與干燥銜接的前后工段生產(chǎn)不連續(xù)；物料的供給、 成品的排出和物料在干燥器內(nèi)連續(xù)輸送有困難；干成品的排出和物料在干燥器內(nèi)連續(xù)輸送有困難；干 燥時(shí)間極長(zhǎng)的物料。燥時(shí)間極長(zhǎng)的物料。 （2 2）連續(xù)操作）連續(xù)操作 如果與干燥銜接的前后工段整個(gè)是連續(xù)的，則通常如果與干燥銜接的前后工段

3、整個(gè)是連續(xù)的，則通常 采用連續(xù)干燥。采用連續(xù)干燥。 第一節(jié)第一節(jié) 氣流干燥氣流干燥 氣流干燥是把含有水的泥狀、塊狀、粉粒狀物料， 通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ顾鼈兎稚⒌綗峥諝庵?，在與熱氣 流并流輸送的同時(shí)進(jìn)行干燥而獲得粉狀干燥制品的 過(guò)程。 一、氣流干燥流程與設(shè)備 圖13-1 氣流干燥流程 1-空氣過(guò)濾器 2-預(yù)熱器 3-干燥管 4-加料斗 5-螺旋加料器 6-旋風(fēng)分離器 7-風(fēng)機(jī) 8-鎖氣管 9-產(chǎn)品出口 7 1 2 3 4 5 9 8 6 流程：流程：濕物料由加料斗濕物料由加料斗4 4經(jīng)經(jīng) 加料器加料器5 5送入氣流干燥送入氣流干燥3 3?？??？?氣通過(guò)空氣過(guò)濾器氣通過(guò)空氣過(guò)濾器1 1濾取灰濾取灰 塵

4、，經(jīng)加熱器塵，經(jīng)加熱器2 2加熱到一定加熱到一定 溫度后送入干燥管。由于熱溫度后送入干燥管。由于熱 氣流的高速流動(dòng)，物料顆粒氣流的高速流動(dòng)，物料顆粒 分散于氣流之中，氣固兩相分散于氣流之中，氣固兩相 之回發(fā)生傳熱和傳質(zhì)作用，之回發(fā)生傳熱和傳質(zhì)作用， 使物料獲得干燥。已干燥的使物料獲得干燥。已干燥的 物料隨氣流帶出，經(jīng)分離器物料隨氣流帶出，經(jīng)分離器 6 6分離氣體和固體，產(chǎn)品通分離氣體和固體，產(chǎn)品通 過(guò)鎖氣器過(guò)鎖氣器8 8從出口從出口9 9卸出。廢卸出。廢 氣經(jīng)風(fēng)機(jī)氣經(jīng)風(fēng)機(jī)7 7排走排走 壓縮空氣 物 料 壓縮空氣 物 料 脈沖干燥管 圖13-2 脈沖干燥管 熱空氣 干燥管：一般采用圓形，干燥管

5、：一般采用圓形， 其次有方形和不同直其次有方形和不同直 徑交替的所謂脈沖管徑交替的所謂脈沖管 閘板式 (b)星型回轉(zhuǎn)式(c)平板旋轉(zhuǎn)式（d）螺旋輸送式 （e）閘閥式 圖 13-3 加料器型式 圖圖13-313-3所示的物種型式加料器適用于散狀物料。為了所示的物種型式加料器適用于散狀物料。為了 防止在加料過(guò)程中物料結(jié)塊，可采用震動(dòng)加料器。防止在加料過(guò)程中物料結(jié)塊，可采用震動(dòng)加料器。 二、氣流干燥器的型式二、氣流干燥器的型式 （一）按照加料方式分類(lèi)（一）按照加料方式分類(lèi) （1 1）直接加料型）直接加料型 原料從加速管中間直接投入，利用高速氣流的沖擊使原料從加速管中間直接投入，利用高速氣流的沖擊使

6、物料分散而進(jìn)行干燥（圖物料分散而進(jìn)行干燥（圖13-413-4（a a）。）。 （2 2）帶分散機(jī)型）帶分散機(jī)型 某些含水顆粒體物料，如在熱氣流中不易分散，或進(jìn)某些含水顆粒體物料，如在熱氣流中不易分散，或進(jìn) 料過(guò)程中易結(jié)塊，可在進(jìn)料口設(shè)分散機(jī)。分散機(jī)是由料過(guò)程中易結(jié)塊，可在進(jìn)料口設(shè)分散機(jī)。分散機(jī)是由 帶放射狀棒的轉(zhuǎn)輪和鎖氣外殼組成，在分散機(jī)中無(wú)熱帶放射狀棒的轉(zhuǎn)輪和鎖氣外殼組成，在分散機(jī)中無(wú)熱 風(fēng)流過(guò)（圖風(fēng)流過(guò)（圖13-413-4（b b） 。 （3 3）帶粉碎機(jī)型）帶粉碎機(jī)型 在干燥管前設(shè)置粉碎機(jī)在干燥管前設(shè)置粉碎機(jī), ,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖13-513-5。 進(jìn)料 熱風(fēng) 排料 圖13-5 粉碎

