第十一章干燥設(shè)備

第十一章干燥設(shè)備第一節(jié)干燥概述一、干燥的概念和目的1.干燥：從無機(jī)材料原料或制品中除去水分的操作。2.目的：提高物料的穩(wěn)定性，便于貯存、運(yùn)輸、加工和使用。干燥是中藥的基礎(chǔ)，也是西藥單元操作中的重要部分。二、干燥類型：1.自然干燥2.人工干燥:機(jī)械干燥、熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、真空干燥、化學(xué)干燥、介質(zhì)接觸干燥、輻射干燥等三、為滿足生產(chǎn)需要，干燥器應(yīng)達(dá)到以下基本要求：1.必須滿足干燥產(chǎn)品的質(zhì)量要求；2.設(shè)備的生產(chǎn)能力要高，熱效率高，干燥速度快，時(shí)間短。3.干燥操作的環(huán)境良好，符合GMP對空氣潔凈度的要求。4.工藝科學(xué)，經(jīng)濟(jì)性好，輔助設(shè)備費(fèi)用低。5.操作方便，生產(chǎn)、維護(hù)容易。第一節(jié)干燥概述四、干燥的基本原理1.傳熱和傳質(zhì)過程在干燥過程中，濕物料與熱空氣接觸時(shí)，熱空氣將熱量傳遞至物料，這是一個(gè)傳熱過程；同時(shí)濕物料得到熱量后，物料內(nèi)部的水分不斷汽化，并向空氣中轉(zhuǎn)移，這是一個(gè)傳質(zhì)過程。2.傳熱和傳質(zhì)的推動力濕物料表面的水蒸氣分壓必須大于空氣中的水蒸氣分壓pw-p＞0，兩者壓差愈大，干燥過程進(jìn)行越快；若pw-p=0，空氣與物料中水蒸氣達(dá)到平衡，干燥停止；若pw-p＜0，物料不能干燥，反而吸潮。第一節(jié)干燥概述第二節(jié)廂式干燥器一、原理：

主要是以熱風(fēng)通過濕物料的表面，達(dá)到干燥的目的。二、廂式干燥器的共同特點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，裝卸容易，同一設(shè)備可適用于干燥多種物料；每批物料可以單獨(dú)處理，溫度便于控制。

2.缺點(diǎn)

物料得不到分散，干燥時(shí)間長；若物料量大，所需的設(shè)備容積也大；工人勞動強(qiáng)度大；熱利用率低；產(chǎn)品質(zhì)量不均勻。三、熱風(fēng)流動方式1.平行流：熱風(fēng)從物料表面通過，料層薄(20～50mm)，干燥強(qiáng)度小。2.穿流：熱風(fēng)從料層中通過，料層厚(45～65mm)，干燥強(qiáng)度大。四、廂式干燥器的分類及應(yīng)用

1.水平氣流廂式干燥器

適用于干燥后期易產(chǎn)生粉塵或泥狀物料、少量多品種的粒狀或粉狀濕物料。2.穿流氣流廂式干燥器相比較水平氣流廂式干燥器，它提高了傳熱效率。適用于小規(guī)模、多品種、要求干燥條件變動大及干燥時(shí)間長等場合的干燥操作。3.真空廂式干燥器其優(yōu)點(diǎn)是干燥的溫度低，速度快，時(shí)間短，干燥品疏松易于粉碎，質(zhì)量高。適用于熱敏性、易氧化的物料，以及生物制品的干燥。

試驗(yàn)的干燥裝置，特別適合作為實(shí)驗(yàn)室或中間試驗(yàn)的干燥裝置。第二節(jié)廂式干燥器第二節(jié)廂式干燥器廂式干燥器第二節(jié)廂式干燥器化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，常用的烘干箱，它就是一個(gè)箱式干燥器第二節(jié)廂式干燥器穿流氣流廂式干燥器平流氣流廂式干燥器第三節(jié)帶式干燥器一、帶式干燥器特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)：物料在其中翻動較少，可保持物料的形狀，可連續(xù)干燥多種物料。2.缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力及熱效率都低。3.適用范圍——適用于干燥顆粒狀、塊狀和纖維狀的物料如：脫水蔬菜、中藥飲片等。不適用于干燥易黏附及不允許破損的物料。二、干燥器分類及結(jié)構(gòu)圖（一）單級穿流帶式干燥機(jī)第三節(jié)帶式干燥器（二）多層帶式干燥機(jī)第三節(jié)帶式干燥器（三）多級穿流帶式干燥機(jī)第三節(jié)帶式干燥器第四節(jié)流化床干燥器一、原理

