第十三章干燥ppt课件

第十三章 干燥 内容简介 n 干燥概论 n 干燥加热方式 n 干燥对象 n 干燥流程 n 干燥设备及相关技术 第一节 干燥概论 1.1干燥的意义干燥的意义 n 延长贮藏期延长贮藏期 - 经干燥的样品，其水分活性经干燥的样品，其水分活性 较低，有利于在室温条件下长期保藏，以延较低，有利于在室温条件下长期保藏，以延 长食品的市场供给，平衡产销高峰长食品的市场供给，平衡产销高峰 ; （水是良（水是良 好的反应溶剂和反应分子，过多水分容易引好的反应溶剂和反应分子，过多水分容易引 起生物样品降解、变性和微生物滋生）起生物样品降解、变性和微生物滋生） 。 n 用于某些样品加工过程以改善加工品质用于某些样品加工过程以改善加工品质 - 便于后加工。便于后加工。 n 便于商品流通便于商品流通 - 干制样品重量减轻、容积干制样品重量减轻、容积 缩小，可以显著地节省包装、储藏和运输费缩小，可以显著地节省包装、储藏和运输费 用，并且便于携带和储运。用，并且便于携带和储运。 1.2 干燥的策略 宏观的产品干燥涉及到很多方面： （ 1）在提取分离纯化的过程中提高临界相对湿 度，防止吸湿 n 产品中杂质如有组分暴露较多氢键，易吸收 水分。 n 故除去提取物中的蛋白质、多糖、淀粉、黏 液质、无机盐等吸湿性强的无效成分，可以 减小制剂吸湿程度。 n 纯化技术如水提醇沉法或醇提水沉法、高速 离心法、膜过滤法、大孔树脂吸附法、絮凝 沉淀法等方法均因可减少无效成分、降低出 膏量，起到防潮作用。 （ 2）选择适当辅料，减少吸湿量，防止产品吸湿 n 对于容易吸湿的产品原料，应选择不易吸水的辅 料，减少产品的总吸湿量，降低吸湿程度。 n 如微晶纤维素、微粉硅胶、可溶性淀粉、甘露醇 、乳糖、微粉纤维素、液状石蜡、甲基纤维寨、 高岭土、硅酸化微晶纤维素等均可调节产品的吸 湿性。 n 而硫酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙等钙 盐本身具有强吸湿能力，而且在强吸收水分后形 成不容易扩散的结晶水，常被用作固体制剂的辅 料。 （ 3）改进干燥技术 肽类产品难以干燥，以及干燥后的粉 料软化点低和吸湿性强的特点，对此可 以采用减压干燥、冷冻干燥、喷雾干燥 等方法提高浸膏的干燥效率。但由以往 干燥效果来看，喷雾干燥干燥效率较高 （ 4）采用防潮包装减慢吸湿速度，防止 产品吸湿 n 选择包装材料要注意其厚薄及透湿、 透气性的差异。 n 不同材料制成的复合膜对药品的稳定性 影响差异很大：铝箔复合膜显著优于镀 铝塑料复合膜，镀铝塑料复合膜又优于 塑料薄膜 （ 5）在贮存过程中减慢吸湿速度，防止制剂吸 湿 n 制剂在贮存过程中，常常采用干燥剂来从大 气中吸收潮气。 n 目前，医药保健品中主要有 3种典型干燥剂产 品：硅胶干燥剂、黏土干燥剂和分子筛干燥 剂。 n 干燥剂可以在小环境中使用，直接放在瓶、 罐或其它密闭的小袋中，使小环境中的中药 制剂保持干燥；在中环境中使用，直接放在 包装的纸箱 (或包装桶、袋 )中使用，以避免 包装中的中药制剂受潮；在大环境中使用， 直接放在类似仓库、集装箱中使用，以达到 控制大环境湿度的目的。 1.2干燥的分类 1、按操作压力分： 常压干燥和真空干燥 2、按操作方式分： 连续式干燥和间歇式干燥 3、按给湿物料提供热能的方式分： 传导干燥 ：将热能以传导的方式通过金属壁面传给湿物料。 特点：热能利用率高。 对流干燥 ：将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物 料。