干燥設(shè)備知識(shí)概述

1、1、固體物料中的濕分：A:按照物料和水分子間的結(jié)合方式分類 ：將物料與水分的結(jié)合方式分為：化學(xué)結(jié)合水、物理化學(xué)結(jié)合水、機(jī)械結(jié)合水。 B:按照物料中所含水分去除難易分類 ：按照物料中所含水分去除難易將物料中的水分分為結(jié)合水和非結(jié)合水。 C：根據(jù)物料在一定的干燥條件下，其水分能否用干燥方法除去分類 ：將物料中的水分分為平衡水和自由水。 2、干燥的基本過(guò)程 ： 固體物料的干燥包括兩個(gè)基本過(guò)程，首先是對(duì)固體加熱以使?jié)穹制膫鳠徇^(guò)程，然后是汽化后的濕分蒸汽由于其蒸汽分壓較大而擴(kuò)散進(jìn)入氣相的傳質(zhì)過(guò)程，因此，干燥過(guò)程的特點(diǎn)是傳熱和傳質(zhì)過(guò)程同時(shí)并存，兩者相互影響而又相互制約 。 （1）干燥速率 物料的性質(zhì)、

2、結(jié)構(gòu)和形狀 ：不僅影響干燥面積也影響干燥速率。 干燥介質(zhì)的溫度和濕度 ： 干燥操作條件 ： 干燥器的結(jié)構(gòu)型式： （2）、干燥曲線和干燥速度曲線 ：干燥曲線和干燥速度曲線是通過(guò)干燥實(shí)驗(yàn)求得的。 干燥過(guò)程中物料的濕含量隨干燥時(shí)間的變化情況： 干燥過(guò)程中物料的溫度隨干燥時(shí)間的變化情況： 一般情況下，干燥速率曲線是隨濕物料與水分結(jié)合情況的不同而不同的。 但對(duì)于任何一種干燥速率曲線，下列的特征是共同的： 均有一段干燥速率R常數(shù)的BC段，BC段由于干燥速率恒定，故稱之為恒速干燥階段； 均有一段干燥速率隨干燥時(shí)間增長(zhǎng)，而不斷減小的CD段，由于CD段干燥速率下降故稱之為降速干燥階段； 在恒速干燥段結(jié)束，降速干

3、燥段開(kāi)始處，曲線均有一明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn) C，此點(diǎn)處物料的濕含量稱之為臨界濕含量w0，w0是物料干燥過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)。 （3）干燥過(guò)程分析 ：恒速干燥段 ：在物料表面水分汽化過(guò)程中，若濕物料內(nèi)部水分向表面的擴(kuò)散速率等于或大于水分的表面汽化速率，則 物料表面總將維持濕潤(rùn)狀態(tài)，物料的干燥速率也將停留在恒速干燥階段。 降速干燥階段 ：由于水汽傳質(zhì)速率降低，干燥速率也隨之下降；另外，對(duì)于具有的顆粒狀或纖維狀物料，由于干燥表面積的減小而使干燥速率下降，從而進(jìn)入降速干燥階段。 （4）干燥的副作用 ：物料的收縮 ：要注意干燥過(guò)程因物料收縮造成的物料體積縮小、形狀變化和表面裂紋。 化學(xué)變化 ：結(jié)晶無(wú)機(jī)物在強(qiáng)烈干燥

4、時(shí)是會(huì)失去它們的結(jié)晶水，任何熱敏性有機(jī)物在熱空氣中干燥時(shí)，容易發(fā)生某些氧化和熱分解。 生化變化 ：干燥過(guò)程中，由于物料溫度的升高和結(jié)合水分的失去，所有具有生理活性和生化特性的物料都會(huì)發(fā)生不同程度的不可逆變化。 （一）、干燥器 （二）、干燥工藝 ： 干燥操作分為單批間歇操作和連續(xù)操作。 決定干燥工藝需要了解的被干燥物料的理化性質(zhì)主要有以下幾方面：（1）物料的化學(xué)性質(zhì)，如組成、熱敏性（軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)或分解點(diǎn)），物料的毒性，可燃性，氧化性和酸堿性（度）、摩擦帶電性、吸水性等。 （2）物料的熱物料性質(zhì)，如物料含水率、假比重、真比重、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)及粒度和粒度分布。 （3）其它性質(zhì)。2、干燥器的選型 ：

5、干燥器的選型是確定干燥工藝的一個(gè)重要步驟。干燥器選型是否恰當(dāng)合理，是所確定的干燥工藝是否成功的關(guān)鍵。干燥器選型所要考慮的因素與決定干燥工藝基本相同。 將溶液、乳濁液、懸濁液或漿料在熱風(fēng)中噴霧成細(xì)小的液滴，在它下落過(guò)程中，水分被蒸發(fā)而成為粉末狀或顆粒狀的產(chǎn)品，稱為噴霧干燥。 噴霧干燥的特點(diǎn) ：（1）料液經(jīng)噴霧后，表面積極大，干燥速度十分迅速。 （2）干燥過(guò)程中液滴的溫度不高，產(chǎn)品質(zhì)量較好 。（3）產(chǎn)品具有良好的分散性、流動(dòng)性和溶解性 。（4）生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作控制方便 ；適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn) 。 噴霧干燥的主要缺點(diǎn)有 ：當(dāng)熱風(fēng)溫度低于150時(shí)，干燥塔的體積比較龐大；另外，廢氣中回收微粒的分離裝

