第十章干燥技术介绍
化工单元操作：干燥简介
干燥过程：传热和传质相 结合的操作（方向相反）
干燥的必要条件是：pw>p，即 湿物料的表面水汽分压大于热空气 中水汽分压
空气既是载热体又是载湿体
干燥简介
对流干燥流程
对流干燥流程如下图所示，空气由预热器加热至一定温度后进入干 燥器，与进入干燥器的湿物料相接触，空气将热量以对流传热的方式传 给湿物料，湿物料表面水分被加热汽化得到干燥产品，气流沿流动方向 温度降低，湿含量增加，废气自干燥器另一端排出。
干燥简介
常用的干燥方法 ➢ 辐射干燥：适于表面干燥。木材，纸张, 织物等片状物料。
热源：电（红外灯或电阻）、煤气（耐火材料或金属管)。 ➢ 介电干燥：微波干燥
用途：塑料、皮革、药物、烟草等。 ➢ 冷冻干燥：升华,适用于热敏性物质。
化燥模型
模型：以不饱和热空气为干燥 介质，水为湿分的对流干燥过程。
干燥技术 ---干燥简介
干燥简介
工业去湿的方法
➢ 机械去湿：如沉降、过滤、离心等(无相变化，能 耗少，费用低）。去湿不彻底（初步去湿）
➢ 吸附去湿：吸附剂 ➢ 热能去湿：又称干燥 (有相变化, 能耗高,去湿彻底,联用)
常用的干燥方法
➢ 传导干燥：利用热传导方法将热量通过干燥器的壁面传给湿物料。
➢ 对流干燥：热干燥介质（如热空气）与湿物料直接接触，并将 从物料中蒸发出的湿分带走。
干燥技术的原理及其应用
干燥技术的原理及其应用1. 引言干燥技术是一种将湿度高的物体或物质中的水分去除的技术。
它在许多领域都有广泛的应用，如食品加工、制药、化工等。
本文将介绍干燥技术的原理，并探讨其在不同领域的应用。
2. 干燥技术的原理干燥技术的原理基于两个关键概念：传热和传质。
传热是指通过传导、对流或辐射将热量从一个物体传递到另一个物体。
传质是指通过扩散或对流将物质从一个区域传递到另一个区域。
2.1 传热原理干燥技术中常用的传热方式包括传导、对流和辐射。
传导是指热量在固体内部通过分子之间的相互碰撞传递。
对流是指热量通过流体的对流传递，其中包括自然对流和强迫对流。
辐射是指热量通过电磁辐射传递，不需要介质进行传递。
2.2 传质原理传质是指水分从高浓度区域移动到低浓度区域的过程。
干燥技术中常用的传质方式包括扩散和对流。
扩散是指物质在不进行对流的情况下从高浓度区域移动到低浓度区域。
对流是指物质通过流体的对流传递，其中包括自然对流和强迫对流。
3. 干燥技术的应用3.1 食品加工干燥技术在食品加工中有着广泛的应用。
例如，蔬菜、水果等食材在加工前往往需要进行干燥以延长其保质期。
同时，干燥还可以改变食材的质地和口感，提高食品的口感和风味。
3.2 制药制药行业对干燥技术有着重要的需求。
许多药物在生产过程中需要进行干燥以去除其中的水分，以提高其稳定性和保存期限。
另外，干燥还可以改变药物的形态，以便于药物的制剂和包装。
3.3 化工在化工领域，干燥技术用于去除化学反应或合成过程中产生的溶剂或水分。
干燥可以帮助控制化学反应的速率和效果，提高产品的质量和纯度。
3.4 其他领域除了食品加工、制药和化工领域，干燥技术还在许多其他领域有着应用。
例如，干燥技术可以用于纸浆和纺织品的生产，以提高其质量和使用性能。
此外，干燥技术还可以用于电子和电器设备的生产过程中，以去除其中的水分，提高设备的稳定性和可靠性。
4. 结论干燥技术基于传热和传质的原理，通过不同的传热和传质方式去除物体或物质中的水分。
第十章 干制保藏
一般当干燥室内相对湿度达70% 以上时，要通风排湿。每次通风 时间以10-15min为宜。时间过短， 排湿不足，影响干燥速度和产品 质量；时间过长，则造成室内温 度下降过多，加大能耗。