7、機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 6 8 9 31 1 2 3 6 8 9 13 6 8 9 6 1 8 3 2 2 2 1 9 6 8 2 2 1 8 6 3 9 10 9 2 7 b cd ef 圖 13-4 氣流干燥器型式 預(yù)熱器 2-加料器 3-混合器 4-分散機(jī) 5-粉碎機(jī) 6-干燥管 7-分級(jí)器 8-旋風(fēng)分離器 9-袋濾器 10-空氣凈化器 11-空氣過(guò)濾 12、13-風(fēng)機(jī) 采用粉碎機(jī)加料的流程 （1 1）圖）圖13-413-4（c c）適用于濾餅等泥狀物料，經(jīng)粉碎）適用于濾餅等泥狀物料，經(jīng)粉碎 機(jī)粉碎后進(jìn)入干燥管。機(jī)粉碎后進(jìn)入干燥管。 （2 2）如物料含水較多，加料有困難可將一部分已干）如物料含水較

8、多，加料有困難可將一部分已干 燥的成品粉末返回到原料中去混合，以減少原料的燥的成品粉末返回到原料中去混合，以減少原料的 含水率增加其流動(dòng)性。由于成品循環(huán)受熱，對(duì)熱敏含水率增加其流動(dòng)性。由于成品循環(huán)受熱，對(duì)熱敏 性物料需注意物料因重復(fù)加熱而變質(zhì)的問(wèn)題。這種性物料需注意物料因重復(fù)加熱而變質(zhì)的問(wèn)題。這種 流程見(jiàn)圖流程見(jiàn)圖13-413-4（d d）。）。 （3 3）圖）圖13-413-4（e e）的流程適用于干燥管處在很小的）的流程適用于干燥管處在很小的 負(fù)壓下操作，不能適用密封加料裝置的濕物料。負(fù)壓下操作，不能適用密封加料裝置的濕物料。 （4 4）圖）圖13-413-4（f f）為在干燥管上附設(shè)分級(jí)

9、器，粗粒）為在干燥管上附設(shè)分級(jí)器，粗粒 子在此分級(jí)并返回粉碎機(jī)，使成品粒子水分均一。子在此分級(jí)并返回粉碎機(jī)，使成品粒子水分均一。 （二）按干燥管形狀分類(lèi) （1 1）直管式：）直管式：直管式（圖直管式（圖13-613-6（a a）適用于比較容易）適用于比較容易 干燥的無(wú)聊，如以除去附著水為主或臨界含水率不高的干燥的無(wú)聊，如以除去附著水為主或臨界含水率不高的 場(chǎng)合，而且要求成品含水率在場(chǎng)合，而且要求成品含水率在0.5-1%0.5-1%。 （2 2）變徑管式：）變徑管式：變徑管的形式很多，圖變徑管的形式很多，圖13-613-6（b b）、）、 （c c）、（）、（d d）為集中應(yīng)用較多的變徑管。變徑

10、管是將顆）為集中應(yīng)用較多的變徑管。變徑管是將顆 粒等速運(yùn)動(dòng)段的直徑擴(kuò)大，使物料與氣流的相對(duì)速度加粒等速運(yùn)動(dòng)段的直徑擴(kuò)大，使物料與氣流的相對(duì)速度加 大，有利于顆粒表面氣膜更新。加速傳熱，并使物料在大，有利于顆粒表面氣膜更新。加速傳熱，并使物料在 干燥管內(nèi)的停留時(shí)間增大。適用于較難干燥的物料，以干燥管內(nèi)的停留時(shí)間增大。適用于較難干燥的物料，以 及成品含水率要求較低（及成品含水率要求較低（0.5%0.5%）的場(chǎng)合。圖）的場(chǎng)合。圖13-613-6（d d） 所示的變徑具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。所示的變徑具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。 bc d 圖 13-6 干燥管形狀 （三）氣流干燥的特點(diǎn)和適用范圍（三）氣流干燥

11、的特點(diǎn)和適用范圍 1、可獲得高度干燥的成品 2、適用于熱敏性物料的干燥 3、熱效率高 4、熱損失少 5、設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，投資少。 6、操作穩(wěn)定，便于自動(dòng)化。 7、干燥過(guò)程伴隨著顆粒的空氣輸送，整個(gè)過(guò)程都是連 續(xù)的，便于與前后工序銜接。 8、可以有很大的裝置規(guī)模。 第二節(jié)第二節(jié) 噴霧干燥噴霧干燥 噴霧干燥噴霧干燥是利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯的是利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯的 液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的分散微粒同熱液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的分散微粒同熱 空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅速排除本身的水分，在幾空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅速排除本身的水分，在幾 秒至幾十秒內(nèi)獲得干燥。