6、置要求較高。 將需要干燥的產(chǎn)品首先進(jìn)行預(yù)凍，然后在真空狀態(tài)下進(jìn)行升華，使水分直接由冰變成汽而獲得干燥的過(guò)程，稱之為冷凍干燥。 在整個(gè)升華階段，產(chǎn)品必須保持在凍結(jié)狀態(tài)， 因此，冷凍干燥操作時(shí)應(yīng)注意：（1）要掌握合適的預(yù)凍溫度：如果預(yù)凍溫度不夠低，則產(chǎn)品可能沒(méi)有完全凍結(jié)實(shí)，在抽空升華的時(shí)候，會(huì)膨脹起泡；如果預(yù)凍的溫度太低，這不僅增加不必要的能量消耗，而且對(duì)于某些產(chǎn)品會(huì)減低凍干后的成活率。 （2）要掌握合適的加熱溫度：如果不對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加熱或加熱不夠，引起升華速率的降低，整個(gè)干燥的時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)；如果對(duì)產(chǎn)品的加熱過(guò)多，使產(chǎn)品可能出現(xiàn)局部熔化甚至全部熔化，整個(gè)干燥就會(huì)失敗。 冷凍干燥器 ： 冷凍干燥器的形

7、式按處理的物料不同而分類為：醫(yī)藥品用冷凍干燥器和食品用冷凍干燥器。 （1）醫(yī)藥品用冷凍干燥器 ：直接接觸傳熱冷凍物料，進(jìn)行干燥操作。 （2）食品用冷凍干燥器 ：加熱的方法幾乎全部采用輻射加熱。 干燥的應(yīng)用及節(jié)能 ：1、干燥過(guò)程的節(jié)能 ：（1）應(yīng)用高效能的干燥裝置，以提高溫物料的干燥速率和節(jié)能效果，從而使整個(gè)生產(chǎn)工藝都得到了很大的改進(jìn)。 （2）擴(kuò)大干燥介質(zhì)的種類 ：（3）應(yīng)用干燥基礎(chǔ)理論，如濕分在物體內(nèi)部遷移機(jī)理，以改進(jìn)有關(guān)干燥過(guò)程。 （4）在于燥前盡量降低物料的濕含量 （5）降低干燥過(guò)程中廢氣帶走的熱量（6）在保證干燥物料質(zhì)量的前提下，盡量采用高溫干燥。（7）其它的措施 2、干燥技術(shù)的應(yīng)用 ：

8、（1）高效閃蒸干燥機(jī)： 高效閃蒸干燥機(jī)是為了克服靜態(tài)干燥低效、高耗而開(kāi)發(fā)的新型流態(tài)化干燥設(shè)備，結(jié)合了氣流干燥和普通流態(tài)化干燥的特點(diǎn)。 加熱空氣經(jīng)風(fēng)道由主機(jī)底部進(jìn)風(fēng)口切向進(jìn)入，在塔內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的氣流；物料由加料器均勻地加入主塔，易分散物料在氣流的強(qiáng)烈沖擊下迅速分散，同時(shí)與熱氣流進(jìn)行熱交換而完成干燥任務(wù)；不易分散的物料在重力作用下自由下落，被主塔底部的多層刀片粉碎并微?；钡叫D(zhuǎn)氣流能夠帶動(dòng)物料上升。（2）高速離心噴霧干燥機(jī)： 溶液、懸濁液、乳濁液等液態(tài)物料經(jīng)高速離心盤霧化后，形成微細(xì)的液滴，微細(xì)液滴迅速與熱空氣進(jìn)行熱交換，水或溶劑遇熱空氣迅速蒸發(fā)；干燥后的物料一部分在重力作用下由塔底排出，另

9、一部分在風(fēng)力作用下由旋風(fēng)分離器收集。對(duì)于超細(xì)粉，必須輔以高壓脈沖布袋收集。 在干燥塔頂部，設(shè)置熱風(fēng)分配器，一方面控制熱風(fēng)的流向，另一方面使進(jìn)入塔內(nèi)的熱風(fēng)分布均勻。特點(diǎn)：（1）料液霧化后，熱接觸面積高倍增加，實(shí)現(xiàn)瞬間干燥。（2）成品粒度均勻，流動(dòng)性好。（3）干燥系統(tǒng)相對(duì)封閉，成品純度高，無(wú)污染。（4）成品水分較難控制，一般在3%以上，如繼續(xù)降低， 需二次干燥。（3）壓力噴霧干燥機(jī)： 液態(tài)物料經(jīng)高壓泵輸送至高壓噴嘴，在噴嘴的作用下，分散成旋轉(zhuǎn)狀的空心小液滴，液滴與熱空氣接觸并迅速進(jìn)行熱交換，水分快速蒸發(fā)，空心液滴在失去水分后變成空心球狀固體，在重力作用下，大部分物料落在干燥塔底部，少量未成球的細(xì)粉