• 为了使成品的干燥程度一致，尽可能避免 干湿不匀，需进行倒换烘盘。 • 在倒盘的同时应抖动烤盘，使物料在盘内 翻动，这样可促使物料受热均匀，干燥程 度一致。
第四节.干制品的处理与贮藏
• 一.干制品包装前的处理 • （一）筛选、分级 • 干燥后的干制品为提高产品的商品质量，在包装前应利用振动筛 等分级设备进行筛选、分级，剔除过湿、结块等不合标准的产品或其 他碎屑杂物。对大小合格的产品还需进一步在移动速度为3~7m/min的 传送带上进行人工挑选，剔除杂质，残缺、不良成品，并经磁铁吸除 金属杂质。 • （二）回软处理 又称均湿或水分平衡。目的是使各部分含水量均衡，呈适宜的柔软 状态，便于产品处理和包装运输。 方法：将干燥后的产品，剔除过湿、过大、过小、结块以及细 待冷却后立即堆集起来或放在密闭容器中，使水分平衡。 一般菜干1~3d，果干2~5d
园艺产品中的水分按其存在状态可分为三类：
（1）游离水：又称自由水和机械结合水
是以游离状态存在于果蔬组织中的水分。占总含水量60%~80%，可溶解 糖、酸等可溶性物质，易结冰，流动性大，因此干制时易蒸发排除
（2）胶体结合水：又称束缚水或物理化学结合水
是指通过氢键和果蔬组织中的化学物质相结合的水分。结合水仅占极小 部分，和游离水相比，结合水稳定、难以蒸发，一般在-40℃以上不能结冰， 这个性质具有重要实际意义。结合水不能作溶剂，也不能被微生物所利用。 干燥时，当游离水蒸发完之后，一部分结合水才会被排除。
•
革兰氏阴性杆菌、一部分细菌的孢子、某些酵母菌 大多数球菌、乳杆菌、杆菌科的营养体细胞、某些霉菌 大多数酵母菌 大多数霉菌、金黄色葡萄球菌 大多数耐盐细菌 耐干旱霉菌 耐高渗透压酵母 任何微生物不能生长
干燥技术
干燥技术干燥技术，是指用特定的方法将物体中的水分或其他液态物质蒸发或去除的过程。
它广泛应用于许多领域，包括食品加工、化工、制药、冶金、纺织、建材等行业。
本文将从干燥技术的原理、应用领域、常见方法等方面进行介绍。
干燥技术的原理主要包括传热、传质和物料转化三个基本过程。
传热是指通过传导、对流和辐射等方式将热能传递到物料中，使其获得足够的热量来蒸发水分。
传质是指水分从物料内部迁移至物料表面，进而蒸发出去。
物料转化是指在干燥过程中，物料的结构发生改变，从而提高水分的迁移速率。
干燥技术在食品加工行业中有着广泛的应用。
它可以有效地保持食品的新鲜度和口感，延长其保存期限。
常见的食品干燥方法包括自然晾晒、热风干燥、真空干燥等。
在热风干燥中，通过加热空气将水分蒸发出去；而在真空干燥中，通过降低环境压力来促使水分蒸发。
这些方法在不同的食品加工过程中起到了重要的作用，如蔬果、肉类、海产品等的干燥处理。
化工行业中，干燥技术被广泛应用于固体粉末的生产过程中。
它可以通过蒸发溶剂或其他液态成分，使形成固体颗粒。
常见的干燥方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、托盘干燥等。
喷雾干燥是将物料与溶剂混合后，通过喷嘴雾化成细小颗粒，并在热风中迅速蒸发水分，形成固体颗粒。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后，将其中的水分通过升华的方式去除。
在制药行业中，干燥技术的应用也非常广泛。
药品制造过程中常常需要将溶剂去除，以得到纯净的药品成品。
常见的干燥方法包括真空干燥、冷冻干燥等。
真空干燥是通过在低压环境下，使溶剂迅速蒸发，从而干燥物料。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后，在低压下将水分升华为固体，从而去除水分。
