第九章干燥设备.pptx
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化工原理第09章干燥
第九章干燥第一节概述一、去湿的方法分类：干燥——在化工中，某些固体原料、半成品、成品常含有一定水分或其它溶液（湿分）需要除去。
干燥往往紧跟在蒸发、结晶、过滤、离心分离等操作过程之后的操作。
1、机械去湿法——用压滤、抽滤、过滤和离心分离等方法来除去湿分。
适用：不需要将湿分完全除去的情况。
2、化学去湿法——用生石灰、浓硫酸、无水氯化钙等吸湿性物料来除去湿分。
适用：小批量固体物料的去湿或除去气体中水分的情况。
去湿费用高、操作麻烦。
去湿效果好。
3、热能去湿法——用热能使湿分从物料中汽化，并排除所生成的蒸汽来除去湿分。
适用：相当完全地除去物料中的湿分。
二、按热能传给湿物的方式分类：1、传导干燥（间接加热干燥）——载热体（加热蒸汽）将热能以传导的方式通过金属壁传给湿物料。
2、对流干燥（直接加热干燥）——载热体（干燥介质）将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。
干燥介质——常用热空气。
并带走水蒸汽。
3、辐射干燥——热能以电磁波形式由辐射器发射，射至湿物料表面被其吸收再转变为热能，将水分加热激化而达到干燥的目的。
4、介电加热干燥——将需要干燥的物料置于高频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。
高频加热——电场的频率低于300MHz超高频加热（微波加热）——电场的频率300MHz~300GHz之间。
常用微波加热——电场的频率915MHz和2450GHz两种。
5、干燥过程●工业上应用最普遍的干燥——对流干燥●通常使用干燥介质——热空气●湿物料中被除去的湿分是——水分●干燥过程——属于传质和传热相结合的过程●干燥速率——与传热速率有关，与传质速率有关。
（1）、干燥原理：空气经过预热升高温度后，从湿物料的表面流过。
热气流将热能传至物料事如神表面，再由表面传至物料的内部，这是一个传热过程。
与此同时，水份从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，然后，水汽透过物料表面的气膜而扩散至热气流的主体，这是一个传质过程。
干燥机械装备及技术PPT课件
通常将洞道分成两段，第一段为并流，干燥速 率大，对应于物料的第一干燥阶段；第二阶段 为逆流，可满足物料的最终干燥要求，对应于 物料的第二干燥阶段。因为第二阶段的干燥时 间较长，一般洞道的第二段也比第一段长。
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隧 道 干 燥 机 特 点
优点：
①具有非常灵活的控制条件，可使食品处于几 乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下， 因此特别适用于实验工作；
缺点：主要是干燥不均匀，不易抑制微生物活动，装卸劳动强度大，热能利用不经 济(每汽化1kg水分，约需2.5kg以上的蒸汽)。
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结构如图9.1所示。 为减少热损失，厢式干燥器的四壁用绝热材料构成。 厢内有多层框架，物料盘置于其上，也可将物料放在框架小车上推入厢内，故又称
为盘架式干燥器。
气阀打开时，突然进入的气体会对物料床层产生脉冲，脉冲又很快在物 料颗粒间传递能量，短时间内形成剧烈的局部流化沸腾状态，流化状态 又在床内扩散和向上移动，从而使得气体和物料间有强烈的传热传质作 用。当气体阀门关闭时，流化态在同一方向逐步消失，物料又回到堆积 状态。如此，流化床内的脉冲式循环一直维持到物料被干燥为止。
• 气流式雾化器是依靠高速气流工作的雾化器。雾化原理是利用料液在喷 嘴出口处与高速运动(一般为200~300m/s)的空气相遇，由于料液速度 小，而气流速度大，两者存在相当大速度差，从而液膜被拉成丝状，然 后分裂成细小的雾滴。雾滴大小取决于两相速度差和料液黏度，相对速 度差越大，料液黏度越小，则雾滴越细。料液的分散度取决于气体的喷 射速度、料液和气体的物理性质、雾化器的几何尺寸以及气料流量之比。
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离心式雾化的机理
离心式雾化的机理是借助高速转盘产生离心力，将料液高速甩出成薄膜、细丝， 并受到腔体空气的摩擦和撕裂作用而雾化。