特点：热能利用率比传导干燥低。 辐射干燥（光波） ：热能以电磁波的形式由辐射器发射，射 至湿物料表面被其吸收再转变为热能。 介电加热干燥（微波） ：将需要干燥的物料置于高频电场的 交变作用使物料加热而达到干燥。 第二节 干燥加热方式 根据传热机理的不同， 热传导 热的传递： 对流传热 辐射传热 但根据具体情况，热量传递可以以其中 一种方式进行，也可以以二种或三种方 式同时进行。在无外功输入时，净的热 流方向总是由高温处向低温处流动 2.1热传导 热传导（导热） 物体各部分之间不发生相对位移，仅借分 子、原子和自由电子等微观粒子的热运动 而引起的热量传递称为热传导。 特点： 没有物质的宏观位移 n 气体热传导是气体分子作不规则热运动时 相互碰撞的结果。 n 液体热传导的机理与气体类似，但是由 于液体分子间距较小，分子力场对分子碰 撞过程中的能量交换影响很大，故变得更 加复杂些。 n 固体以两种方式传导热能，即自由电子的 迁移和晶格振动。 导电体自由电子的迁移 非导电体晶格振动 傅立叶定律是热传导的基本定律，它指出：单位时间内传导的 热量与温度梯度及垂直于热流方向的截面积成正比，即 导热系数表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，其值与物质的组成、结构、密 度、温度及压强有关。 式中 Q 单位时间传导的热量，简称传热速率， w A 导热面积，即垂直于热流方向的表面积， m2 导热系数 (thermal conductivity)， w/m.k。式中的负号指热流方向和温度梯度方向相反 。 傅立叶定律 式中 t=t1-t2为导热的推动力 (driving force)， 而 R=b/A则 为导热的热阻 (thermal resistance)。 根据傅立叶定律（平层） 分离积分变量后积分，积分边界条件：当 x=0时， t= t1； x=b时， t= t2， 2.2 对流传热 对流传热 对流传热是由流体内部各部分质点发生宏观运动而引 起的热量传递过程。 见到的对流传热有热能由流体传到固体壁面或由固 体壁面传入周围流体两种 强制对流：将外力（泵或搅拌器）施加于流 体上，从而促使流体微团发生运动 对流传热 自然对流：由于流体内部存在温度差，形成 流体的密度差，从而使流体微团在固体 壁面与其附近流体之间产生上下方向的循环 流动。 传热过程 高温流体 湍流主体 壁面两侧 层流底层 湍流主体 低温流体q湍流主体 对流传热 温度分布均匀 p层流底层 导热 温度梯度大 p壁面 导热 (导热系数较 流体大 ) 有温度梯度 不同区域的 传热特性： 传热边界层 （ thermal boundary layer） ： 温度边界层 。有温度梯度较大的区域。 传热的热阻即主要几种在此 层中 。 温度 距离 T Tw tw t 热流体 冷流体 传热壁面 湍流主体 湍流主体传热壁面 层流 底层 层流 底层 传热方向 对流传热示意图 式中 Q 对流传热速率， W ； A 传热面积， m2 t 对流传热温度差， t= T-TW 或 t= t-tW ， ； T 热流体平均温度， ； TW 与热流体接触的壁面温度， ； t 冷流体的平均温度， ； tW 与冷流体接触的壁面温度， ； a 对流传热系数 (heat transfer confficient)， W/m 2K（ 或 W/m 2 ）。 上式称为牛顿冷却定律。 