冶金行业中的干燥技术主要应用于粉煤灰、矿石和冶金渣等物料的处理。
通过干燥，可以使这些物料更加易于贮存和运输。
常见的干燥方法包括流化床干燥、导热干燥等。
流化床干燥是将物料与空气混合，在流化床的作用下，水分被蒸发出去。
导热干燥则是通过加热物料，使其中的水分蒸发。
纺织和建材行业中的干燥技术主要用于煅烧、烘干和固化等环节。
《干燥技术》课件
智能化
随着人工智能和物联网技术的快速发展，干燥技术将逐步 实现智能化，通过自动化控制和远程监控，提高生产效率 和产品质量。
多功能化
为了满足不同行业和不同产品的需求，干燥技术将向多功 能化方向发展，通过集成多种干燥技术和设备，实现多种 物料的干燥处理。
干燥技术面临的挑战与解决方案
技术创新
环保法规
干燥技术面临的主要挑战之一是技术创新 ，需要不断研究和开发新的干燥技术和设 备，提高干燥效率和降低能耗。
近代干燥技术
采用热风、微波等手段进 行干燥，效率高、应用广 泛。
现代干燥技术
采用新型的干燥技术和设 备，如真空干燥、冷冻干 燥等，具有更高的效率和 更好的产品质量。
2
CATALOGUE
干燥技术的分类
按照工作原理分类
机械压缩干燥
通过机械压缩的方式，使物料中 的水分汽化并排出，常用于谷物
、蔬菜等物料的干燥。
干燥过程较长，能耗较高。
化学干燥的原理与特点
化学干燥原理：通过化学反应使物料中的水分与其他物 质结合，从而达到干燥物料的目的。 对某些物料具有特殊的干燥效果；
可能对物料产生化学变化；
化学干燥的特点 干燥过程简单，操作方便； 对环境的影响较小。
04
CATALOGUE
干燥技术的应用案例
农业产品干燥案例
制药干燥
用于药品生产过程中的干 燥，如中药材、药品辅料 等。
按照干燥设备分类
01
气流干燥
利用高速气流将物料分散并干燥 ，具有处理量大、干燥效率高等 特点。
喷雾干燥
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03
厢式干燥
通过喷雾方式将物料分散成微小 液滴，然后在热空气中迅速干燥 ，常用于液体物料的干燥。
干燥技术
干燥技术是一种古老而通用的单元操作技术, 然而它又是很复杂的、人类对其了解还很浅的技术。
目前大多数干燥设备设计仍然依赖于小规模试验和实际操作经验。
换句话说, 干燥器设计尚属非标设计。
建国以来, 一些现代的干燥设备( 如喷雾干燥器、气流干燥器及流化床干燥器) 在工业生产中得到应用。
自70 年代以来, 随着科学技术的迅猛发展以及各技术领域的交叉、渗透, 干燥设备、干燥过程和干燥理论的研究有较大进展。
尤其是近10 多年来,有许多新型干燥器投放市场, 但其主要是在原有结构的基础上作了某些改进。
干燥技术随着有关产业的发展有较大进展。
干燥技术涉及不同类型产品的品质、形状、干燥前后的物态。
干燥设备的能耗在工业发达国家超过其能耗总量的10%, 因此, 降低干燥设备能耗是涉及面广的长远课题。
目前, 工业生产对干燥技术的需求剧增, 这就促进了干燥设备的发展, 尤其是机电一体化、制造加工标准化、提高调控水平等成了干燥设备研究发展的方向。
干燥设备的革新随着全球经济、技术竞争的日趋剧烈, 人们对有效利用能源、提高产品质量和加强环境保护等的意识逐步增强。
干燥设备随着干燥技术的变革而革新。
革新的内容包括: ( 1) 设计制造新的干燥设备或与干燥过程相配套的设备;( 2) 提高干燥产品的质量, 在干燥产品质量控制方面比现有设备要好;( 3) 避免或减少对环境的污染;( 4) 操作更安全、可靠;( 5) 总体上降低能耗, 降低设备制造成本。
