第二部分第五章干燥設(shè)備

第二部分第五章干燥設(shè)備第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一為什么要干燥？生物工業(yè)中，凡是固體產(chǎn)品都需要干燥過程。干燥是利用熱能除去固體物料中濕分的單元操作。生物工業(yè)中常用的干燥方法有對流干燥（固定床干燥、流化干燥、氣流干燥和噴霧干燥）、冷凍干燥、真空干燥和微波干燥等。第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一主要內(nèi)容干燥機(jī)理及生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)非絕熱干燥設(shè)備絕熱干燥設(shè)備（氣流干燥設(shè)備）冷凍干燥及其他干燥設(shè)備第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一一、干燥機(jī)理及生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)1、干燥機(jī)理物料中水分包括游離水分和結(jié)合水分；濕物料的干燥操作有2個基本過程同時進(jìn)行：1.熱量由氣體傳遞給濕物料，使其溫度升高；2.物料內(nèi)部的水分向表面擴(kuò)散，并在表面汽化被氣流帶走。第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一2、生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)特點(diǎn)1.快速高效，加熱溫度不宜過高；2.產(chǎn)品與干燥介質(zhì)的接觸時間不能太長；3.干燥產(chǎn)品應(yīng)保持一定的純度，在干燥過程中不得有雜質(zhì)混入。生物工業(yè)產(chǎn)品干燥通常采用噴霧干燥、氣流干燥、沸騰干燥和冷凍干燥。第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一3、干燥設(shè)備的選型原則選型原則產(chǎn)品的質(zhì)量要求（如乙肝疫苗）；產(chǎn)品的純度；物料的特性；產(chǎn)量及勞動條件；生物工業(yè)制品的干燥設(shè)備類型瞬時快速干燥設(shè)備：噴霧干燥設(shè)備、氣流干燥設(shè)備、沸騰干燥設(shè)備低溫干燥設(shè)備：真空干燥設(shè)備、冷凍干燥設(shè)備第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一設(shè)備類型干燥物料固定床干燥啤酒釀造用綠麥芽臥式沸騰干燥檸檬酸晶體、酵母、抗生素沸騰造粒干燥葡萄糖、味精、酶制劑氣流干燥味精、抗生素、葡萄糖旋風(fēng)式氣流干燥四環(huán)素類氣流式噴霧干燥蛋白酶、核酸、抗生素壓力式噴霧干燥酵母離心式噴霧干燥酶制劑、酵母噴霧干燥與振動流化干燥酶制劑滾筒干燥酵母、單細(xì)胞蛋白真空干燥青霉素鉀鹽、土霉素等冷凍干燥抗腫瘤抗生素、乙肝疫苗生物工業(yè)常用的干燥設(shè)備第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一二、非絕熱干燥設(shè)備1、單層高效麥芽干燥塔第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一2、單層水平式流化層麥芽干燥塔第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一

真空干燥設(shè)備一般由密閉干燥室、冷凝器和真空泵3部分組成。常用的真空干燥設(shè)備有真空箱式干燥器、帶式真空干燥器、耙式真空干燥器。生物工程中常用于維生素、熱敏性的產(chǎn)品等生產(chǎn)中。3、真空干燥設(shè)備第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一4、真空箱式干燥器第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一5、帶式真空干燥器第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一6、耙式真空干燥器第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一1、氣流干燥原理及特點(diǎn)

工作原理：利用熱空氣與粉狀或顆粒狀濕物料在流動過程中充分接觸，氣體與固體物料之間進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，從而使?jié)裎锪线_(dá)到干燥的目的。三、氣流干燥設(shè)備第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一1.干燥強(qiáng)度大；2.干燥時間短，對熱敏性物料可選較高溫介質(zhì)；3.可把干燥、粉碎、輸送、包裝等組成一道工序;4.設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，生產(chǎn)能力小，能連續(xù)操作，可實現(xiàn)自動化控制；5.適用性廣，可使用于各種粉粒狀、碎塊狀物料；6.對晶形磨損厲害；7.熱能利用率低。氣流干燥的特點(diǎn)：第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一目前使用的氣流干燥器形式：長管氣流干燥器、短管氣流干燥器和旋風(fēng)氣流干燥器等。應(yīng)用：生物工業(yè)中味精、檸檬酸、四環(huán)類抗生素等的干燥。2、氣流干燥設(shè)備第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一長管氣流干燥味精流程第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一脈沖式干燥管第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一旋風(fēng)式干燥器旋風(fēng)式氣流干燥管旋風(fēng)式干燥器流程圖第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一噴霧干燥原理：噴霧干燥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空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱質(zhì)交換，迅速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒內(nèi)獲得干燥。3、噴霧干燥設(shè)備第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一1.干燥速率快、時間短；