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隧 道 干 燥 机 特 点
优点：
①具有非常灵活的控制条件，可使食品处于几 乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下， 因此特别适用于实验工作；
缺点：主要是干燥不均匀，不易抑制微生物活动，装卸劳动强度大，热能利用不经 济(每汽化1kg水分，约需2.5kg以上的蒸汽)。
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结构如图9.1所示。 为减少热损失，厢式干燥器的四壁用绝热材料构成。 厢内有多层框架，物料盘置于其上，也可将物料放在框架小车上推入厢内，故又称
为盘架式干燥器。
气阀打开时，突然进入的气体会对物料床层产生脉冲，脉冲又很快在物 料颗粒间传递能量，短时间内形成剧烈的局部流化沸腾状态，流化状态 又在床内扩散和向上移动，从而使得气体和物料间有强烈的传热传质作 用。当气体阀门关闭时，流化态在同一方向逐步消失，物料又回到堆积 状态。如此，流化床内的脉冲式循环一直维持到物料被干燥为止。
• 气流式雾化器是依靠高速气流工作的雾化器。雾化原理是利用料液在喷 嘴出口处与高速运动(一般为200~300m/s)的空气相遇，由于料液速度 小，而气流速度大，两者存在相当大速度差，从而液膜被拉成丝状，然 后分裂成细小的雾滴。雾滴大小取决于两相速度差和料液黏度，相对速 度差越大，料液黏度越小，则雾滴越细。料液的分散度取决于气体的喷 射速度、料液和气体的物理性质、雾化器的几何尺寸以及气料流量之比。
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离心式雾化的机理
离心式雾化的机理是借助高速转盘产生离心力，将料液高速甩出成薄膜、细丝， 并受到腔体空气的摩擦和撕裂作用而雾化。
9章 干燥设备
化工设备操作与维护 第九章
1.耙式真空干燥器
化工设备操作与维护 第九章
2.转鼓(滚筒)干燥器
化工设备操作与维护 第九章
化工设备操作与维护 第九章
滚筒刮板干燥机
化工设备操作与维护 第九章
3.红外线干燥器
利用红外线辐射源发出的红外线（0.72~1000μm）投射到被干 燥物料，使温度升高，溶剂汽化。
化工设备操作与维护 第九章
缺点： （1）停留时间短，只适合于干燥非结合水分的干 燥 （2）流动阻力较大，因而风机的动力消耗较高 （3）颗粒破碎现象比较严重
化工设备操作与维护 第九章
1.直管型气流干燥器 2.脉冲型气流干燥器
直管扩散型
锥型
S型 化工设备操作与维护 第九章
3.倒锥型气流干燥器 4.套管型气流干燥器 5.环形气流干燥器 6.旋风型气流干燥器
化工设备操作与维护 第九章
二、回转筒式干燥装置
1、具有抄板的回转式干燥机
化工设备操作与维护 第九章
化工设备操作与维护 第九章
•优点：①生产能力大，可连续操作；②结构简单，操作方便；③ 故障少，维修费用低；④适用范围广（如滤饼干燥）；⑤操作弹 性大；⑥清扫容易 。 •缺点：①设备庞大；②安装、拆卸困难；③热容量系数小，热效 率低；④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。 2.无抄板回转式干燥机
化工设备操作与维护 第九章
2.喷雾干燥装置
化工设备操作与维护 第九章
优点： 物料停留时间短，适于热敏性物料；所得产品为空心颗粒， 操作稳定；能连续、自动化生产；由料液直接获得粉末产品，省去 了蒸发、结晶、分离和粉碎操作。 缺点：传热系数低；设备体积庞大；操作弹性较小，热利用率低、 能耗大。 （1）压力式雾化器 （2）旋转式雾化器 （3）气流式雾化器
干燥机械与设备幻灯片PPT
3、防止叶轮粘附措施
2021/5/16
(七)涡旋气封阀
1 工作原理
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2 系统图
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(八)粉尘分离装置 1 袋滤器 (1) 工作原理及特点 (2)组成方形的袋滤器
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2 旋风分离器 (1)工作原理 (2)结构