2. 1机械脱水为了减少干燥器的热负荷, 在干燥前减少湿物料中的水分很重要, 通常采用真空或压过滤器、渗析器、离心机等进行机械脱水。
但对于胶体状物料, 例如, 来自各种加工过程的废液、食品加工的废物、煤矿或油砂的残渣, 因其中含有小颗粒( d< 5Lm) , 对其脱水处理相当困难。
近年来, 采用下列方法取得了很好的效果。
( 1) 电渗析脱水——直流电场应用于胶体悬浮液的脱水。
( 2) 间断式电渗析脱水。
生物医学中的干燥技术
生物医学中的干燥技术生物医学领域是一个充满挑战的领域，需要医生和研究人员不断探索和创新。
其中一个重要的方面是干燥技术，它是医学实验和药物生产中必不可少的一环。
本文将介绍干燥技术在生物医学领域中的应用和研究进展。
1. 干燥技术的基本原理干燥技术是一种将液态或溶液态物质转化为固态的过程。
这个过程中，水分被蒸发或冻结，剩余的物质被锁在固体矩阵或分散在空气中。
通过干燥技术，我们可以将生物制品和药物保存更长时间，并改善它们的稳定性和可持续性。
目前，广泛使用的干燥技术有喷雾干燥、冻干和真空干燥。
其中，冻干技术也称为减压冷冻干燥，是一种将样品在低温下冻结，然后在低温和低压下升华水分的过程。
2. 干燥技术在生物医学中的应用2.1 蛋白质和抗体蛋白质和抗体是生物医学领域中非常重要的制品。
然而，它们的稳定性和活性受到温度、湿度、氧气和光照等环境因素的影响。
通过冻干等干燥技术，可以将它们转化为稳定的干燥粉末，方便存储和运输。
此外，冻干粉末可以通过加水重新溶解，恢复它们的功能。
2.2 疫苗疫苗是预防疾病的重要工具。
常规疫苗制备涉及到多个工序，包括培养病毒或细菌，分离抗原，形成免疫原并灭活/减毒。
干燥技术可以确保疫苗的长度和稳定性，同时减少冷库的使用量。
由于干燥后的疫苗可以长期保持活性，其易于储存和运输，从而能够到达偏远地区。
2.3 细胞细胞和组织是诊断、治疗和研究的重要工具。
然而，冷冻通常会导致细胞的变形和死亡。
在一些情况下，冻干技术可以用于保持活性并减少细胞受损的几率。
3. 干燥技术的研究进展在生物医学领域中，研究人员一直在探索更好的干燥方法和技术。
以下是几个方面的研究进展：3.1 快速干燥技术喷雾干燥和冻干等目前通行的干燥技术需要几个小时或几天才能完成。
出于快速的需要，研究人员发现了新的干燥方法，例如微波干燥和纳米颗粒干燥。
这些技术可以在几分钟内实现干燥，这对于制备昂贵的药物和生物制品，以及节省时间和成本是非常有用的。
中药材加工之干燥技术
contents
目录
• 中药材干燥技术概述 • 中药材干燥技术原理 • 中药材干燥技术应用 • 中药材干燥技术质量控制 • 中药材干燥技术发展趋势与挑战
01
中药材干燥技术概述
干燥技术的定义与重要性
定义
干燥技术是指通过物理或化学方法，去除中药材中的水分， 以达到防霉、防虫、防变色、防泛油等目的，保证中药材质 量与安全。
烟熏干燥
利用烟熏的方法去除中药材表面的水 分，常用于某些需要特殊处理的中药 材。
烘箱干燥
烘箱干燥
将中药材放入烘箱中，利用热空气循 环进行干燥。此法适用于大量药材的 快速干燥，但需注意温度和时间控制， 以防药材变质。
微波干燥
利用微波的能量使中药材中的水分迅 速蒸发，从而达到干燥的目的。此法 具有干燥速度快、效率高的特点，但 成本较高。
重要性
中药材的干燥处理是中药材加工过程中的重要环节，直接关 系到中药材的品质、药效和安全性。干燥处理可以有效防止 中药材发霉、生虫，保持中药材的色泽和气味，提高中药材 的贮存期和使用价值。
干燥技术的历史与发展
历史