2.干燥溫度低；

3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品純度高。應(yīng)用特別適用于不能借結(jié)晶方法得到固體產(chǎn)品的生物制品生產(chǎn)中，如酵母、核苷酸和某些抗生素藥物的干燥。噴霧干燥特點(diǎn)第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一噴霧干燥設(shè)備分類噴霧干燥的關(guān)鍵是料液的霧化。噴霧器：壓力式噴霧器、氣流式噴霧器和離心式噴霧器。分類：壓力噴霧干燥塔、氣流噴霧干燥塔和離心噴霧干燥塔第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一

潔凈空氣加熱后進(jìn)入干燥塔，在塔內(nèi)熱風(fēng)中用二流體（或三流體）噴嘴將各種料液霧化成微小液滴，與熱風(fēng)進(jìn)行快速熱交換，蒸發(fā)掉液料的水份（或溶劑），并隨熱風(fēng)排出，得到粉狀產(chǎn)品。氣流噴霧干燥設(shè)備工作原理第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一1.適用于一般溶液的高、低溫干燥，特別對粘性、膏狀、稀漿狀物料的干燥效果更佳；2.噴霧設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，維修方便，運(yùn)行費(fèi)用低，適用于自動化流水作業(yè)；3.產(chǎn)品為粉狀、粒狀，可根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)粒；4.所得產(chǎn)品粉狀流動性好、顆粒產(chǎn)品真密度高，基本為球形顆粒。氣流噴霧干燥特點(diǎn)第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一氣流噴霧干燥流程1.液料槽2.液料泵3.壓縮空氣4.氣流噴嘴5.干燥塔6.旋風(fēng)分離器7.布袋除塵器8.加熱器第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一氣流噴霧干燥設(shè)備

氣流噴霧器：內(nèi)部混合式和外部混合式，常用的是內(nèi)部混合式。雙流式噴嘴三流式噴嘴溶液空氣空氣空氣溶液第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一氣流噴霧干燥設(shè)備第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一離心噴霧干燥設(shè)備工作原理

空氣經(jīng)過濾和加熱，進(jìn)入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進(jìn)入干燥室。料液經(jīng)塔體頂部的高速離心霧化器，（旋轉(zhuǎn)）噴霧成極細(xì)微的霧狀液珠，與熱空氣并流接觸，在極短的時間內(nèi)可干燥為成品。成品連續(xù)地由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器中輸出，廢氣由風(fēng)機(jī)排空。第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一離心噴霧干燥流程第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一離心噴霧干燥設(shè)備熱風(fēng)盤構(gòu)造第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一離心噴霧干燥設(shè)備1、空氣過濾器

2、加熱器

3、熱風(fēng)分配器

4、干燥室

5、過濾器

6、泵

7、噴頭

8、旋風(fēng)分離器

9、風(fēng)機(jī)

10、料液槽第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一

采用壓力式噴嘴借助高壓泵的壓力將溶液、懸浮液、乳濁液、膏糊狀物料霧化成細(xì)小液滴，然后與高溫?zé)峥諝膺M(jìn)行快速熱交換，在極短時間內(nèi)以簡單的工藝迅速連續(xù)干燥成細(xì)顆粒狀物料的設(shè)備。壓力式噴霧干燥設(shè)備工作原理第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一流化床干燥(沸騰干燥)原理及特點(diǎn)原理：利用流態(tài)化技術(shù)，即利用熱空氣流使置于篩板上的顆粒狀濕物料呈沸騰狀態(tài)的干燥過程。特點(diǎn):1.傳熱傳質(zhì)速率高；2.干燥溫度均勻，控制容易；3.結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)化、自動化生產(chǎn)。4、流化床干燥原理第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一流化床干燥流程第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一單層臥式多室流化床干燥器第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一沸騰造粒干燥器第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一沸騰造粒干燥器沸騰造粒干燥塔構(gòu)造特點(diǎn)

傳熱面積大、干燥均勻可連續(xù)進(jìn)行、設(shè)備體積小。影響產(chǎn)品顆粒大小的因素

1.停留時間

2.摩擦作用3.干燥溫度4.返料量和晶核大小第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一冷凍干燥原理及其特點(diǎn)原理：將濕物料（或溶液）在較低溫度下（-10～-50℃）凍結(jié)成固態(tài)，然后在高度真空下，將其中固態(tài)水分直接升華為氣態(tài)而除去的干燥過程。四、冷凍干燥設(shè)備第三十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期一特點(diǎn)：1.干燥溫度低，特別適合于高熱敏性物料的干燥；2.能保持原物料的外觀形狀；3.凍干制品具有多孔結(jié)構(gòu)，有理想的速溶性和快速復(fù)水性；4.冷凍干燥脫水徹底，質(zhì)量輕，產(chǎn)品保存