第6章干燥技术 (1)

1、任务六 干燥原理与设备 一.干燥的概念 1.干燥的定义： 借助加热使物料中的水分蒸发或借助冷冻使物 料中的水结冰后升华而被除去的单元操作。 2.干燥的目的： （1）可以减轻重量，缩小体积，降低运 输费用 （2）增加药物的稳定性，便于贮存 （3）便于制备各种剂型 （4）便于进一步处理 湿热气体湿热气体流过流过湿物料湿物料的的 表面，物料表面温度表面，物料表面温度低于低于 气体温度气体温度; ;由于温差的存在由于温差的存在， 气体以对流方式向固体物气体以对流方式向固体物 料传热，使料传热，使湿份汽化湿份汽化；在；在 分压差的作用下，湿份由分压差的作用下，湿份由 物料表面向气流主体扩散，物料表面向气

2、流主体扩散， 并被气流带走。并被气流带走。本质是被本质是被 除去的湿分除去的湿分从从固相固相（被干（被干 燥 的 固 体 ） 转 移 到燥 的 固 体 ） 转 移 到 气 相气 相 （干燥介质）中。（干燥介质）中。 H t q W ti p pi M 二、干燥过程的本质 干燥过程干燥过程 热空热空 气流气流 过湿过湿 物料物料 表面表面 热量热量 传递传递 到湿到湿 物料物料 表面表面 湿物湿物 料表料表 面水面水 分汽分汽 化并化并 被带被带 走走 表面表面 与内与内 部出部出 现水现水 分浓分浓 度差度差 内部内部 水分水分 扩散扩散 到表到表 面面 传热过程传热过程传质过程传质过程传质过

3、程传质过程 干燥过程推动力干燥过程推动力 传质推动力：传质推动力：物料表面水分压物料表面水分压P P 热空气中的水分压热空气中的水分压P P 传热推动力：传热推动力：热空气的温度热空气的温度tt物料表面的温度物料表面的温度t t 三. .干燥过程的机理 四、常用的干燥方法及所用设备四、常用的干燥方法及所用设备 真空 干燥 微波 干燥 红外线 干燥 冷冻 干燥 喷雾 干燥 沸腾 干燥 气流 干燥 干燥方法干燥方法 1.干燥原理 利用热空气通过粉状或颗粒状湿物料的表利用热空气通过粉状或颗粒状湿物料的表 面，在流动过程中充分与其接触，面，在流动过程中充分与其接触，气体与固体气体与固体 物料之间进行传

4、热与传质，物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到从而使湿物料达到 干燥的目的。干燥的目的。 2.2.适用范围适用范围 箱式干燥器是制药生产中应用箱式干燥器是制药生产中应用最广泛最广泛 的一种干燥器，常用于干燥末期易产的一种干燥器，常用于干燥末期易产 生粉尘的糊状、粉状物料。特别生粉尘的糊状、粉状物料。特别适用适用 于小规模的干燥于小规模的干燥，如实验室或中间实，如实验室或中间实 验品的干燥。验品的干燥。 3. 箱式干燥器的种类 （1）按照气体流动的方式不同：分为水 平气流箱式、穿流气流箱式; （2）按照处理量不同:分为搁板式、小 车式。 4.箱式干燥器优缺点： 优点： 构造简单，设备投资少，

5、同一台设备可适 用于干燥多种物料； 温度可控，物料破损 少，粉尘少； 缺点： 装卸物料的劳动强度大，设备的利用率低， 耗热大；产品质量不易均匀，干燥时间长； 设备容积小，物料分散不均匀。 5.5.箱式干燥器的结构箱式干燥器的结构 7. 箱式干燥器操作规程 (1) 通电前，先检查设备性能是否完好，接 地线是否良好，并应注意是否有断电或漏 电现象。 (2) 接上电源，开启电源加热开关。 (3) 根据实验规定，设定极限温度，并在温 度快升到预设温度时，打开鼓风。 (4) 待一切准备就绪时，放入试品，关上箱 门，旋开排气阀。 (5) 物料放置设备内不宜过挤，散热板上不 应放物料。 (6) 严禁烘焙易燃