12、成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥秒至幾十秒內(nèi)獲得干燥。成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥 室底部，連續(xù)或間斷地從卸料器排出。室底部，連續(xù)或間斷地從卸料器排出。 （）壓力噴霧法（又稱(chēng)機(jī)械噴霧法）（）壓力噴霧法（又稱(chēng)機(jī)械噴霧法） （二）氣流噴霧法（二）氣流噴霧法 （三）離心噴霧干燥法（三）離心噴霧干燥法 一、氣流噴霧干燥設(shè)備一、氣流噴霧干燥設(shè)備 （一）氣流噴霧干燥流程、特點(diǎn)一）氣流噴霧干燥流程、特點(diǎn) 氣流噴霧干燥設(shè)備除了噴霧干燥塔、噴嘴外，還有空氣氣流噴霧干燥設(shè)備除了噴霧干燥塔、噴嘴外，還有空氣 加熱器、壓縮空氣系統(tǒng)和空氣過(guò)濾器等。空氣加熱可用加熱器、壓縮空氣系統(tǒng)和空氣過(guò)濾器等?？諝饧訜峥捎?電熱或蒸汽加熱。電熱或

13、蒸汽加熱。 壓縮空氣從切線(xiàn)方向進(jìn)入噴霧器外面的套管，由于噴頭壓縮空氣從切線(xiàn)方向進(jìn)入噴霧器外面的套管，由于噴頭 處有螺旋線(xiàn)，因此形成高速度旋轉(zhuǎn)的圓錐狀空氣渦流，處有螺旋線(xiàn)，因此形成高速度旋轉(zhuǎn)的圓錐狀空氣渦流， 并在噴嘴處形成低壓區(qū)，吸引液體在內(nèi)部或外部混合后，并在噴嘴處形成低壓區(qū)，吸引液體在內(nèi)部或外部混合后， 使之微粒化。由空氣加熱器加熱的熱風(fēng)，經(jīng)過(guò)濾器從干使之微粒化。由空氣加熱器加熱的熱風(fēng)，經(jīng)過(guò)濾器從干 燥塔的上部經(jīng)空氣分配盤(pán)進(jìn)入，與噴霧后的液體微粒相燥塔的上部經(jīng)空氣分配盤(pán)進(jìn)入，與噴霧后的液體微粒相 遇，使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，廢氣沿回遇，使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，廢氣沿

14、回 風(fēng)管導(dǎo)入袋濾器或旋風(fēng)分離器，收集隨廢氣帶走的粉末風(fēng)管導(dǎo)入袋濾器或旋風(fēng)分離器，收集隨廢氣帶走的粉末 狀產(chǎn)品，然后經(jīng)排風(fēng)機(jī)排入大氣中。狀產(chǎn)品，然后經(jīng)排風(fēng)機(jī)排入大氣中。 2 4 8 7 6 5 成 品 熱空氣 廢氣 料 空 氣 圖 13-9 氣流噴霧干燥流程 1.6-過(guò)濾器 2-空氣分配盤(pán) 3-袋濾器 4-回風(fēng)管 5-電加熱器 7-瓷環(huán) 8-棉蘭 3 2 3 4 5 熱風(fēng) 廢氣 圖 13-10 氣流式噴霧干燥塔 溫度計(jì) 2-擴(kuò)散盤(pán) 3-示鏡 4-人孔 5-成品收集器 物料 空氣 （二）氣流噴霧干燥塔的構(gòu)造二）氣流噴霧干燥塔的構(gòu)造 圓柱圓錐形；圓柱圓錐形； 頂部裝有空氣分配盤(pán)，分配頂部裝有空氣分配

15、盤(pán)，分配 盤(pán)的型式有旋風(fēng)擴(kuò)散式、葉盤(pán)的型式有旋風(fēng)擴(kuò)散式、葉 片旋風(fēng)式，其作用是使空氣片旋風(fēng)式，其作用是使空氣 形成旋流與霧滴接觸，提高形成旋流與霧滴接觸，提高 干燥效果。干燥效果。 盤(pán)頂 圖 13-11 空氣分配盤(pán) 旋風(fēng)方向 分配盤(pán)是由分配盤(pán)是由3030片葉子均勻焊接于分配盤(pán)頂?shù)闹苓?，片葉子均勻焊接于分配盤(pán)頂?shù)闹苓叄?并與水平面成并與水平面成3030角，熱風(fēng)排出的方向依旋風(fēng)方向角，熱風(fēng)排出的方向依旋風(fēng)方向 而定。設(shè)備的下部有螺旋排風(fēng)管，螺旋排風(fēng)管是在而定。設(shè)備的下部有螺旋排風(fēng)管，螺旋排風(fēng)管是在 回風(fēng)管的下部外側(cè)焊上螺旋形的導(dǎo)風(fēng)板，使氣流沿回風(fēng)管的下部外側(cè)焊上螺旋形的導(dǎo)風(fēng)板，使氣流沿 螺旋導(dǎo)風(fēng)板