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①导板及空气分散器调节 ②热风盘本身的结构 ③ 冷却风圈结构
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④ 锥形支座结构
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⑤ 空气分散器结构
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（五）电锤和空气震荡器
1 、电锤
2 、空气震荡器
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(六)鼓形阀
1、特点 2、型式与结构
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1、特点 （1）最大限度地保存食品的色、香、味。 （2）对热敏性物质特别适合，可以使热敏性的 物料干燥后保留热敏成分；能保存食品中的各级 营养成分，尤其对维生素C，能保存90％以上。 （3）在真空和低温下操作，微生物的生长和酶 作用受到抑制。
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（4）脱水彻底，干制品重量轻，体积小， 贮藏时占地面积少，运输方便；
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（三）升华干燥设备结构
主要由制冷系统、真空系统、加热系 统、干燥系统、控制系统和消毒系统 等组成。
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1、冷冻干燥室
隔板的结构根据冷却和加热的方式分为： 间冷间热式、直冷直热式、间冷直热式、
直冷间热式等
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2 箱式干燥机
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第九章 干燥设备
影响干燥作用的因素
1.物料的组成和大小：多孔性和组织疏松的物料容易干燥。物料切分越 小，受热蒸发面积越大，干燥速度越快 2.料盘装载量：装载量小，干燥时间短，干燥程度均匀，但处理量小； 装载量大则效果相反。 3.热风的温度和相对湿度：热风温度越高，干燥湿度越低，干燥速度越 快，反之则干燥速度越慢；若热风温度过高，穿过安全温度则导致物 料变质，热风温度较低，使干燥时间过长，对产品品质亦不利。热风 的安全温度由物料的种类、初始水分、干燥时间和产品要求确定。从 干燥过程来看，一般再恒速干燥段，宜采用较高的风温，尽可能发挥 最大效率的干燥作用，物料的温度为其周围气流的湿球温度，不致受 到过热损害但不宜过高，否则使可溶性物质流失，糖分焦化或结壳。 再减速干燥段，质传递逐渐减少，干燥所需热量亦减少，故需降低风 湿。至干燥末段，物料去水很慢，宜进一步调低风湿。 4.热风的流速：通过物料周围的热风流速大，能以迅速传热并带走水分， 提高干燥速度。但流速增大到一定程度，不能相应增加干燥强度，且 增大动力消耗。
带 式 干 燥 机
全机有两级输送带，分成两个干燥段和一个吹风冷却段。第一段又分前、 后两个温区。物料经第一、二段干燥后，自第一输送带的末端，自动落入 第二个输送带的首端，其间物料受拨料器的作用而翻动，然后通过冷却段。 最后由终端卸出产品。
特点：Байду номын сангаас.物料干燥过程中，不受振动或冲击，不产生损伤，粉尘的飞扬也少
带冷却器的塔式喷雾干燥机
• 组成：高压泵，蒸汽加热器， 空气预热器，干燥室，旋风 分离器，消音器和冷却器 • 工作过程：浓缩液料从贮料 罐通过高压泵和雾化器喷入 干燥室。空气经两次的蒸汽 间接，形成热风送入干燥室。 干燥成品至干燥室下部用冷 风冷却，从底部卸出。废气 中挟带的粉尘经分离器重进 入干燥室，废气经消音器排 入大气。
化工原理第九章干燥
273 t 1.013 105 0.772 1.244 H 273 P 4、比热 c H
常压下，将湿空气1Kg绝干空气及相应水汽的温度升高
（或降低）1℃所需要（或放出）的热量，称为湿比热。
cH cg Hcv
cH 1.01 1.88H
cH f H
5、湿空气的焓 I
H
湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。
I H I g HIV