6、、易爆、易挥发及有腐蚀 性的物品。 (7) 打开干燥箱门观察物料时，不能将水点 溅在玻璃门上，以防玻璃受骤冷而爆裂。 (8) 操作完毕后，关闭电源，清理完现场后， 方可离开。 (9) 设备由专人定期校准、维护。 8. 设备安全操作规程 （1）设备要按照所规定的温度范围使用， 烘箱必须保持接地良好。 （2）设备附近不得堆放油盆、油桶、棉纱、布 屑等易燃物品，不得在烘箱旁进行洗涤、刮 漆和喷漆等工作。 （3）要防止其他物件落入设备底部与电阻丝接触 造成短路。 （4）打开烘箱前，必须先断电。加温过程中操作 者不得离开。 （5）不得在烘箱内存放物品，如工具，器材零件及 油料挥发物。 （6）烘箱在工作时

7、不得进行清洁工作，更不得用汽 油擦拭。 （7）非金属物品放入烘箱内加温，一定要按照工艺 规程进行。 （8）烘箱工作前必须将通风闸门打开，以防爆炸。 （9）使用前要检查自控装置，指示信号是否灵敏有 效，线路绝缘是否完好可靠。 气流干燥定义：气流干燥定义：利用热空气与粉状或利用热空气与粉状或 颗粒状湿物料在流动过程中充分接触，颗粒状湿物料在流动过程中充分接触， 气体与固体物料之间进行传热与传质，气体与固体物料之间进行传热与传质， 从而使湿物料达到干燥的目的。从而使湿物料达到干燥的目的。 优点： 1、干燥时间短 2、适用于热敏物质 3、生产能力大，投资费用少； 4、有机的把干燥、粉碎、输送、包装组合

8、成一道工 序，整个过程在密闭条件下进行，减少物料飞扬， 防止杂质污染，既改善了产品质量，又提高了收 得率。 缺点： 1、不适于粘厚物料的干燥 2、对晶形磨损厉害 气流干燥的操作原理 2.2.气流干燥器基本构造气流干燥器基本构造 利用热空气使湿颗粒悬浮、翻滚如沸腾状， 物料的跳动大大增加了蒸发面积，热空气 在颗粒间通过，在动态下进行热交换而达 到干燥的目的。 2.流化床干燥器的特点 优点：热利用率高，干燥速度快；产品质量好， 干燥均匀；产量大；干燥时不需翻料，能 自动出料；节省劳动力，操作方便；占地 面积小等； 缺点：消耗热能大，清扫麻烦等缺点。 3.设备基本构造 空气预热器空气预热器 沸腾干燥

9、室沸腾干燥室 旋风分离器旋风分离器 细粉捕集器细粉捕集器 排风机排风机 （一）干燥原理（一）干燥原理 利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞 的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的 分散微粒同热空气发生强烈的热交换，迅分散微粒同热空气发生强烈的热交换，迅 速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获 得干燥。成品以粉末状态沉降于干燥室底得干燥。成品以粉末状态沉降于干燥室底 部，连续或间断从卸料器排出。部，连续或间断从卸料器排出。 优点优点 直接干燥溶液状态的物料，特别是粘稠液；直接干燥溶液状态的物料，特别是

10、粘稠液； 可控制成品含湿量；可控制成品含湿量； 可以得到空心球状产品；可以得到空心球状产品； 时间短，在常压下能干燥热敏物质；时间短，在常压下能干燥热敏物质； 规模效益，规模越大成本越低效益越规模效益，规模越大成本越低效益越高。高。 堆积比重小，体积庞大，占地大；堆积比重小，体积庞大，占地大； 粒度小，收集贮存要求高；粒度小，收集贮存要求高； 热容量大，设备庞大，占地大；热容量大，设备庞大，占地大； 雾化时对物料的浓度、粘度一定要求。雾化时对物料的浓度、粘度一定要求。 缺点缺点 （二）喷雾干燥的特点（二）喷雾干燥的特点 （三）（三）喷雾干燥器结构喷雾干燥器结构 （四）喷雾干燥的工艺过程（四）喷

11、雾干燥的工艺过程 按喷雾液滴和按喷雾液滴和 热风流动方向热风流动方向 分：分： 并流型并流型液液 滴和热风呈同滴和热风呈同 一方向流动。一方向流动。 逆流型逆流型液液 滴和热风呈反滴和热风呈反 方向流动。方向流动。 混流型混流型液液 滴和热风呈不滴和热风呈不 规则混合流动。规则混合流动。 利用在水平方向作高速旋转的圆盘给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成细雾。目前酶