16、旋轉(zhuǎn)向下，增大了氣流阻力，使密度較螺旋導(dǎo)風(fēng)板旋轉(zhuǎn)向下，增大了氣流阻力，使密度較 大的產(chǎn)品向下沉降，密度較小的粉末狀產(chǎn)品隨廢氣大的產(chǎn)品向下沉降，密度較小的粉末狀產(chǎn)品隨廢氣 沿回風(fēng)管導(dǎo)入袋濾器，螺旋排風(fēng)管的作用是使氣固沿回風(fēng)管導(dǎo)入袋濾器，螺旋排風(fēng)管的作用是使氣固 兩相分離。兩相分離。 圖 13-12 氣流噴舞干燥噴咀 空氣管 2-壓緊螺帽 3-噴咀座 4-壓緊螺帽 5-噴咀 6-進(jìn)液管 7-噴咀口 1 2 3 4 5 6 三、離心噴霧干燥設(shè)備三、離心噴霧干燥設(shè)備 （）離心噴霧干燥流程（）離心噴霧干燥流程 1 1間歇卸料的離心噴霧干燥流程間歇卸料的離心噴霧干燥流程 小罐加溫至小罐加溫至5050再進(jìn)塔

17、；液體通過(guò)六個(gè)噴嘴甩成霧再進(jìn)塔；液體通過(guò)六個(gè)噴嘴甩成霧 狀，與從頂部進(jìn)風(fēng)口以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)入至噴霧盤(pán)四周狀，與從頂部進(jìn)風(fēng)口以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)入至噴霧盤(pán)四周 的熱空氣進(jìn)行充分接觸的熱空氣進(jìn)行充分接觸 ，造成強(qiáng)烈的傳熱和水分，造成強(qiáng)烈的傳熱和水分 蒸發(fā)，空氣溫度隨之降低，微粒在氣流和自身重力蒸發(fā)，空氣溫度隨之降低，微粒在氣流和自身重力 作用下旋轉(zhuǎn)而下，當(dāng)達(dá)到出口時(shí)已干燥完畢，間歇作用下旋轉(zhuǎn)而下，當(dāng)達(dá)到出口時(shí)已干燥完畢，間歇 通過(guò)雙閘門(mén)的卸料閥，定期卸料。通過(guò)雙閘門(mén)的卸料閥，定期卸料。 2連續(xù)卸料的離心噴霧干燥流程 連續(xù)卸料主要是利用氣力輸送進(jìn)行的，從干燥室排連續(xù)卸料主要是利用氣力輸送進(jìn)行的，從干燥室排 出的

18、成品連續(xù)進(jìn)入振動(dòng)供料器出的成品連續(xù)進(jìn)入振動(dòng)供料器1313，通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入，通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入 氣力輸送系統(tǒng)中，由出氣導(dǎo)管氣力輸送系統(tǒng)中，由出氣導(dǎo)管1515帶出的粉末經(jīng)旋風(fēng)帶出的粉末經(jīng)旋風(fēng) 分離器分離器1616回收，然后一并進(jìn)入氣力輸送系統(tǒng)，送至回收，然后一并進(jìn)入氣力輸送系統(tǒng)，送至 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器1919中收集，成品通過(guò)貯罐中收集，成品通過(guò)貯罐2020的旋轉(zhuǎn)閥連的旋轉(zhuǎn)閥連 續(xù)排出，從旋風(fēng)分離器排出的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)續(xù)排出，從旋風(fēng)分離器排出的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)2222與干燥與干燥 室的出氣導(dǎo)管排出的廢氣一并進(jìn)入旋風(fēng)分離器室的出氣導(dǎo)管排出的廢氣一并進(jìn)入旋風(fēng)分離器1616， 然后由排風(fēng)機(jī)然后由排風(fēng)機(jī)1717排至大

19、氣中。排至大氣中。 7 8 9 3 24 11 10 5 6 1 16 21 15 14 12 22 15 18 19 20 23 圖 13-14 典型的噴霧干燥流程（丹麥） 供料罐 2-供料泵 3-供料管路 4-噴霧器 5-水罐 6-三通活門(mén) 7-空氣過(guò)濾 8-鼓 風(fēng)機(jī) 9-空氣加熱器 10-空氣導(dǎo)管 11-干燥室 12-震動(dòng)供料器 13氣力輸送系統(tǒng) 14- 出氣導(dǎo)管 15-旋風(fēng)分離器 16排風(fēng)機(jī) 17-風(fēng)帽 18-旋風(fēng)分離器 19-貯罐 20-旋轉(zhuǎn)閥 21-用于氣力輸送的風(fēng)機(jī) 22-空氣過(guò)濾 23-儀表嵌板 24-用于冷卻噴霧器的風(fēng)機(jī) 4 2 （二）離心噴霧干燥設(shè)備的構(gòu)造 離心噴霧干燥設(shè)備

20、主要有噴霧室、噴霧機(jī)（包括噴離心噴霧干燥設(shè)備主要有噴霧室、噴霧機(jī)（包括噴 盤(pán)）和熱風(fēng)盤(pán)等。盤(pán)）和熱風(fēng)盤(pán)等。 （1 1）噴霧室）噴霧室 噴霧室的直徑與離心噴盤(pán)的轉(zhuǎn)速快慢有關(guān)；液滴直噴霧室的直徑與離心噴盤(pán)的轉(zhuǎn)速快慢有關(guān)；液滴直 徑與轉(zhuǎn)速成反比，液滴射程與液滴直徑成正比，噴徑與轉(zhuǎn)速成反比，液滴射程與液滴直徑成正比，噴 盤(pán)轉(zhuǎn)速越小噴霧室直徑就越大。盤(pán)轉(zhuǎn)速越小噴霧室直徑就越大。 在噴矩為半徑的圓周內(nèi)，在噴矩為半徑的圓周內(nèi)，909095%95%液滴微粒下落，液滴微粒下落， 即不再具有水平速度，這個(gè)距離叫噴矩。即不再具有水平速度，這個(gè)距離叫噴矩。 只要干燥塔直徑大于噴矩時(shí)，絕大部分液滴就不會(huì)只要干燥塔直徑大