简化处理：认为流体的全部温度差集中在厚度为 t的有效膜 内，但有效膜的厚度 t又难以测定，所以以 代替 /t 而用下式 描述对流传热的基本关系 Q= A（ T-Tw） 对流传热速率 (1) 流体的状态： 液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变。有相 变时对流传热系数比无相变化时大的多； ( 2 ) 流体的物理性质： 影响较大的物性如密度 、 比热 cp、 导热系数 、 粘度 等； ( 3 ) 流体的运动状况： 层流、过渡流或湍流； ( 4 ) 流体对流的状况： 自然对流，强制对流； (5)传热表面的形状、位置及大小： 如管、板、管束、管径、管 长、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。 影响对流传热系数的主要因素 2.3 辐射传热 辐射传热 因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐 射。 辐射传热的特征： n 热辐射与热传导和对流传热的最大区别就在于它 可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。 n 不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量形式的 转换，即在高温处，热能转化为辐射能，以电磁 波的形式向空间发送，当遇到另一个能吸收辐射 能的物体时，即被其部分或全部地吸收而转化为 热能。辐射传热即是物体间相互辐射和吸收能量 的总结果。 n 应予说明的是，任何物体只要在绝对零度以上， 都能发射辐射能，但仅当物体间的温度差较大时 ，辐射传热才能成为主要的传热方式。 辐射传热的基本概念及基本定律 基本概念 辐射传热又称为热辐射，是指由本身温度 引起的能量辐射，在一定波长范围内 (0.4 40m 之间 ,主要是可见光和红外光 )， 表现为热能。 特点： a 传播方式以电磁波的形式，不需要任何介 质进行传递。 b热辐射与光辐射的本质完全相同，区别是 ：波长不同。热辐射的波长范围：理论上 ： 0 。热辐射和可见光一样，具有反 射、折射和吸收的特性，服从光的反射和 折射定律，能在均一介质中作直线传播 . 2.4 介电加热 辐射加热 VS 微波加热（介电） n 微波主要是高频电磁波，一碰到金属就发生反射。 在电磁场中，极性分子（如水）的正、负电荷的中 心不重合，在外电场的作用下，使原来在外电场的 作用下 使分子中的正负电荷中心沿电场方向只产生 位移极化）如果外电场是交变的，那末有极分子 的转向也要随电场的变化而不断改变方向。 在这个 过程中，由于分子间的相互碰撞，将使电能转化为 分子的动能，然后再转化为热能，使物体的温度升 高。此机理也称为 “分子搅拌 ”，相对于机械搅拌， 搅拌均匀，但微波放热均匀只针对它通过的 35cm厚 度。 n 辐射加热（主要是利用热物体中分子热运动中电子 能量跃迁产生的以光子形式产生的电磁波，主要为 红外光），以 共振方式 使通过介质分子的 分子键键 角和伸缩长度发生变化（频率相同的振动） ，而改 变分子动能和势能 ， 产生热现象。紫外也有类似加 热效应，但其生物效应主要促进光化学反应。 