I H C g t HC v t Hr0
Cg HCv t Hr0
(1.01 1.88H )t 2490H
6、干球温度t和湿球温度 t
1）干球温度
用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2）湿球温度 湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达 到平衡或稳定时所显示的温度。
LI 0 Q p LI1
单位时间内预热器消耗的热量为：
Q p LI1 I 0
对干燥器列焓衡算，以1s为基准
LI1 GI1 QD LI 2 GI 2 QL
单位时间内向干燥器补充的热量为
QD LI 2 I1 GI 2 I1 QL
11mc I 1
W W L H2 H0 H 2 H1
Q 1.01Lt2 t0
Gcm 2 1 QL
W 2490 1.88t2 H 2 H 0 H2 H0
1.01Lt2 t0 W 2490 1.88t2 Gcm 2 1 QL
•不能忽略干燥器向周围散失的热量 QL≠0；
•物料进出干燥器时的焓不相等 G
I 2 I1 0
第九章 干燥过程与设备ppt课件
废气
物
料
2
8
7
6
5
9 10
34
图 13-20 卧式多室沸腾干燥器
空气加热器 2-料斗 3-风道 4-风口 5-成品出口 6-视镜 7-干燥室 8-旋风分离器 9-细粉回收器 10-离心通风机
二、沸腾造粒干燥设备
糖液在蒸发器内预先浓缩到70%左右的浓度，为了避 免糖液在管道中由于冷却后凝固而造成堵塞，在进入 喷嘴前经过加热槽，糖液保持在60℃左右，与压缩空 气一起经喷嘴喷入锥形沸腾床。喷嘴的位置一般多采 用侧喷，直径较大的锥形沸腾床可用3-6个喷嘴，同 时沿器壁周围喷入，喷嘴结构有二流式和三流式的。 中心管走压缩空气，内环隙走糖液，外管走压缩空气， 内管与外管间的环隙有螺旋线，即空气导向装置，压 缩空气从此处喷出，此种喷嘴雾化较好。
f
图 13-4 气 流 干 燥 器 型 式
预 热 器 2-加 料 器 3-混 合 器 4-分 散 机 5-粉 碎 机 6-干 燥 管 7-分 级 器 8-旋 风 分 离 器 9-袋 滤 器 10-空 气 净 化 器 11-空 气 过 滤 12、 13-风 机
采用粉碎机加料的流程
➢ （1）图13-4（c）适用于滤饼等泥状物料，经粉碎 机粉碎后进入干燥管。
物 料
压缩空气
脉冲干燥管
物 料 压缩空气
干燥管：一般采用圆形， 其次有方形和不同直 径交替的所谓脉冲管
热空气 图 13-2 脉 冲 干 燥 管
进料 热风
排料 图 13-5 粉 碎 机 结 构 示 意 图
6
9
8
1
3
6
9
8
2
1
3
c
6
9
8
《干燥设备》 (2)幻灯片
直线下降，在这段时间内，物料的外表非常湿润，物料外表水分为非结合 水分，在恒定的枯燥条件下，物料枯燥速率保持不变，称为恒速枯燥阶段。 在此阶段，由于物料内部水分扩散速率大于外表水分汽化速率，所以属外 表汽化控制阶段。
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图8-2恒定条件下物料干燥曲线
第一节 概述
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❖ 曲线CE表示枯燥速率随着物料湿度的下降而下降，水分自 物料内部向外表扩散的速率低于物料外表上水分汽化的速 率，随着物料内部含水量的减少，水分由物料内部向外表 传递的速率慢慢下降，因而枯燥速率也就越来越低，这个 阶段称为降速枯燥阶段。
第一节 概述
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一、枯燥的概念 概念：即是借助于热能使物料中水分或其他溶剂蒸发或用冷
冻将物料中的水分结冰后升华而被移除的单元操作。 目的：
①便于固体物料的贮存、运输和计量； ②保证固体物料的质量及化学稳定性，固体物料含水量较 高时容易发生水解、氧化等化学变化，由此引起的物料含 量降低、杂质含量增加及相应的外观变化是药物生产所不 能允许的； ③方便加工、包装，例如片剂生产中将各种固体物料混合 制成湿颗粒，经枯燥整粒前方能压片或者填入硬胶囊等。
❖ 在降速枯燥阶段，枯燥速率主要决定于物料本身的构造、 形状和大小等，而与空气的性质关系不大，所以降速下燥 阶段又称为物料内部扩散控制阶段。
第一节 概述
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〔2〕平衡水分与自由水分