21、于噴矩時(shí)，絕大部分液滴就不會(huì) 碰壁碰壁 2噴霧機(jī)、噴盤(pán)的型式及構(gòu)造 （3 3）熱風(fēng)盤(pán)）熱風(fēng)盤(pán) 熱風(fēng)進(jìn)塔后分配不均勻是造成塔內(nèi)局部貼壁的主要熱風(fēng)進(jìn)塔后分配不均勻是造成塔內(nèi)局部貼壁的主要 原因。大部分的熱風(fēng)是從熱風(fēng)盤(pán)通過(guò)風(fēng)向調(diào)節(jié)板進(jìn)原因。大部分的熱風(fēng)是從熱風(fēng)盤(pán)通過(guò)風(fēng)向調(diào)節(jié)板進(jìn) 入塔內(nèi)。為了使熱風(fēng)在熱風(fēng)盤(pán)進(jìn)入塔內(nèi)的速度相等，入塔內(nèi)。為了使熱風(fēng)在熱風(fēng)盤(pán)進(jìn)入塔內(nèi)的速度相等， 熱風(fēng)盤(pán)一般為蝸殼形。熱風(fēng)分配盤(pán)應(yīng)與噴霧機(jī)配合熱風(fēng)盤(pán)一般為蝸殼形。熱風(fēng)分配盤(pán)應(yīng)與噴霧機(jī)配合 安裝，一定要使熱風(fēng)進(jìn)口與噴盤(pán)位置盡量靠近，熱安裝，一定要使熱風(fēng)進(jìn)口與噴盤(pán)位置盡量靠近，熱 風(fēng)分配盤(pán)應(yīng)使熱風(fēng)均勻分配進(jìn)入噴霧室，因此要求風(fēng)分配盤(pán)

22、應(yīng)使熱風(fēng)均勻分配進(jìn)入噴霧室，因此要求 進(jìn)入塔內(nèi)的速度相等，盡量避免與減少渦流形成，進(jìn)入塔內(nèi)的速度相等，盡量避免與減少渦流形成， 否則容易發(fā)生物料焦化現(xiàn)象。否則容易發(fā)生物料焦化現(xiàn)象。 5 4 3 2 1 圖 13-16 熱風(fēng)盤(pán)構(gòu)造 熱風(fēng)盤(pán) 2-保溫層 3-風(fēng)向調(diào)節(jié)板 4-塔頂壁 5-噴霧機(jī)座 （三）噴霧裝置的型式 按氣流與霧滴的運(yùn)動(dòng)方向不同，分為三種型式：按氣流與霧滴的運(yùn)動(dòng)方向不同，分為三種型式： （1 1）并流干燥）并流干燥 這種裝置的特點(diǎn)是霧滴運(yùn)動(dòng)的方向與氣流運(yùn)這種裝置的特點(diǎn)是霧滴運(yùn)動(dòng)的方向與氣流運(yùn) 動(dòng)方向一致。溫度較高的熱空氣首先與剛剛甩動(dòng)方向一致。溫度較高的熱空氣首先與剛剛甩 出的霧滴接

23、觸。表面水分迅速蒸發(fā)，因此產(chǎn)品出的霧滴接觸。表面水分迅速蒸發(fā)，因此產(chǎn)品 不會(huì)形成過(guò)熱的現(xiàn)象，這種型式的裝置使用較不會(huì)形成過(guò)熱的現(xiàn)象，這種型式的裝置使用較 廣。并流的方式有：旋轉(zhuǎn)向下的并流；垂直下廣。并流的方式有：旋轉(zhuǎn)向下的并流；垂直下 降的并流，垂直上升的并流和水平并流。降的并流，垂直上升的并流和水平并流。 物料 熱風(fēng) 廢氣 成品 廢氣和成品 熱風(fēng) 熱風(fēng) 物料 物料 熱風(fēng) 廢氣 成品 . 2. 3 圖13-17 并流干燥 向下旋轉(zhuǎn) 2-向下并流 3-向上并流 廢氣 物料 熱風(fēng) 熱風(fēng) 成品 圖 13-18 逆流干燥 （2 2）逆流干燥）逆流干燥 這種裝置的特點(diǎn)是霧滴的這種裝置的特點(diǎn)是霧滴的 運(yùn)動(dòng)