頻率增加 無線電波 微波 可見光 X射線 紅外輻射 紫外 輻射 伽瑪射線 第三节 干燥对象 （ 1）化学结合水 水分与物料的离子型结合和结晶型分子结合 （结晶水），结晶水的脱除必将引起晶体的 崩溃； （ 2）物化结合水 包括吸附、渗透和结构水分，其中吸附水分结 合力最强； （ 3）机械结合水 毛细管水、湿润水分、孔隙水份 其中，结合水（包括细胞含水、纤维束含水以 及毛细管水）较难以除去； 而如下结合水（物料表面的湿润水分和孔隙水 份）较容易除去 （ 1）平衡水分 当一种物料与一定温度及湿度的空气接触时，物料 势必会放出或吸收一定量的水分，物料的含水量会 趋于一定值。此时，物料的含水量称为该空气状态 下的平衡水分。 平衡水分代表物料在一定空气状态下的干燥极限， 即用热空气干燥法，平衡水分是不能去除的 （ 2）自由水分 在干燥过程中能够除去的水分，是物料中超出平衡 水分的部分 平衡水分和自由水分 第四节 干燥过程 干燥曲线干燥曲线 n 在一恒定的干燥条件下（保持干燥介质在一恒定的干燥条件下（保持干燥介质 的温度、湿度、流动速度不变、干燥介的温度、湿度、流动速度不变、干燥介 质大大过量），进行物料的干燥实验，质大大过量），进行物料的干燥实验， 将所的数据作图，以干燥时间为横坐标将所的数据作图，以干燥时间为横坐标 ，物料湿含量和物料温度为纵坐标，可，物料湿含量和物料温度为纵坐标，可 得干燥曲线。得干燥曲线。 干燥曲线 干燥速率曲线 n 单位时间内，单位干燥面积蒸发的水分质量单位时间内，单位干燥面积蒸发的水分质量 干燥速率， Kg/h.m2 G 绝干物料量， Kg A 干燥面积， m2 dx/d 干燥曲线斜率 干燥速率曲线 恒速干燥阶段 n 湿物料表面为非结合水所湿润，湿物料表面为非结合水所湿润， 物料表面温度物料表面温度 是该空气状态下的湿球温度；是该空气状态下的湿球温度； n 此时，此时， 传热推动力（温度差）以及传质推动力传热推动力（温度差）以及传质推动力 （饱和蒸汽压差）是一个定值；（饱和蒸汽压差）是一个定值； n 因此，干燥速率也是一个定值；因此，干燥速率也是一个定值； n 实际上，该阶段的干燥速率决定于物料表面水实际上，该阶段的干燥速率决定于物料表面水 分汽化的速率、决定于水蒸气通过干燥表面扩分汽化的速率、决定于水蒸气通过干燥表面扩 散到气相主体的速率。因此，又称为表面汽化散到气相主体的速率。因此，又称为表面汽化 控制阶段。控制阶段。 n 此时的干燥速率此时的干燥速率 几乎等于纯水的汽化速度，和几乎等于纯水的汽化速度，和 物料湿含量、物料类别无关；物料湿含量、物料类别无关； n 影响因子主要有：空气流速、空气湿度、空气影响因子主要有：空气流速、空气湿度、空气 温度等外部条件。温度等外部条件。 降速干燥阶段 n 物料湿含量降至临界点以后，便进入降速干燥物料湿含量降至临界点以后，便进入降速干燥 阶段。阶段。 n 在降速干燥阶段，非结合水以及被蒸发，继续在降速干燥阶段，非结合水以及被蒸发，继续 进行干燥，只能蒸发结合水。进行干燥，只能蒸发结合水。 n 结合水的蒸气压恒低于同温下纯水的饱和蒸汽结合水的蒸气压恒低于同温下纯水的饱和蒸汽 压压 ，传质、传热推动力逐渐减小，干燥速率随，传质、传热推动力逐渐减小，干燥速率随 之降低；之降低； n 干燥空气的剩余能量被用于加热物料表面，物干燥空气的剩余能量被用于加热物料表面，物 料表面温度逐渐升高，局部干燥。料表面温度逐渐升高，局部干燥。 n 在这一阶段，在这一阶段， 干燥速率取决于水分和蒸汽在物干燥速率取决于水分和蒸汽在物 料内部的扩散速度料内部的扩散速度 。因此，亦称为内部扩散控。因此，亦称为内部扩散控 制阶段，与外部条件关系不大。制阶段，与外部条件关系不大。 