在流化床干燥器中，顆粒在熱氣流中上下翻動，彼此碰撞和混合，氣、固間進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，從而達(dá)到干燥目的。應(yīng)用范圍廣泛，特別適用處理濕性粉粒狀而不易結(jié)塊的物料。二、分類與基本結(jié)構(gòu)1.分類：按結(jié)構(gòu)形式分為單層型、多層型。立式和臥式。按附加裝置分有帶振動器和間接加熱器的．按作業(yè)方式分為連續(xù)式和間歇式。2.組成部分——物料輸送系統(tǒng)、熱空氣供給系統(tǒng)、干燥室、空氣分布板、旋風(fēng)分離器和卸料系統(tǒng)。第四節(jié)流化床干燥器

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三、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.體積傳熱系數(shù)大，傳熱良好，干燥速率大。2.流化床內(nèi)溫度均一并能自由調(diào)節(jié)，可以得到均勻的干燥產(chǎn)品。3.對難以干燥或干燥產(chǎn)品要求含濕量低的物料特別適用。4.由于傳熱系數(shù)大，干燥強(qiáng)度大，可以在小裝置中處理大量的物料。5.結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，維修方便。6.可在同一干燥器內(nèi)進(jìn)行連續(xù)或者間歇操作，物料處理量大。7.流化床干燥器密封性能好，不會有雜質(zhì)混入。缺點(diǎn)：

1.對物料含水量、形狀和粒度有一定限制。（粒度0.3-6mm，含水量2%-5%的粉料，10%-15%的濕顆粒）2.對易結(jié)塊和含水量高的物料易發(fā)生堵塞和黏壁現(xiàn)象。3.干燥過程易發(fā)生摩擦，使脆性物料產(chǎn)生過細(xì)粉等。第四節(jié)流化床干燥器第四節(jié)流化床干燥器四、臥室多室流化床干燥器五、振動流化床干燥機(jī)第四節(jié)流化床干燥器第四節(jié)流化床干燥器第四節(jié)流化床干燥器一、概念

噴霧干燥器是采用霧化器將料液分散成霧滴，在熱氣流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而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。通常用于處理流體物料——溶液、乳濁液、懸浮液、膏狀液等。第五節(jié)噴霧干燥器二、噴霧干燥的特點(diǎn)1.漿狀原料直接制成粉末產(chǎn)品，簡化了工序，節(jié)省了設(shè)備。2.適于處理熱敏性物,料物料微?；?，表面積增大，干燥迅速（幾秒到十幾秒），且產(chǎn)品溫度不超過熱風(fēng)的溫度（50～60℃）。3.制品的溶解性和流動性好霧滴與熱風(fēng)接觸，水分蒸發(fā)極快，可以形成球粒狀的粉體，制品有良好的流動性。4.容易改變操作條件，控制或調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)、改變原料的濃度、熱風(fēng)溫度等噴霧條件，可獲得不同水分和粒度的產(chǎn)品。5.可以滿足對產(chǎn)品的各種要求增加某些措施或運(yùn)用操作上的靈活性，能制成不同形狀（球形、粉末）且流動性強(qiáng)的產(chǎn)品。6.連續(xù)作業(yè)，處理量大。7.設(shè)備較龐大，投資費(fèi)用、動力和熱能消耗均較大。8.干燥物料易黏器壁。第五節(jié)噴霧干燥器第五節(jié)噴霧干燥器

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第五節(jié)噴霧干燥第五節(jié)噴霧干燥器噴霧干燥器系統(tǒng)組成三、霧化器的類型和性能

霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部件。(一）氣流式噴霧器霧化原理：利用高速氣流對液膜的摩擦分裂作用，把液體霧化。高速氣流可用壓縮空氣或蒸汽。(二)壓力霧化器(壓力式噴嘴)1.霧化原理：物料通過高壓泵，在70～200大氣壓下，從切線入口進(jìn)入旋渦室獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在噴嘴中央形成一股旋轉(zhuǎn)氣流，料液形成繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的環(huán)形液膜，液膜伸長變薄，最后分裂為小霧滴。有旋轉(zhuǎn)型和離心型。2.分類：

旋轉(zhuǎn)型：中空，無芯，料液切向?qū)搿?/p>

離心型：有芯，料液斜向或螺旋形導(dǎo)入。第五節(jié)噴霧干燥器第六節(jié)真空干燥器一、概念

在常壓下的各種加熱干燥方法，因物料受熱，其色、香、味和營養(yǎng)成分均受到一定損失。若在低壓條件下，可在較低溫度對物料進(jìn)行干燥，能降低品質(zhì)的損害。這種方法稱為真空干燥。二、真空干燥的特點(diǎn)1.物料在干燥過程中的溫度較低，避免過熱。同時(shí)水分容易蒸發(fā)，干燥時(shí)間短。2.能將物料干燥到很低的水分。3.可用較少的熱能，得到較高的干燥速率，熱量利用經(jīng)濟(jì)。4.適用性強(qiáng)，對不同性質(zhì)，不同狀態(tài)的物料，均能適應(yīng)。

適用于低溫干燥熱敏性物料，易氧化、易燃燒的物料，以及有機(jī)溶劑和有毒氣體的物料。5.與熱風(fēng)干燥相比，真空干燥的控制能達(dá)到較高的精確要求，因此設(shè)備投資和動力消耗較大，產(chǎn)量較低。第六節(jié)真空干燥器第六節(jié)真空干燥器第七節(jié)真空冷凍干燥器一、概念

真空冷凍干燥是將含有大量水分的物料預(yù)先凍結(jié)至冰點(diǎn)以下（通常-10℃—-40℃）成固體，然后在真空條件下加熱，使水蒸氣直接由固體中升華出來而被干燥的方法。因?yàn)槔蒙A而達(dá)到除去水分的目的，故稱為升華干燥。二、特點(diǎn)1.適合于熱敏性、易氧化物料及易揮發(fā)物料的干燥，防止物質(zhì)的變質(zhì)其損失。常常用于抗生素、生物制品等對溫度敏感藥品的干燥。2.干燥后的產(chǎn)品疏松、多孔、海綿狀而易于溶解，有利于生物制品、抗生素的崩解釋放，減少物質(zhì)的變質(zhì)或者揮發(fā)。3.設(shè)備投資保養(yǎng)費(fèi)用高、動力消耗大、干燥時(shí)間長、生產(chǎn)能力低。第七節(jié)真空冷凍干燥器三、冷凍干燥原理

（3）解吸干燥4.6mmHg壓強(qiáng)/Pa0.01溫度/℃OCAB液態(tài)固態(tài)氣態(tài)升華曲線汽化曲線水的三相圖abc四、真空冷凍干燥設(shè)備1.升華干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)

按系統(tǒng)分，由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。

按結(jié)構(gòu)分，由凍干箱、冷凝箱、真空泵組、制冷壓縮機(jī)組、加熱裝置、控制裝置等組成。第七節(jié)真空冷凍干燥器第七節(jié)真空冷凍干燥器圖真空冷凍干燥器裝置示意圖干燥器的選型步驟1.首先按濕物料的形態(tài)、物理特性和對產(chǎn)品形態(tài)、水分等要求，初選干燥器的類型。2.按投資能力和處理量的大小，確定設(shè)備規(guī)模，操作方法（連續(xù)作業(yè)或間歇作業(yè)），自動化程度。3.根據(jù)物料的干燥特性和對產(chǎn)品品質(zhì)的要求，確定采用常壓干燥或真空干燥。4.根據(jù)熱源條件和干燥方法，確定加熱裝置。5