24、與氣流方向相反。運(yùn)動(dòng)與氣流方向相反。 （3）混合流干燥 這種裝置的特點(diǎn)是氣流有兩個(gè)方向（即先旋 轉(zhuǎn)向下，然后再垂直向上），而霧滴只有一個(gè) 方向（從上向下），如圖13-19（1）所示。這 種裝置是氣流與霧滴的運(yùn)動(dòng)方向成垂直，或者 氣流有一個(gè)方向（從上向下），而霧滴有兩個(gè) 方向（即從下向上，然后從上向下）。 廢氣 熱風(fēng) 物料 熱風(fēng) 廢氣 物料 成品 成品 1-旋風(fēng)式2-噴泉式 圖 13-19 混合流干燥 2 第三節(jié)第三節(jié) 沸騰干燥與沸騰造粒干燥沸騰干燥與沸騰造粒干燥 ( (一一) )沸騰干燥原理、特點(diǎn)和型式沸騰干燥原理、特點(diǎn)和型式 沸騰干燥是利用流態(tài)化技術(shù)使水分迅速汽化干燥。沸騰干燥是利用流態(tài)化技

25、術(shù)使水分迅速汽化干燥。 沸騰造粒干燥是利用流化介質(zhì)（空氣）與料液間很沸騰造粒干燥是利用流化介質(zhì)（空氣）與料液間很 高的相對(duì)氣速，使溶液帶進(jìn)流化床就迅速霧化，這高的相對(duì)氣速，使溶液帶進(jìn)流化床就迅速霧化，這 時(shí)液滴與原來(lái)在沸騰床內(nèi)的晶體結(jié)合，就進(jìn)行沸騰時(shí)液滴與原來(lái)在沸騰床內(nèi)的晶體結(jié)合，就進(jìn)行沸騰 干燥，故也可看作是噴霧干燥與沸騰干燥的結(jié)合。干燥，故也可看作是噴霧干燥與沸騰干燥的結(jié)合。 沸騰干燥的特點(diǎn)是傳熱傳質(zhì)速率高。沸騰干燥的特點(diǎn)是傳熱傳質(zhì)速率高。 沸騰干燥器有單層和多層兩種。單層的沸騰干燥器沸騰干燥器有單層和多層兩種。單層的沸騰干燥器 又分單室、多室和有干燥室冷卻室的兩段沸騰干燥又分單室、多室和

26、有干燥室冷卻室的兩段沸騰干燥 器，另外還有沸騰造粒干燥器。器，另外還有沸騰造粒干燥器。 一、單層臥式多室的沸騰干燥設(shè)備一、單層臥式多室的沸騰干燥設(shè)備 適用于顆粒狀物料的干燥。適用于顆粒狀物料的干燥。 單室干燥原理：干燥箱內(nèi)平放有一塊多孔金屬網(wǎng)板，下單室干燥原理：干燥箱內(nèi)平放有一塊多孔金屬網(wǎng)板，下 方有熱空氣通道，不斷送入熱空氣，在一定流速下使板方有熱空氣通道，不斷送入熱空氣，在一定流速下使板 上的物料處于沸騰狀態(tài)而干燥。上的物料處于沸騰狀態(tài)而干燥。 多室干燥原理和單室相似。不同的室由多個(gè)隔板分開(kāi)。多室干燥原理和單室相似。不同的室由多個(gè)隔板分開(kāi)。 操作注意事項(xiàng)：操作注意事項(xiàng)： 1 1、防止溝流現(xiàn)

27、象：、防止溝流現(xiàn)象：沸騰干燥出現(xiàn)溝流，致使空氣走短沸騰干燥出現(xiàn)溝流，致使空氣走短 路，使干燥過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。路，使干燥過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。 2 2、防止層析現(xiàn)象：、防止層析現(xiàn)象：在氣固系統(tǒng)中，往往因?yàn)楣腆w顆粒在氣固系統(tǒng)中，往往因?yàn)楣腆w顆粒 大小相差較大或密度不同，在操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生層析現(xiàn)大小相差較大或密度不同，在操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生層析現(xiàn) 象。象。 物 料 2 3 4 8 7 6 5 9 10 圖 13-20 臥式多室沸騰干燥器 空氣加熱器 2-料斗 3-風(fēng)道 4-風(fēng)口 5-成品出口 6-視鏡 7-干燥室 8-旋風(fēng)分離器 9-細(xì)粉回收器 10-離心通風(fēng)機(jī) 廢氣 二、沸騰造粒干燥設(shè)備二、沸騰造粒干燥設(shè)備 糖

28、液在蒸發(fā)器內(nèi)預(yù)先濃縮到糖液在蒸發(fā)器內(nèi)預(yù)先濃縮到70%70%左右的濃度，為了避左右的濃度，為了避 免糖液在管道中由于冷卻后凝固而造成堵塞，在進(jìn)入免糖液在管道中由于冷卻后凝固而造成堵塞，在進(jìn)入 噴嘴前經(jīng)過(guò)加熱槽，糖液保持在噴嘴前經(jīng)過(guò)加熱槽，糖液保持在6060左右，與壓縮空左右，與壓縮空 氣一起經(jīng)噴嘴噴入錐形沸騰床。噴嘴的位置一般多采氣一起經(jīng)噴嘴噴入錐形沸騰床。噴嘴的位置一般多采 用側(cè)噴，直徑較大的錐形沸騰床可用用側(cè)噴，直徑較大的錐形沸騰床可用3-63-6個(gè)噴嘴，同個(gè)噴嘴，同 時(shí)沿器壁周?chē)鷩娙耄瑖娮旖Y(jié)構(gòu)有二流式和三流式的。時(shí)沿器壁周?chē)鷩娙?，噴嘴結(jié)構(gòu)有二流式和三流式的。 中心管走壓縮空氣，內(nèi)環(huán)隙走糖液