n 主要影响因素为物料结构、形状和大小主要影响因素为物料结构、形状和大小 干燥过程的基本计算 n 水份蒸发量水份蒸发量 n 湿基含水量（湿基含水量（ ）：）： n 干基含水量（干基含水量（ ）：）： n 水份蒸发量的计算水份蒸发量的计算 W 水份蒸发量， Kg/h G1 进入干燥设备的湿物料量， Kg/h G2 离开干燥器的产品质量， Kg/h W1 湿物料的含水量，（湿基） % W2 干燥后产品含水量，（湿基） % n 干燥空气用量干燥空气用量 L 绝对干燥空气质量流量， kg/h X1 进入干燥器的空气湿度， kg/kg X2 出干燥器的空气湿度， kg/kg质量衡算 q 蒸发 1kg水所需热量， kJ/kg 水 Q 干燥所需总热量， kJ/h 热量衡算 第五节 干燥设备及相关技术 按干燥加热方式分： n 对流 固定床 移动床 疏松床 流化床 喷雾干燥器 n 传导 蒸汽 微粒 n 辐射 红外 微波 太阳能 也有非加热方式，如减压 来促进水分分离的方式的 - 冷冻干燥 n 要使水分从物料转移到气相，物料必须受热， 水分吸收热量才能汽化。物料受热的方式仍然 就是三种基本传热方式，即对流、传导和辐射 。因此根据传热方式的不同，干燥分热风干燥 、接触干燥和辐射干燥。 n 物料中水分的汽化可以在不同的状态下进行， 水分是在液态下汽化的，倘若预先将物料中水 分冻结成冰，而后在极低的压力下，使之直接 升华而转入气相，这种干燥称为冷冻干燥或冷 冻升华干燥。 5.1 对流方式对流方式 固定床干燥法是指固体不流动，干燥介质从固体层的固定床干燥法是指固体不流动，干燥介质从固体层的 下部、或上下交替穿过固体层，或从固体层中间沿径下部、或上下交替穿过固体层，或从固体层中间沿径 向穿过物料层，从固体中带走水分的干燥方法，分别向穿过物料层，从固体中带走水分的干燥方法，分别 称为单向通风干燥法、换向通风干燥法、径向通风干称为单向通风干燥法、换向通风干燥法、径向通风干 燥法。燥法。 （一）固定床干燥法（一）固定床干燥法 厢式干燥器 优点：对物料适应性强，可以用于各种物料的干燥，适用于小规模多 品种、干燥条件变动大的场合， 结构简单。结构简单。 缺点：物料得不到分散，气固两相接触不好，干燥时间长；热效率较 低，产品质量不易均匀； 但能耗大热效低，现已逐渐被淘汰。但能耗大热效低，现已逐渐被淘汰。 进风循环风机 预热器 箱式干燥器 固定床和箱式干燥机 平行流： 热风从物料表面通过，料层薄 (20 50mm)， 干燥强度小。 穿流： 热风从料层中通过，料层厚 (45 65mm)， 干燥强度大 。 （二）移动床干燥（二）移动床干燥 法法 移动床干燥法移动床干燥法 是指在整个干是指在整个干 燥过程中干燥燥过程中干燥 样品因重力不样品因重力不 断向下移动的断向下移动的 干燥方法。根干燥方法。根 据样品流动方据样品流动方 向与干燥介质向与干燥介质 流向的相互关流向的相互关 系，移动床干系，移动床干 燥法又可分为燥法又可分为 错流干燥法、错流干燥法、 顺流干燥法、顺流干燥法、 逆流干燥法和逆流干燥法和 混流干燥法。混流干燥法。 物料 物料 物料 物料 可连续或半连续操作； 适于处理量大，干燥时间长的物料； 物料不受振动或冲击，破碎少； 适于膏状物料和固体物料干燥；（不易采取流化床） 热效低 带式干燥（连续化干燥形式） 湿料 产品 热风 真空带式干燥机真空带式干燥机 （三）疏松床干燥（三）疏松床干燥 法法 转筒干燥法是最为常见的疏松床干燥法。因为固体转筒干燥法是最为常见的疏松床干燥法。因为固体 在转筒内呈疏松状态，这种干燥方法称为疏松床干燥在转筒内呈疏松状态，这种干燥方法称为疏松床干燥 法。