11(09)第九章-干燥技術(shù)

第九章

干燥技術(shù)

干燥

干燥是將固體、半固體或濃縮夜中的水分或其它溶劑除去一部分，以獲得含水分較少的固體物質(zhì)的過(guò)程。干燥過(guò)程中，溶劑首先從物料的表面蒸發(fā)，隨后物料內(nèi)部的水分子擴(kuò)散到物料表面接著蒸發(fā)。因此，干燥速率與蒸發(fā)表面積成正比。增大蒸發(fā)面積，可以顯著提高蒸發(fā)速率。常用的干燥方法有：1、真空干燥2、冷凍干燥3、噴霧干燥4、氣流干燥5、吸附干燥

1、真空干燥真空干燥是在與真空系統(tǒng)相連接的密閉干燥器中，一邊抽真空一邊加熱，使溶液在較低的溫度條件下蒸發(fā)干燥的過(guò)程。在真空泵之前須要設(shè)置水蒸汽凝合收集器，以免汽化產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)入真空泵。樣品溶液真空干燥的溫度一般限制在60℃以下。1、真空干燥液氣真空泵2、冷凍干燥冷凍干燥是先將溶液降溫到冰點(diǎn)以下，使之凍結(jié)成固態(tài)，然后在低溫下抽真空，使冰干脆升華為氣體，而得到干燥的樣品。冷凍干燥得到的樣品質(zhì)量較高，結(jié)構(gòu)保持完整，活力損失少，但是成本較高。特殊適用于對(duì)熱特殊敏感而價(jià)值較高的物質(zhì)的干燥。2、冷凍干燥

液固氣真空泵低溫升華多數(shù)是以水做溶劑3、噴霧干燥噴霧干燥是通過(guò)噴霧裝置將溶液噴成直徑僅為幾十微米的霧滴，分散于熱氣流中，水分快速蒸發(fā)而得到粉末狀的干燥樣品。噴霧干燥由于溶液分散成為霧滴，直徑小，表面積大，水分快速蒸發(fā)，只需幾秒鐘就可以達(dá)到干燥。在干燥過(guò)程中，由于水分快速蒸發(fā)，吸取大量熱量，使霧滴及其四周的空氣溫度比氣流進(jìn)口處的溫度低，只要限制好氣流進(jìn)口溫度，就可以削減樣品在干燥過(guò)程中的變性失活。3、噴霧干燥

溶液霧滴溶劑揮發(fā)噴霧裝置熱吹風(fēng)得到干燥粉末。4、氣流干燥氣流干燥是在常壓條件下，利用熱氣流干脆與固體或半固體的物料接觸，使物料的水分蒸發(fā)而得到干燥制品的過(guò)程。氣流干燥設(shè)備簡(jiǎn)潔，操作便利，但是干燥時(shí)間較長(zhǎng)，有活性物質(zhì)活力損失較大。須要限制好氣流溫度、氣流速度和氣流流向，同時(shí)要常常翻動(dòng)物料，使之干燥勻整。5、吸附干燥吸附干燥是在密閉的容器中用各種干燥劑吸取物料中的水分，達(dá)到干燥的目的。常用的吸附劑有硅膠、無(wú)水氯化鈣、氧化鈣、無(wú)水硫酸鈣、五氧化二磷以及各種鋁硅酸鹽的結(jié)晶等。可以依據(jù)須要選擇運(yùn)用。干燥設(shè)備針對(duì)熱敏性物質(zhì)開(kāi)發(fā)的單元操作有：瞬時(shí)快速干燥：接觸時(shí)間短、氣流溫度高噴霧干燥：時(shí)間短、熱效低、可同時(shí)造粒氣流干燥：接觸時(shí)間較長(zhǎng)沸騰干燥：接觸時(shí)間最長(zhǎng)，熱效最高低溫干燥：適用于粘稠狀物料，活性保持最好微波干燥：時(shí)間短，效率高紅外干燥：溫度高，干燥速度快廂式干燥設(shè)備由一個(gè)或多個(gè)小格（室）組成；干燥媒介的流淌方式：自然對(duì)流、強(qiáng)制平行流淌、強(qiáng)制穿流流淌；運(yùn)用范圍：適用于粒狀、晶狀和片狀產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，但能耗大，熱效低，現(xiàn)已漸漸被淘汰。氣流干燥設(shè)備干燥介質(zhì)為熱干空氣運(yùn)用范圍：含非結(jié)合水的粉末或顆粒物料的干燥；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，傳熱系數(shù)大，干燥速度快噴霧干燥設(shè)備接受霧化器，將料液分散成細(xì)小霧滴，在噴霧干燥器內(nèi)干脆進(jìn)行干燥，并接受旋風(fēng)分別器對(duì)干燥后的物料進(jìn)行回收；優(yōu)點(diǎn)：傳熱表面積大，干燥時(shí)間短，適用于抗生素、酵母粉、酶制劑等熱敏性物質(zhì)的干燥；并可將蒸發(fā)、結(jié)晶、過(guò)濾、粉碎等過(guò)程集成于一次完成。缺點(diǎn)是熱效低、能耗大、設(shè)備體積過(guò)大流化床干燥設(shè)備在流化床中加入濕的顆粒狀物料，在流化床下部通入熱空氣，在確定流速下形成激烈的固體流態(tài)化狀態(tài)。因此，又稱(chēng)沸騰床，是一種有效的干燥裝置。運(yùn)用范圍：由于物料在干燥器中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不適宜干燥一些熱敏性物質(zhì)，運(yùn)用于干燥葡萄糖、味精、檸檬酸等穩(wěn)定物料的干燥。紅外干燥以電磁波輻射作為熱量來(lái)源，通常波長(zhǎng)在0.75~1000微米波段；熱量高，溫度變更幅度大，適用于淡薄的物料干燥微波干燥利用微波產(chǎn)生的電磁能，從內(nèi)部加熱濕物料；在溝通電磁場(chǎng)的作用下，偶極離子會(huì)產(chǎn)生與電場(chǎng)方向變更相適應(yīng)的振動(dòng)，從而摩擦產(chǎn)熱，使水分蒸發(fā)。冷凍干燥使被干燥的液體在極低