在一定的外部湿空气环境中(如湿空气的温度、相对湿度不 变)，对湿物料中的水分加以区分：其中可用枯燥方法除 掉的水分是自由水分；不能除掉的是平衡水分。
当物料中水的蒸气压大于空气中水的蒸气分压时，枯燥过程 才能发生，显然，物料中水分被枯燥到所产生的蒸气压刚 好等于空气中水蒸气的分压时，两者处于平衡状态，枯燥 不再进展，此时物料中的水分就是平衡水分。
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图8-2恒定条件下物料干燥曲线
第一节 概述
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❖ 曲线CE表示枯燥速率随着物料湿度的下降而下降，水分自 物料内部向外表扩散的速率低于物料外表上水分汽化的速 率，随着物料内部含水量的减少，水分由物料内部向外表 传递的速率慢慢下降，因而枯燥速率也就越来越低，这个 阶段称为降速枯燥阶段。
第一节 概述
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一、枯燥的概念 概念：即是借助于热能使物料中水分或其他溶剂蒸发或用冷
冻将物料中的水分结冰后升华而被移除的单元操作。 目的：
①便于固体物料的贮存、运输和计量； ②保证固体物料的质量及化学稳定性，固体物料含水量较 高时容易发生水解、氧化等化学变化，由此引起的物料含 量降低、杂质含量增加及相应的外观变化是药物生产所不 能允许的； ③方便加工、包装，例如片剂生产中将各种固体物料混合 制成湿颗粒，经枯燥整粒前方能压片或者填入硬胶囊等。
❖ 在降速枯燥阶段，枯燥速率主要决定于物料本身的构造、 形状和大小等，而与空气的性质关系不大，所以降速下燥 阶段又称为物料内部扩散控制阶段。
第一节 概述
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〔2〕平衡水分与自由水分
在一定的外部湿空气环境中(如湿空气的温度、相对湿度不 变)，对湿物料中的水分加以区分：其中可用枯燥方法除 掉的水分是自由水分；不能除掉的是平衡水分。
当物料中水的蒸气压大于空气中水的蒸气分压时，枯燥过程 才能发生，显然，物料中水分被枯燥到所产生的蒸气压刚 好等于空气中水蒸气的分压时，两者处于平衡状态，枯燥 不再进展，此时物料中的水分就是平衡水分。
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(1)压力喷雾法（机械喷雾法）：利用往复运动的高压泵，将液 体从喷孔喷出，分散成５０－１５０um的液滴。
(2)气流喷雾法：依靠压力为0.25－0.6MPa的压缩空气通过喷 嘴时产生的高速度，将液体吸出并被雾化。
(3)离心喷雾法：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
▪ 形式： 长管式气流干燥器（长度１０－２０米）， 短管式气流干燥器（长度４米）， 旋风气流干燥器。
对物料有一定的磨损，不适用对晶体有一定要求的 物料，同时对粘性很强的物料也不适用气流干燥。
（一）典型的 气流干燥器 －－－－长 管式气流干 燥味精流程
• 干燥管：多采用圆 形，其次有方形和 不同直径交替的脉冲管，颗粒不断地加速减速，强化传热
相分离，而密度较小的粉末状产品随废气沿回风管
导入袋滤器。
（三） 离心喷雾干燥设备 （酶制剂干燥多用）
离心喷雾干燥流程
加热的发酵液由罐顶的管路经观察玻璃圆筒流入高速度
旋转的离心喷雾盘。液体通过六个喷嘴甩成雾状，与从顶部进 风口以旋转方式进入至喷雾盘四周的热空气进行充分接触， 造成强烈的传热和水分蒸发，空气温度随之降低，微粒在气 流和自身重力作用下旋转而下，当达到出口时已干燥完毕， 间歇通过双闸门的卸料阀，定期卸料。空气经过滤器与离心 通风机进入空气加热器，加热后从塔顶分内外两圈进入干燥 室，内圈由热风盘进入干燥室，外圈由固定均布的方形进风 口进入干燥室，从干燥室内排出的废气经锥部中央管通过旋 风分离器由离心通风机排至大气，旋风分离器收集随废气带 走的粉末状产品。排风机的排风量比进风量要求大，以便塔 内形成负压（沸点降低，利于物料内水分的蒸发）。
由于长管式气流干燥器的干燥管很高，对房屋建筑、 操作运行和设备检修等带来不便，因此在生产中较多 以旋风式气流干燥器代替长管式气流干燥器。
▪
带有物料的气流
在气流上部以切线方
向进入干燥器，在干
燥器内呈螺旋状向下
至底部后再折向中央
排气管排出。
第二节 流化床干燥