热风与固体干燥对象的流向可以采用顺流形式也法。热风与固体干燥对象的流向可以采用顺流形式也 可以采用逆流形式。筒壁可以采用双层结构，夹层内可以采用逆流形式。筒壁可以采用双层结构，夹层内 通入热风，通过内壁对样品进行传导加热，这实际上通入热风，通过内壁对样品进行传导加热，这实际上 是对流干燥与传导干燥的结合。是对流干燥与传导干燥的结合。 物料 转筒干燥设备 n 工作原理： 湿物料在滚筒内被回转筒的抄板抄起至一定 高度后落下，在下落过程中接触热风，由于回转筒的操杨 搅拌综合作用，物料和热风接触充分，干燥迅速，热效率 较高 。 优点： 生产能力大，可连续操作； 物料松动有 利于传热面积增加和传热更均匀，使热效增加； 结构简单，操作方便； 适用范围广（如滤饼干燥 ）； 清扫容易 。 缺点： 热容量系数小，热效率相对流化床仍然低 ； 物料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间 的停留时间差异较大。 占地大 （四）流化床干燥法（四）流化床干燥法 Vo 起始流化速度，最小流化速度 流化床 工作的固体物的 颗粒 比较小，且在 流体 作用 下处于剧烈运动并分散的状态，对于许多 化 学反应 （如 焙烧、催化、催化裂化 等）和许 多化工过程（如 干燥、吸附 等）的进行有利 。 n 主要优点： 1）流体与颗粒状固体物料之间 的接触面积增加，促进传质传热的进行，热 效高，大大提高了生产强度； 2）床层外于运 动的状态，可保持温度均匀，避免局部过热 ； n 缺点是： 1）颗粒与流体同向流动时，过程 的推动力不均匀，逆向流动时，需要比较复 杂的设备，这导致操作条件要求比较严格， 掌握和控制也较困难； 2）占用空间比固定床 大； 3）颗粒在运动中互相碰击，容易粉碎， 同时对器壁摩擦，容易使器壁磨损； 4）反应 后出口的气体含有 粉尘， 需要净制设备，同 时难免有部分粉尘损失。 气流干燥器（闪蒸干燥） 使热介质和待干燥固体颗粒直接接触，并使待干燥固 颗粒悬浮于流体中，因而两相接触面积大，强化了传热传 质过程，广泛应用于散状物料的干燥。 传 传 优点： (1) 干燥速度快，主要用于干燥晶体和小颗粒，物料分散悬浮在气 流中，传热传质面积大。 (2) 干燥均匀，产品的湿含量均匀一致。 (3) 气固并流操作 ，符合干燥基本规律，可使用高温气体作为干燥 介质而不会烧坏物料。一根 10m 长的气流管， 80% 的水分量是 在长约 2m 左右的加速段汽化干燥的。 (4)干燥时间短 (秒级 )，整个干燥过程不超过 2秒，特别适合热敏性 、易氧化、不宜粉碎的物料的干燥 , (5) 结构简单，设备投资少，占地面积小，操作方便，性能稳定， 维修量小。 缺点：（通常干燥含水小于 15% 原料） （ 1）只适合小颗粒物料）只适合小颗粒物料 （ 2）颗粒破碎现象比较严重）颗粒破碎现象比较严重 （ 3）流动阻力较大，因而风机的动力消耗较高）流动阻力较大，因而风机的动力消耗较高 （五）喷雾干燥器 采用雾化器将稀的料液分散为雾滴，在热气流 (空气 、氮气或过热水蒸气 )中自由沉降并迅速蒸发，最后被干 燥为固体颗粒与气流分离。雾滴直径为 10 60um，每升溶 液具有 100600m2的蒸发面积。干燥时间一般为 3 10 S。 