干燥设备知识概述

1、1、固体物料中的湿分：A:按照物料和水分子间的结合方式分类 ：将物料与水分的结合方式分为：化学结合水、物理化学结合水、机械结合水。 B:按照物料中所含水分去除难易分类 ：按照物料中所含水分去除难易将物料中的水分分为结合水和非结合水。 C：根据物料在一定的干燥条件下，其水分能否用干燥方法除去分类 ：将物料中的水分分为平衡水和自由水。 2、干燥的基本过程 ： 固体物料的干燥包括两个基本过程，首先是对固体加热以使湿分汽化的传热过程，然后是汽化后的湿分蒸汽由于其蒸汽分压较大而扩散进入气相的传质过程，因此，干燥过程的特点是传热和传质过程同时并存，两者相互影响而又相互制约 。 （1）干燥速率 物料的性质、

2、结构和形状 ：不仅影响干燥面积也影响干燥速率。 干燥介质的温度和湿度 ： 干燥操作条件 ： 干燥器的结构型式： （2）、干燥曲线和干燥速度曲线 ：干燥曲线和干燥速度曲线是通过干燥实验求得的。 干燥过程中物料的湿含量随干燥时间的变化情况： 干燥过程中物料的温度随干燥时间的变化情况： 一般情况下，干燥速率曲线是随湿物料与水分结合情况的不同而不同的。 但对于任何一种干燥速率曲线，下列的特征是共同的： 均有一段干燥速率R常数的BC段，BC段由于干燥速率恒定，故称之为恒速干燥阶段； 均有一段干燥速率随干燥时间增长，而不断减小的CD段，由于CD段干燥速率下降故称之为降速干燥阶段； 在恒速干燥段结束，降速干

3、燥段开始处，曲线均有一明显的转折点 C，此点处物料的湿含量称之为临界湿含量w0，w0是物料干燥过程的一个重要参数。 （3）干燥过程分析 ：恒速干燥段 ：在物料表面水分汽化过程中，若湿物料内部水分向表面的扩散速率等于或大于水分的表面汽化速率，则 物料表面总将维持湿润状态，物料的干燥速率也将停留在恒速干燥阶段。 降速干燥阶段 ：由于水汽传质速率降低，干燥速率也随之下降；另外，对于具有的颗粒状或纤维状物料，由于干燥表面积的减小而使干燥速率下降，从而进入降速干燥阶段。 （4）干燥的副作用 ：物料的收缩 ：要注意干燥过程因物料收缩造成的物料体积缩小、形状变化和表面裂纹。 化学变化 ：结晶无机物在强烈干燥

4、时是会失去它们的结晶水，任何热敏性有机物在热空气中干燥时，容易发生某些氧化和热分解。 生化变化 ：干燥过程中，由于物料温度的升高和结合水分的失去，所有具有生理活性和生化特性的物料都会发生不同程度的不可逆变化。 （一）、干燥器 （二）、干燥工艺 ： 干燥操作分为单批间歇操作和连续操作。 决定干燥工艺需要了解的被干燥物料的理化性质主要有以下几方面：（1）物料的化学性质，如组成、热敏性（软化点、熔点或分解点），物料的毒性，可燃性，氧化性和酸碱性（度）、摩擦带电性、吸水性等。 （2）物料的热物料性质，如物料含水率、假比重、真比重、比热、导热系数及粒度和粒度分布。 （3）其它性质。2、干燥器的选型 ：

5、干燥器的选型是确定干燥工艺的一个重要步骤。干燥器选型是否恰当合理，是所确定的干燥工艺是否成功的关键。干燥器选型所要考虑的因素与决定干燥工艺基本相同。 将溶液、乳浊液、悬浊液或浆料在热风中喷雾成细小的液滴，在它下落过程中，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品，称为喷雾干燥。 喷雾干燥的特点 ：（1）料液经喷雾后，表面积极大，干燥速度十分迅速。 （2）干燥过程中液滴的温度不高，产品质量较好 。（3）产品具有良好的分散性、流动性和溶解性 。（4）生产过程简化，操作控制方便 ；适宜于连续化大规模生产 。 喷雾干燥的主要缺点有 ：当热风温度低于150时，干燥塔的体积比较庞大；另外，废气中回收微粒的分离装

6、置要求较高。 将需要干燥的产品首先进行预冻，然后在真空状态下进行升华，使水分直接由冰变成汽而获得干燥的过程，称之为冷冻干燥。 在整个升华阶段，产品必须保持在冻结状态， 因此，冷冻干燥操作时应注意：（1）要掌握合适的预冻温度：如果预冻温度不够低，则产品可能没有完全冻结实，在抽空升华的时候，会膨胀起泡；如果预冻的温度太低，这不仅增加不必要的能量消耗，而且对于某些产品会减低冻干后的成活率。 （2）要掌握合适的加热温度：如果不对产品进行加热或加热不够，引起升华速率的降低，整个干燥的时间就会延长；如果对产品的加热过多，使产品可能出现局部熔化甚至全部熔化，整个干燥就会失败。 冷冻干燥器 ： 冷冻干燥器的形