一、 沸腾干燥原理、特点和型式
流化床干燥：又称沸腾干燥，利用液态化技术，即利用热的 空气使孔板上的粒状物料呈液化沸腾状态，使 水分迅速汽化达到干燥的目的。
４.冷冻升华干燥：将物料冷冻至冰点以下，使 水分结冰，然后在较高的真空度下，使冰直 接升华为水蒸气而除去。
５.微波干燥：在微波电磁场的作用下，使物料内部的 极性分子（如水）产生振动，振动的能 量使被干燥的物料发热，从而达到去除 水分的目的。
目前生化产品的干燥较广泛采用空气干燥法, 空气干燥设备按工作原理分为：气流干燥、沸腾 干燥和喷雾干燥。 ▪ 气流干燥： 1）直管式气流干燥，用于味精和葡萄糖晶体的
喷雾干燥的关键是料液的雾化，它关系到喷雾干燥的技术 经济指标、产品质量。理想的喷雾器要求喷雾粒子均匀，结 构简单、产量大、能耗小。
生物工业中，后两种喷雾干燥设备应用较多。
（二） 气流喷雾干燥设备 1.气流喷雾干燥流程、特点
压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管， 由于喷头处有螺旋线，形成高速度旋转的圆锥状空 气涡流，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体在内部 或外部混合后，微粒化。空气加热器加热的热风， 经过滤器从干燥塔的上部 经空气分配盘进入，与 喷雾后的液体微粒相遇，干燥，而后物料由塔底部排 出，废气沿回风管导入袋滤器或旋风分离器，收 集随废气带走的粉末状产品，经排风机排入大气中。
三. 喷雾干燥
（一） 喷雾干燥原理及方法 1.喷雾干燥：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干燥。 成品以粉未状态沉降于干燥室底部，连 续或间接地从卸料器排出。
2.方法：按液体雾化方式分为三种
分配盘的型式有旋风扩散式和叶片旋风式，图示为 叶片旋风式，由３０片叶子均匀焊接于分配盘顶的周 边，并与水平面成３０角，热风排出的方向依旋风方 向决定。
3.喷雾器型式 内部混合式：气体与液体在喷嘴内部混合后由喷嘴
喷出，喷出雾滴比较均匀。 外部混合式：气体与液体在喷嘴外面混合，喷成雾
滴。 常用内部混合式。喷嘴上有螺旋槽，空气经螺旋槽
圆柱体锥底。 D:H=1:2.4~3 D:h=1:1.3~1.6 空塔时的气流速度约 为0.15~0.2m/s，回 风管空气流速约为 10~12m/s。干燥室 由1mm左右厚度的不 锈钢衬里焊接而成， 外部有保温层。 塔下部有螺旋排风管。
2.空气分配盘（作用是使空气形成旋流与雾滴接触，提高干燥效率） ：
时以切线方向进入形成湍流，并将料液喷成雾状 气流式喷雾是利用高速气流对料液产生摩擦分裂作
用而把液滴拉成细雾的，所以，气流式喷雾某些高黏 度的溶液时所得到的产品往往不是粉末而是絮状。
▪
螺旋排风管是在回风管的下部外侧焊接上螺旋
形的导风板，使气流沿螺旋导风板旋转向下，增大
了气流阻力，使密度较大的产品向下沉降，气固两
干燥 2）脉冲管式气流干燥，多用于制药工业 3）旋风气流干燥，多用于制药工业
喷雾干燥 沸腾干燥
离心式喷雾干燥，多用于酶制剂、 抗生素、酵母的干燥
气流式喷雾干燥，用于核甘酸、 酶制剂、抗生素的干燥
压力式喷雾干燥，多用于酵母的干燥
单层卧式多室沸腾干燥，用于柠檬酸 晶体、葡萄糖酸钙等的干燥
沸腾造粒干燥，用于葡萄糖、酶制剂和 味精干燥
第九章 干燥设备
干燥方法有： １.空气干燥：利用加热后的热空气，将热空气带入
干燥器并传给物料。空气即是载热 体，又是载湿体。如气流干燥、沸 腾干燥、喷雾干燥。 ２.加热面传热干燥：利用物料与热表面相接触的方
法传热给湿物料。空气是载湿 体，如真空干燥。
３.红外线干燥：利用红外线辐射作为热源，向 湿物料供热。优点：安全、卫生、干燥速度 快，但耗电量较大。
沸腾造粒干燥：利用流化介质（空气）与料液间很高的相对气 速，使溶液带进流化床就迅速雾化，液滴与原 来在沸腾床内的晶体结合，进行沸腾干燥。
沸腾干燥特点：传热传质速率高；干燥温度均匀，控 制容易干燥、冷却可连续进行，有利 于连续化和自动设备结构简单，生产 能力高。
二、 流化床干燥设备
沸腾干燥器型式：单层、多层，单层沸腾干燥器 又分单室、多室和有干燥冷却室的二段沸腾干燥。
第一节 气流干燥 一、气流干燥原理、特点和形式
▪ 工作原理：利用热空气与粉状或颗粒状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，从而 使湿物料达到干燥的目的。干燥时间一般为１－５ 秒.