液 固 喷雾干燥 n 采用雾化器，将料液分散成细小雾滴，在喷雾干采用雾化器，将料液分散成细小雾滴，在喷雾干 燥器内直接进行干燥，并采用旋风分离器对干燥燥器内直接进行干燥，并采用旋风分离器对干燥 后的物料进行回收；后的物料进行回收； n 能控制操作参数：进风温度，进料速度，出风温能控制操作参数：进风温度，进料速度，出风温 度依赖前两者。度依赖前两者。 n 优点优点 ： 传热表面积大，干燥时间短，适用于抗生传热表面积大，干燥时间短，适用于抗生 素、酵母粉、酶制剂等热敏性物质的干燥；并可素、酵母粉、酶制剂等热敏性物质的干燥；并可 将蒸发、结晶、过滤、粉碎等过程集成于一次完将蒸发、结晶、过滤、粉碎等过程集成于一次完 成。成。 n 缺点：能耗大、设备体积过大缺点：能耗大、设备体积过大 喷雾干燥过程可分为四个阶段：料液雾化； 雾滴与空气接触；雾滴干燥；干燥产品与空气 分离。 n (1)料液雾化 目的在于将料液分散成微细的雾 滴，雾滴的平均直径为 20 60m，因此具有很 大的表面积。当其与热空气接触时，雾滴就迅 速气化而干燥为粉末或颗粒产品。雾化器是喷 雾干燥的关键部位。目前常用的雾化器有气流 式喷嘴、压力式喷嘴和离心式喷嘴。 喷雾干燥的工艺过程 压力喷雾 离心喷雾 气流喷雾器 雾化器（ Sprayer） 雾化方式 气流雾化 压力雾化 离心雾化 利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其高速甩出，形 成薄膜、细丝或液滴，同时又受到周 围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用形 成细雾。目前酶制剂的大型生产大多 采用此法，还用于酵母粉的干燥。 利用往复运动的高压泵将物料喷出 分散成液滴。发酵工厂用于酵母粉 的干燥。 依靠压缩空气或蒸气通过喷嘴时产生 的高速将液体吸出并被雾化。在制药 工业广泛使用，核苷酸、农用细菌杀 虫剂、蛋白酶等的干燥 三种雾化方法各有其优缺点 n 压力喷雾器（机械式）适用于一般粘度的料液，动 力消耗最少，大约每吨溶液所需耗能为 4-10kw.h,其 缺点是必须要有高压泵，喷嘴小易堵塞，操作弹性 小，产生调节范围窄。 n 气流式的动力消耗最大，每 料液约需 0.4-0.8 压 缩空气。但其结构简单容易制造，适用于任何粘度 或稍有固体的料液。 n 离心式 的动力消耗介于上述两种之间， 适用于高粘度或带有固体的料液，而且转 盘雾化操作弹性宽，可在设计生产能力的 25范围内调节产量，而不影响产品的 质量。 n 其缺点是机械加工要求高，制造费用大， 雾滴较粗，喷嘴较大，因此塔的直径也相 应的比其他的喷雾器的塔大的多。 (2)雾滴与空气接触 n 在干燥室内，雾滴与空气的接触方式有并流式、逆流式 和混流式三种。在并流系统中，最热的干燥空气与水分 最大的雾滴接触，因而水分迅速蒸发，从雾滴到干燥成 品的整个历程中，物料温度不高，对热敏性物料的干燥 有利，所获得的产品常为非球形的多孔颗粒。 n 对于逆流系统，在塔顶喷出的雾滴与塔底上来的较湿空 气接触，水分蒸发速度比并流慢，适用于耐受高温、含 水量低的非热敏性物料处理。 n 在混流系统中，干燥室底的喷雾嘴向上喷雾，热空气从 室顶进入，性能兼二者之间。 n (3)雾滴干燥阶段 恒速干燥和降速 干燥两个阶段。干燥过程室传热和传 质同时进行的过程。 n (4)干燥产品与空气分离 干燥的 粉末或颗粒落在干燥室的锥体四壁并 滑落到锥底，通过星形阀之类的排灰 阀排出，少量的细粉则随空气进入旋 风分离器进一步分离。然后将成品输 送到另一处混合后储入成品库或直径 包装。 喷雾干燥与产品包埋 包埋有多种用途： n 保护敏感成份 防止某些不稳定的物料挥发，防止氧化吸潮 ，紫外照射引起的变性。 