7、式按处理的物料不同而分类为：医药品用冷冻干燥器和食品用冷冻干燥器。 （1）医药品用冷冻干燥器 ：直接接触传热冷冻物料，进行干燥操作。 （2）食品用冷冻干燥器 ：加热的方法几乎全部采用辐射加热。 干燥的应用及节能 ：1、干燥过程的节能 ：（1）应用高效能的干燥装置，以提高温物料的干燥速率和节能效果，从而使整个生产工艺都得到了很大的改进。 （2）扩大干燥介质的种类 ：（3）应用干燥基础理论，如湿分在物体内部迁移机理，以改进有关干燥过程。 （4）在于燥前尽量降低物料的湿含量 （5）降低干燥过程中废气带走的热量（6）在保证干燥物料质量的前提下，尽量采用高温干燥。（7）其它的措施 2、干燥技术的应用 ：

8、（1）高效闪蒸干燥机： 高效闪蒸干燥机是为了克服静态干燥低效、高耗而开发的新型流态化干燥设备，结合了气流干燥和普通流态化干燥的特点。 加热空气经风道由主机底部进风口切向进入，在塔内形成高速旋转的气流；物料由加料器均匀地加入主塔，易分散物料在气流的强烈冲击下迅速分散，同时与热气流进行热交换而完成干燥任务；不易分散的物料在重力作用下自由下落，被主塔底部的多层刀片粉碎并微粒化，直到旋转气流能够带动物料上升。（2）高速离心喷雾干燥机： 溶液、悬浊液、乳浊液等液态物料经高速离心盘雾化后，形成微细的液滴，微细液滴迅速与热空气进行热交换，水或溶剂遇热空气迅速蒸发；干燥后的物料一部分在重力作用下由塔底排出，另

9、一部分在风力作用下由旋风分离器收集。对于超细粉，必须辅以高压脉冲布袋收集。 在干燥塔顶部，设置热风分配器，一方面控制热风的流向，另一方面使进入塔内的热风分布均匀。特点：（1）料液雾化后，热接触面积高倍增加，实现瞬间干燥。（2）成品粒度均匀，流动性好。（3）干燥系统相对封闭，成品纯度高，无污染。（4）成品水分较难控制，一般在3%以上，如继续降低， 需二次干燥。（3）压力喷雾干燥机： 液态物料经高压泵输送至高压喷嘴，在喷嘴的作用下，分散成旋转状的空心小液滴，液滴与热空气接触并迅速进行热交换，水分快速蒸发，空心液滴在失去水分后变成空心球状固体，在重力作用下，大部分物料落在干燥塔底部，少量未成球的细粉

10、由旋风分离器收集。特点：（1）料液经过高压干燥，比表面积大大增加，干燥速度快。（2）可干燥，可造粒，亦可干燥造粒同时进行。（3）成品为空心球状，流动性好，溶解性好。（4）喷雾形式可采用上喷式，料液和热空气逆流换热，也 可采用下喷式，并流换热。（4）气流干燥机： 湿物料经加料器进入气流管道后，在加热后的高速气流作用下逐渐分散并随气流一起运动，由于气相的速度大于固相速度，在进行热交换过程中，从固体中挥发出来的汽体先于固体离开干燥系统。固体物料在达到干燥要求后由旋风分离器收集。特点：（1）气流沿管道流动，风速快，干燥速度快，产量大。（2）设备结构简单，机械传动部件少，投资少，维修 费用低。（3）物料

11、在管道停留时间短，成品终水分难以控制。（4）设备阻力大，能耗偏高。（5）直线振动流化床： 该设备适用于颗粒粗大或颗粒不规则而导致流动性差的产品，或因为要避免摩擦而要求流动速度较慢的产品。 振动流化床的床板上均匀分布许多斜孔，物料经一端的加料口进入流化床内部，在床板的振动和热风的共同作用下，物料在床层上不断地跳跃并逐渐向出料口移动，在此过程中完成干燥任务；为了使物料及时包装，可在流化床的后段输送冷风对物料进行冷却。 特点：（1）物料受热均匀，热交换充分，干燥效率高。（2）床层采用机械振动形式，不易堵料。（3）物料振幅较小，不致于破坏物料形状。（4）机械传动件少，维修费用低。（6）沸腾干燥机： 沸

12、腾干燥机又称流化床，是广泛适用于小颗粒状物料的流态化设备。热风由鼓风机送入流化床底部经分风板均匀输送至沸腾室，使物料在床层上形成沸腾层，物料沸腾后，与热空气充分接触并产生热交换而完成干燥过程。干物料大部分由出料口排出，少量细粉由沸腾主机顶部排风口随风进入旋风分离器收集，必要时在旋风分离器后辅以布袋除尘器，以使收率达到最高。（7）网带式干燥机： 物料由加料器均匀地铺在网带上，网带由传动装置拖动在干燥机内移动。干燥段由若干单元组成，每一单元热风独立循环，其中部分尾气由专门排湿风机排出，每一单元排出废气量均有调节阀控制。在上循环单元中，循环风机出的风由侧面风道进入单元下腔，气流向上通过换热器加热，并经分配器分配后，成喷射流吹向网带，穿过物料后进入上腔，干燥过程是热气流穿过物料层，完成热量传递的过程。上腔由风管和风机入口相连，大部分气体循环，一部分温度较低含湿量较大的气体作为废气，经排湿管、调节阀、排湿风机排出。下循环单元中，循环风机出来的风先进入上腔，向下经换热器加热，穿过物料层进入下腔，下腔由侧面风道及回风管与风机入口相连，大部分气体循环，一部分排出。（8）双锥回转真