▪ 气流干燥特点：干燥强度大； 干燥时间短，物料不会发生变 化；设备结构简单，生产能力大；适用性 广，可适用于粉状、粒状、碎块状以至泥状 物料的干燥。
(2)气流喷雾法：依靠压力为0.25－0.6MPa的压缩空气通过喷 嘴时产生的高速度，将液体吸出并被雾化。
(3)离心喷雾法：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
▪ 形式： 长管式气流干燥器（长度１０－２０米）， 短管式气流干燥器（长度４米）， 旋风气流干燥器。
对物料有一定的磨损，不适用对晶体有一定要求的 物料，同时对粘性很强的物料也不适用气流干燥。
（一）典型的 气流干燥器 －－－－长 管式气流干 燥味精流程
• 干燥管：多采用圆 形，其次有方形和 不同直径交替的脉冲管，颗粒不断地加速减速，强化传热
相分离，而密度较小的粉末状产品随废气沿回风管
导入袋滤器。
（三） 离心喷雾干燥设备 （酶制剂干燥多用）
离心喷雾干燥流程
加热的发酵液由罐顶的管路经观察玻璃圆筒流入高速度
旋转的离心喷雾盘。液体通过六个喷嘴甩成雾状，与从顶部进 风口以旋转方式进入至喷雾盘四周的热空气进行充分接触， 造成强烈的传热和水分蒸发，空气温度随之降低，微粒在气 流和自身重力作用下旋转而下，当达到出口时已干燥完毕， 间歇通过双闸门的卸料阀，定期卸料。空气经过滤器与离心 通风机进入空气加热器，加热后从塔顶分内外两圈进入干燥 室，内圈由热风盘进入干燥室，外圈由固定均布的方形进风 口进入干燥室，从干燥室内排出的废气经锥部中央管通过旋 风分离器由离心通风机排至大气，旋风分离器收集随废气带 走的粉末状产品。排风机的排风量比进风量要求大，以便塔 内形成负压（沸点降低，利于物料内水分的蒸发）。
由于长管式气流干燥器的干燥管很高，对房屋建筑、 操作运行和设备检修等带来不便，因此在生产中较多 以旋风式气流干燥器代替长管式气流干燥器。
▪
带有物料的气流
在气流上部以切线方
向进入干燥器，在干
燥器内呈螺旋状向下
至底部后再折向中央
排气管排出。
第二节 流化床干燥
一、 沸腾干燥原理、特点和型式
流化床干燥：又称沸腾干燥，利用液态化技术，即利用热的 空气使孔板上的粒状物料呈液化沸腾状态，使 水分迅速汽化达到干燥的目的。
４.冷冻升华干燥：将物料冷冻至冰点以下，使 水分结冰，然后在较高的真空度下，使冰直 接升华为水蒸气而除去。
５.微波干燥：在微波电磁场的作用下，使物料内部的 极性分子（如水）产生振动，振动的能 量使被干燥的物料发热，从而达到去除 水分的目的。
目前生化产品的干燥较广泛采用空气干燥法, 空气干燥设备按工作原理分为：气流干燥、沸腾 干燥和喷雾干燥。 ▪ 气流干燥： 1）直管式气流干燥，用于味精和葡萄糖晶体的
喷雾干燥的关键是料液的雾化，它关系到喷雾干燥的技术 经济指标、产品质量。理想的喷雾器要求喷雾粒子均匀，结 构简单、产量大、能耗小。
生物工业中，后两种喷雾干燥设备应用较多。
（二） 气流喷雾干燥设备 1.气流喷雾干燥流程、特点
压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管， 由于喷头处有螺旋线，形成高速度旋转的圆锥状空 气涡流，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体在内部 或外部混合后，微粒化。空气加热器加热的热风， 经过滤器从干燥塔的上部 经空气分配盘进入，与 喷雾后的液体微粒相遇，干燥，而后物料由塔底部排 出，废气沿回风管导入袋滤器或旋风分离器，收 集随废气带走的粉末状产品，经排风机排入大气中。