29、，外管走壓縮空氣，中心管走壓縮空氣，內(nèi)環(huán)隙走糖液，外管走壓縮空氣， 內(nèi)管與外管間的環(huán)隙有螺旋線(xiàn)，即空氣導(dǎo)向裝置，壓內(nèi)管與外管間的環(huán)隙有螺旋線(xiàn)，即空氣導(dǎo)向裝置，壓 縮空氣從此處噴出，此種噴嘴霧化較好?？s空氣從此處噴出，此種噴嘴霧化較好。 2 3 5 6 7 8 4 910 圖13-21 葡萄糖濃縮液沸騰造粒干燥流程 1-抽風(fēng)機(jī) 2-旋風(fēng)分離器 3-收集器 4-分級(jí)篩 5-燈孔 6-干燥器 7-噴嘴 8-空氣加熱器 9-離心通風(fēng)機(jī) 10-過(guò)濾器 11-保溫槽 空氣 壓縮空氣 蒸汽 返料 2 2 5 6 7 1 5 3 4 4 4 9 圖13-22 沸騰造粒干燥塔構(gòu)造 測(cè)壓器 2-料液噴入口 3-人

30、孔 4-窺鏡 5-測(cè)溫口 6-出料口 7-燈孔 8-加料口 9-熱空氣入口 干燥塔的幾何形狀為倒圓錐形，錐角為干燥塔的幾何形狀為倒圓錐形，錐角為3030度，度， 由于是錐形沸騰床，沿床氣速有不斷起變化的由于是錐形沸騰床，沿床氣速有不斷起變化的 特點(diǎn)，致使不同大小的顆粒能在不同的截面上特點(diǎn)，致使不同大小的顆粒能在不同的截面上 達(dá)到均勻良好的沸騰和使顆粒在沸騰床中發(fā)生達(dá)到均勻良好的沸騰和使顆粒在沸騰床中發(fā)生 分級(jí)，使較大的顆粒先從下部排出，以免繼續(xù)分級(jí)，使較大的顆粒先從下部排出，以免繼續(xù) 長(zhǎng)大，而較細(xì)的顆粒在上面繼續(xù)長(zhǎng)大，小顆粒長(zhǎng)大，而較細(xì)的顆粒在上面繼續(xù)長(zhǎng)大，小顆粒 繼續(xù)留在床層內(nèi)以保持一定的粒

31、度分布。繼續(xù)留在床層內(nèi)以保持一定的粒度分布。 第四節(jié)第四節(jié) 真空干燥和真空冷凍干燥真空干燥和真空冷凍干燥 一一 、真空干燥、真空干燥 凡是不能經(jīng)受高溫，在空氣中易氧化、易燃、 易爆等危險(xiǎn)性物料，或在干燥過(guò)程中會(huì)揮發(fā) 有毒有害氣體以及在被除去的濕分蒸汽需要 回收等場(chǎng)合，可采用真空干燥。 （一）真空干燥器的類(lèi)型（一）真空干燥器的類(lèi)型 5 6 4 3 2 圖13-23 箱式真空干燥器 1-冷凝水出口 2-外殼 3-蓋 4-空心加熱板 5-真空接口 6-蒸汽進(jìn)口 1 1箱式真空干燥器箱式真空干燥器 盛有濕物料的托盤(pán)放盛有濕物料的托盤(pán)放 置在空心加熱板置在空心加熱板4 4上，上， 空心加熱板中通蒸汽空心

32、加熱板中通蒸汽 進(jìn)行間接加熱，蒸發(fā)進(jìn)行間接加熱，蒸發(fā) 的蒸汽由真空接口的蒸汽由真空接口5 5 排出，真空接口連接排出，真空接口連接 真空系統(tǒng)使箱內(nèi)保持真空系統(tǒng)使箱內(nèi)保持 一定的真空度。一定的真空度。 1 2 3 4 圖13-24 攪拌真空干燥器 1-蒸汽加熱夾套 2-攪拌器 3-排氣口 4-蓋 2 2攪拌真空干燥器攪拌真空干燥器 外殼帶有蒸汽加熱夾套，內(nèi)部裝有水平攪拌器。蒸發(fā)外殼帶有蒸汽加熱夾套，內(nèi)部裝有水平攪拌器。蒸發(fā) 蒸汽由接真空系統(tǒng)的排氣口排出。蒸汽由接真空系統(tǒng)的排氣口排出。 3滾筒真空干燥器 加熱器是一個(gè)臥式回轉(zhuǎn)空心筒1，滾筒內(nèi) 用蒸汽加熱，滾筒裝在密閉的外殼內(nèi)， 外殼下部設(shè)置斜槽，高