12、制剂的大型生产大多 采用此法，还用于酵母粉的干燥。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利用往复运动的高压泵将物料喷出 分散成液滴。制药企业用于中药浸分散成液滴。制药企业用于中药浸 膏的干燥。膏的干燥。 依靠压缩空气或蒸气通过喷嘴时产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。在生的高速将液体吸出并被雾化。在 制药工业中广泛使用，核苷酸、农制药工业中广泛使用，核苷酸、农 用细菌杀虫剂、蛋白酶等的干燥。用细菌杀虫剂、蛋白酶等的干燥。 （五）雾化方式（五）雾化方式 气流雾化气流雾化 压力雾化压力雾化 离心雾化离心雾化 （六）喷雾干燥机常见故障和处理方法 （1

13、）喷雾干燥机干燥塔壁粘有湿料 故障原因分析: 1 、进料量太大或产品粒度太大,不能充分蒸发 2 、干燥室内温度太低 3 、进料量不稳定 故障处理方法: 1 、适当减少料量,增加压力或减小喷咀孔 2 、排风温度未达到要求时不进料 3 、流量要求逐渐加大调节到适当为止 （2）喷雾干燥机产品粉粒太细 故障原因: 1 、料液含固量太低 2 、进料量太小 3 、给料泵压力过大或喷咀孔过小 故障解决方法: 1 、提高料液含固量 2 、加大料量时,相应提高进风温度 3、 减小压力或增大喷咀孔 （3）喷雾干燥机成品杂质太多 故障原因: 1 、空气清洁度低 2、 料液纯度不高 3 、设备清洁不够 故障解决方法:

14、 1 、将冷空气引至清洁室内或清洁更换空气 过滤器 2、 喷雾前将料液过滤 3 、重新清洁设备及管道 （4）喷雾干燥机产品收集率低 故障原因: 旋风收集器分离效果差 注:其分离效率还与粉末的比重和粒度有关,某 些物料可根据需要增加其他收集器 故障解决方法: 提高旋风收集器进出口的气密性,检查其内壁 及出料口有无积料堵塞现象 五.转筒式干燥器 转筒式干燥器的工作流程： 干燥器的主体为一端略呈倾斜放置的圆筒，圆 筒在齿轮机构的驱动下做旋转运动，筒内沿轴向 装有若干抄板，物料由转筒的较高一端送入，由 较低端卸出，干燥介质（热空气、烟道气、其他 气体）由 转筒的低端吹入，由较高端排出，气固 两相呈逆流

15、接触。随着圆筒的旋转，物料首先被 抄板抄起，然后洒下，以改善气固两相的传热、 传质，提高干燥速率。 转筒式干燥器的结构 抽风机、进料口、出料口、转筒、加热器、驱 动齿轮、 抄板、废气排出口等结构。 转筒干燥器的特点 优点： 机械化程度高，生产能力大，对物料的适应性强，操 作稳定方便，运行费用较低。 缺点： 装置比较笨重，结构复杂，维修量大，设备投资高， 占地面积大。 六、红外干燥器 红外线是一种看不见的电磁波，波长范围为 0.80-1000um.通常将波长在5.6um以下的区域称为 近红外线，波长在5.6-1000um之间的区域称为远红 外线。被干燥物料受到红外线能量的辐射后，使物 料中的水分

16、气化而干燥，故红外干燥亦称红外辐射 加热干燥。 由于物料对红外辐射的吸收波段大部分在远红 外区内，因此采用远红外干燥要优于近红外干燥。 1. 红外干燥器的组成 红外干燥装置是由红外辐射源、干燥室、排气系统及 机械传动系统等组成。 2. 适用范围 远红外干燥器适用于热敏性大的物料干燥，尤其适 用于多孔性薄层物料。在中药生产中应用于颗粒剂的湿颗 粒干燥，具有色、香、味好及颗粒干燥均匀的效果，也可 用于中药水丸的干燥。 七.微波干燥器 1.微波干燥器的组成 微波干燥器主要由电源、微波发生器、干 燥室、连接波导管及冷却系统等组成。其 中微波加热器是关键设备。 3. 红外干燥器的特点 （1）优点： 设备结构简单，成本低，操作方便灵活，温度可控， 干燥速率