三. 喷雾干燥
（一） 喷雾干燥原理及方法 1.喷雾干燥：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干燥。 成品以粉未状态沉降于干燥室底部，连 续或间接地从卸料器排出。
2.方法：按液体雾化方式分为三种
分配盘的型式有旋风扩散式和叶片旋风式，图示为 叶片旋风式，由３０片叶子均匀焊接于分配盘顶的周 边，并与水平面成３０角，热风排出的方向依旋风方 向决定。
3.喷雾器型式 内部混合式：气体与液体在喷嘴内部混合后由喷嘴
喷出，喷出雾滴比较均匀。 外部混合式：气体与液体在喷嘴外面混合，喷成雾
滴。 常用内部混合式。喷嘴上有螺旋槽，空气经螺旋槽
圆柱体锥底。 D:H=1:2.4~3 D:h=1:1.3~1.6 空塔时的气流速度约 为0.15~0.2m/s，回 风管空气流速约为 10~12m/s。干燥室 由1mm左右厚度的不 锈钢衬里焊接而成， 外部有保温层。 塔下部有螺旋排风管。
2.空气分配盘（作用是使空气形成旋流与雾滴接触，提高干燥效率） ：
时以切线方向进入形成湍流，并将料液喷成雾状 气流式喷雾是利用高速气流对料液产生摩擦分裂作
用而把液滴拉成细雾的，所以，气流式喷雾某些高黏 度的溶液时所得到的产品往往不是粉末而是絮状。
▪
螺旋排风管是在回风管的下部外侧焊接上螺旋
形的导风板，使气流沿螺旋导风板旋转向下，增大
了气流阻力，使密度较大的产品向下沉降，气固两
干燥 2）脉冲管式气流干燥，多用于制药工业 3）旋风气流干燥，多用于制药工业
喷雾干燥 沸腾干燥
离心式喷雾干燥，多用于酶制剂、 抗生素、酵母的干燥
气流式喷雾干燥，用于核甘酸、 酶制剂、抗生素的干燥
压力式喷雾干燥，多用于酵母的干燥
单层卧式多室沸腾干燥，用于柠檬酸 晶体、葡萄糖酸钙等的干燥
沸腾造粒干燥，用于葡萄糖、酶制剂和 味精干燥
第九章 干燥设备
干燥方法有： １.空气干燥：利用加热后的热空气，将热空气带入
干燥器并传给物料。空气即是载热 体，又是载湿体。如气流干燥、沸 腾干燥、喷雾干燥。 ２.加热面传热干燥：利用物料与热表面相接触的方
法传热给湿物料。空气是载湿 体，如真空干燥。
３.红外线干燥：利用红外线辐射作为热源，向 湿物料供热。优点：安全、卫生、干燥速度 快，但耗电量较大。
沸腾造粒干燥：利用流化介质（空气）与料液间很高的相对气 速，使溶液带进流化床就迅速雾化，液滴与原 来在沸腾床内的晶体结合，进行沸腾干燥。
沸腾干燥特点：传热传质速率高；干燥温度均匀，控 制容易干燥、冷却可连续进行，有利 于连续化和自动设备结构简单，生产 能力高。
二、 流化床干燥设备
沸腾干燥器型式：单层、多层，单层沸腾干燥器 又分单室、多室和有干燥冷却室的二段沸腾干燥。
第一节 气流干燥 一、气流干燥原理、特点和形式
▪ 工作原理：利用热空气与粉状或颗粒状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，从而 使湿物料达到干燥的目的。干燥时间一般为１－５ 秒.
▪ 气流干燥特点：干燥强度大； 干燥时间短，物料不会发生变 化；设备结构简单，生产能力大；适用性 广，可适用于粉状、粒状、碎块状以至泥状 物料的干燥。