n 掩盖物料中不良气味或苦味等 n 缓释物料中有效成分 喷雾干燥包埋特点： n 但是该方法所使用的设备尺寸大，价格高， 耗动力大 (包括热能、电能 )，包埋率相对较 低； n 喷雾干燥的另一个问题是芯材有可能粘在颗 粒的表面，即包埋不完全。 喷雾干燥与产品包埋 n 产品包埋有原位沉淀、原位聚合、界面聚合方法， 喷雾干燥方法属于原位沉淀； n 与原位聚合和界面聚合的化学合成包埋膜材料不同 ，原位沉淀为物理过程，通过改变温度， pH，放入 吸水剂等方式改变包膜材料的溶解度，从而使包膜 变成固体形成包埋。 5.2传导干燥法 传导干燥法是指干燥介质通过传导把热量传递给谷传导干燥法是指干燥介质通过传导把热量传递给谷 物的干燥方法。根据干燥介质不同又可分为蒸汽物的干燥方法。根据干燥介质不同又可分为蒸汽 干燥法和惰性粒子干燥法。干燥法和惰性粒子干燥法。 （ 1）蒸汽干燥法）蒸汽干燥法 蒸汽干燥可以分为加热和去蒸汽干燥可以分为加热和去 水两个阶段。在加热段，高水两个阶段。在加热段，高 温水蒸气通过对流把热量传温水蒸气通过对流把热量传 递给钢管，钢管再通过传导递给钢管，钢管再通过传导 把热量传递给样品，样品获把热量传递给样品，样品获 得热量，温度升高，水分向得热量，温度升高，水分向 外扩散。因样品不断向下移外扩散。因样品不断向下移 动，进入排潮段以后，由干动，进入排潮段以后，由干 燥介质带走样品表面汽化出燥介质带走样品表面汽化出 来的水分。来的水分。 （ 2）惰性粒子干燥法）惰性粒子干燥法 将谷物与加热的固体颗粒如沙子、沸石、钢球混合，将谷物与加热的固体颗粒如沙子、沸石、钢球混合， 热量以传导的方式传递给热敏性高的产品，达到干热量以传导的方式传递给热敏性高的产品，达到干 燥目的。在这种干燥方法中，由于产品与惰性粒子燥目的。在这种干燥方法中，由于产品与惰性粒子 接触面积大，传热系数高，介质温度高，因此干燥接触面积大，传热系数高，介质温度高，因此干燥 速度快。速度快。 5.3辐射干燥法辐射干燥法 辐射干燥法是辐射干燥法是 以辐射能量以辐射能量 为热源的一为热源的一 种干燥方法种干燥方法 。包括微波。包括微波 干燥法、红干燥法、红 外干燥法和外干燥法和 太阳能干燥太阳能干燥 法。法。 （ 1）红外干燥法）红外干燥法 波长为波长为 4m325m的电磁波称为的电磁波称为 远红外线远红外线 ， 0.76m4.0m的电磁波称为的电磁波称为 近红外线近红外线 。用红外线辐射。用红外线辐射 物体时，物体将吸收一部分光能而转化为热能，提高物体时，物体将吸收一部分光能而转化为热能，提高 自身温度。能够发射红外线的装置称为红外辐射加热自身温度。能够发射红外线的装置称为红外辐射加热 器，它是红外干燥的核心装置，从供热方式来分有直器，它是红外干燥的核心装置，从供热方式来分有直 热式和旁热式两种。热式和旁热式两种。 （ 2）微波干燥法）微波干燥法 含水颗粒物料在经含水颗粒物料在经 过微波辐射后，过微波辐射后， 能够吸收微波能能够吸收微波能 而转变为热能，而转变为热能， 从而提高自身温从而提高自身温 度，水分由内向度，水分由内向 外扩散，到达物外扩散，到达物 料粒表面，蒸发料粒表面，蒸发 到周围空气中或到周围空气中或 由干燥介质带走由干燥介质带走 。 (1)干燥迅速 (2)均匀加热 (3)有效利用能量 (4)占地面积少 (5)有助于产品质 量的提高 （ 3）太阳能干燥法）太阳能干燥法 太阳能干燥的主要部件为太阳能集热器，一般由吸太阳