33、速旋轉(zhuǎn)的甩料滾 子4把溶液噴在滾筒壁上，形成一層薄薄 的料層，滾筒約轉(zhuǎn)3/4周后已經(jīng)干燥的成 品用刮刀9刮下，由螺旋出料器8送出。 滾筒干燥器適宜處理不能經(jīng)受長(zhǎng)期烘烤 的溶液狀物料。 3 2 4 5 6 7 8 1 9 圖13-25 滾筒真空干燥器 1-滾筒 2汽液分離器 3排氣口 4甩料滾子 5液膜控制器 6進(jìn)料口 7擋板 8螺旋出料器 9刮刀 二、真空冷凍干燥二、真空冷凍干燥 真空冷凍干燥就是把含有大量水分物質(zhì)，預(yù)真空冷凍干燥就是把含有大量水分物質(zhì)，預(yù) 先進(jìn)行降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的條件下先進(jìn)行降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的條件下 使水蒸汽直接升華出來(lái)，而物質(zhì)本身剩留在凍使水蒸汽直接升華

34、出來(lái)，而物質(zhì)本身剩留在凍 結(jié)時(shí)的冰架中，因此它干燥后體積不變，疏松結(jié)時(shí)的冰架中，因此它干燥后體積不變，疏松 多孔，在升華時(shí)要吸收熱量，引起產(chǎn)品本身溫多孔，在升華時(shí)要吸收熱量，引起產(chǎn)品本身溫 度的下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，度的下降而減慢升華速度，為了增加升華速度， 縮短干燥時(shí)間，必須要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)加熱?？s短干燥時(shí)間，必須要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)加熱。 整個(gè)干燥是在較低的溫度下進(jìn)行的。整個(gè)干燥是在較低的溫度下進(jìn)行的。 凍結(jié)物料 水蒸氣 泵冷卻系統(tǒng) 冷凝器 加 熱系 統(tǒng)冷 卻系 統(tǒng) 真空干燥器 預(yù)凍結(jié)裝置 圖13-27 冷卻干燥的過(guò)程 需要干燥的物料應(yīng)先經(jīng)凍結(jié)階段，使水分結(jié)成冰，需要干燥的物料

35、應(yīng)先經(jīng)凍結(jié)階段，使水分結(jié)成冰， 然后置于真空干燥箱中升華蒸發(fā)。然后置于真空干燥箱中升華蒸發(fā)。 （一）真空冷凍干燥過(guò)程設(shè)備 真空冷凍干燥過(guò)程分為真空冷凍干燥過(guò)程分為2 2個(gè)階段，第一階段，個(gè)階段，第一階段， 在低于溶點(diǎn)的溫度下，使物料中的固態(tài)水分在低于溶點(diǎn)的溫度下，使物料中的固態(tài)水分 直接升華，大約有直接升華，大約有98-99%98-99%的水分在這一階段的水分在這一階段 除去。第二階段中，將物料溫度逐漸升高甚除去。第二階段中，將物料溫度逐漸升高甚 至高于室溫，使水分汽化除去，此時(shí)水分可至高于室溫，使水分汽化除去，此時(shí)水分可 減少到減少到0.5%0.5%。 冷凍干燥系統(tǒng)主要由冷凍干燥系統(tǒng)主要由4

36、 4部分組成，即冷凍裝置、部分組成，即冷凍裝置、 真空裝置、水氣去除裝置和加熱部分（干燥真空裝置、水氣去除裝置和加熱部分（干燥 室）。室）。 預(yù)冷凍和干燥均在一個(gè)箱內(nèi)完成。待干燥的物料放入干預(yù)冷凍和干燥均在一個(gè)箱內(nèi)完成。待干燥的物料放入干 燥室內(nèi)，開(kāi)動(dòng)預(yù)冷用冷凍機(jī)燥室內(nèi)，開(kāi)動(dòng)預(yù)冷用冷凍機(jī)1010對(duì)物料進(jìn)行冷凍，隨之冷對(duì)物料進(jìn)行冷凍，隨之冷 凝器凝器2 2和真空裝置和真空裝置5 5、6 6、7 7，實(shí)現(xiàn)升華干燥操作。加熱器，實(shí)現(xiàn)升華干燥操作。加熱器 8 8以冷凝器內(nèi)化霜之用。第一階段升華干燥結(jié)束后，開(kāi)以冷凝器內(nèi)化霜之用。第一階段升華干燥結(jié)束后，開(kāi) 啟油加熱循環(huán)泵啟油加熱循環(huán)泵1111對(duì)干燥室加熱升溫，使之汽化排除剩對(duì)干燥室加熱升溫，使之汽化排除剩 余水分。這種冷凍干燥系統(tǒng)為間歇式操作，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)余水分。這種冷凍干燥系統(tǒng)為間歇式操作，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，投資少，但是效率不高，適用于單，投資少，但是效率不高，適用于50m250m2以下的設(shè)備。以下的設(shè)備。 另一種為連續(xù)式冷凍干燥