10、由旋風(fēng)分離器收集。特點(diǎn)：（1）料液經(jīng)過(guò)高壓干燥，比表面積大大增加，干燥速度快。（2）可干燥，可造粒，亦可干燥造粒同時(shí)進(jìn)行。（3）成品為空心球狀，流動(dòng)性好，溶解性好。（4）噴霧形式可采用上噴式，料液和熱空氣逆流換熱，也 可采用下噴式，并流換熱。（4）氣流干燥機(jī)： 濕物料經(jīng)加料器進(jìn)入氣流管道后，在加熱后的高速氣流作用下逐漸分散并隨氣流一起運(yùn)動(dòng)，由于氣相的速度大于固相速度，在進(jìn)行熱交換過(guò)程中，從固體中揮發(fā)出來(lái)的汽體先于固體離開(kāi)干燥系統(tǒng)。固體物料在達(dá)到干燥要求后由旋風(fēng)分離器收集。特點(diǎn)：（1）氣流沿管道流動(dòng)，風(fēng)速快，干燥速度快，產(chǎn)量大。（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械傳動(dòng)部件少，投資少，維修 費(fèi)用低。（3）物料

11、在管道停留時(shí)間短，成品終水分難以控制。（4）設(shè)備阻力大，能耗偏高。（5）直線振動(dòng)流化床： 該設(shè)備適用于顆粒粗大或顆粒不規(guī)則而導(dǎo)致流動(dòng)性差的產(chǎn)品，或因?yàn)橐苊饽Σ炼罅鲃?dòng)速度較慢的產(chǎn)品。 振動(dòng)流化床的床板上均勻分布許多斜孔，物料經(jīng)一端的加料口進(jìn)入流化床內(nèi)部，在床板的振動(dòng)和熱風(fēng)的共同作用下，物料在床層上不斷地跳躍并逐漸向出料口移動(dòng)，在此過(guò)程中完成干燥任務(wù)；為了使物料及時(shí)包裝，可在流化床的后段輸送冷風(fēng)對(duì)物料進(jìn)行冷卻。 特點(diǎn)：（1）物料受熱均勻，熱交換充分，干燥效率高。（2）床層采用機(jī)械振動(dòng)形式，不易堵料。（3）物料振幅較小，不致于破壞物料形狀。（4）機(jī)械傳動(dòng)件少，維修費(fèi)用低。（6）沸騰干燥機(jī)： 沸

12、騰干燥機(jī)又稱流化床，是廣泛適用于小顆粒狀物料的流態(tài)化設(shè)備。熱風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)送入流化床底部經(jīng)分風(fēng)板均勻輸送至沸騰室，使物料在床層上形成沸騰層，物料沸騰后，與熱空氣充分接觸并產(chǎn)生熱交換而完成干燥過(guò)程。干物料大部分由出料口排出，少量細(xì)粉由沸騰主機(jī)頂部排風(fēng)口隨風(fēng)進(jìn)入旋風(fēng)分離器收集，必要時(shí)在旋風(fēng)分離器后輔以布袋除塵器，以使收率達(dá)到最高。（7）網(wǎng)帶式干燥機(jī)： 物料由加料器均勻地鋪在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶由傳動(dòng)裝置拖動(dòng)在干燥機(jī)內(nèi)移動(dòng)。干燥段由若干單元組成，每一單元熱風(fēng)獨(dú)立循環(huán)，其中部分尾氣由專門排濕風(fēng)機(jī)排出，每一單元排出廢氣量均有調(diào)節(jié)閥控制。在上循環(huán)單元中，循環(huán)風(fēng)機(jī)出的風(fēng)由側(cè)面風(fēng)道進(jìn)入單元下腔，氣流向上通過(guò)換熱器加熱，并經(jīng)分配器分配后，成噴射流吹向網(wǎng)帶，穿過(guò)物料后進(jìn)入上腔，干燥過(guò)程是熱氣流穿過(guò)物料層，完成熱量傳遞的過(guò)程。上腔由風(fēng)管和風(fēng)機(jī)入口相連，大部分氣體循環(huán)，一部分溫度較低含濕量較大的氣體作為廢氣，經(jīng)排濕管、調(diào)節(jié)閥、排濕風(fēng)機(jī)排出。下循環(huán)單元中，循環(huán)風(fēng)機(jī)出來(lái)的風(fēng)先進(jìn)入上腔，向下經(jīng)換熱器加熱，穿過(guò)物料層進(jìn)入下腔，下腔由側(cè)面風(fēng)道及回風(fēng)管與風(fēng)機(jī)入口相連，大部分氣體循環(huán)，一部分排出。（8）雙錐回轉(zhuǎn)真