中药材的干燥技术有着悠久的历史，最早可追溯到古代的晒干、阴干和烘干等方法。随着科技的发展，人们不断 探索新的干燥技术和设备，如红外线干燥、微波干燥、真空干燥等，使得中药材的干燥处理更加高效、节能和环 保。
随着技术的进步，越来越多的自动化干燥设备被应用 于中药材加工过程中，能够实现快速、均匀的干燥， 提高生产效率。
智能化控制
通过引入智能化控制系统，实现对干燥过程的实时监测 与控制，确保干燥效果的稳定性和一致性，降低人为因 素对产品质量的影响。
新型干燥技术的研发与应用
真空冷冻干燥
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p 100% ps
值越低，气体偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大； =100% 时，p=ps，气体被湿份蒸汽所饱和，不能再吸湿。
G c dX dW N Ad A d
如果物料的形状规则，干燥面积容 易求出，使用干燥速度较为方便。
式中：N —— 干燥器的干燥速度，kg/(m2· s)； A —— 物料表面积，即干燥面积，m2。 干燥速率U：干燥器单位时间内汽化的湿分量 (kg湿分/s)。 微分形式为，
dW dX U Gc d d
干燥曲线和干燥速率曲线 干燥曲线：物料湿含量 X 与干燥时间 的关系曲线。 预热段(Pre-heat period)： 初始湿含量 X1 和温度 1 变为 X 和 tw 。物料吸热升温以提高汽 化速率，但湿含量变化不大。
湿含量X A B
预热段
C Xc
恒速段
降速段
D
X*
物料表面温度
恒速干燥段(Constant-rate period)： 物料温度恒定在 tw，X~ 变化呈 直线关系，气体传给物料的热量 全部用于湿份汽化。
1.3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）：将需要干燥的物料臵于高频电场的 交变作用使物料加热而达到干燥。
一、湿空气的状态参数
干球温度 t ：湿气体的真实温度，简称温度（℃ 或 K）。将温度计直接插在湿气体中即可测量。
系统总压 P ：即湿气体的总压。干燥过程中系统 总压基本上恒定不变。 干燥操作通常在常压下进行，热敏性物料的干燥 一般在减压下操作。
湿份的表示方法 湿份分压（Moisture partial pressure） 湿气体中湿份蒸汽的压力，用 p 表示（kpa ）； 当气体为湿份蒸汽所饱和时，湿份分压达到最大值，即系统 温度下湿份的饱和蒸汽压。
干燥速率 U 或 N C
I
B A
C’
II
D D
设物料的初始湿含量为 X1，产品 湿含量为 X2： 当 X1＞Xc 和 X2＜Xc 时，干燥有 两个阶段； 当 X1＜Xc 或 X2＞Xc 时，干燥都 只有一个阶段，即恒速干燥段。
物料温度
tw
C
B A
X*
Xc
湿含量 X
第二节 湿空气和物料中水分的性质
第十章 干燥技术
内容简介
干燥速度
湿空气和物料中水分的性质
干燥过程
干燥设备及其应用
第一节 干燥速度
1.1干燥的意义
延长贮藏
用于某些样品加工过程以改善加工品质 -----便于后加工。 便于商品流通
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 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
（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,其中喷雾干燥干燥效率 较高。 （4）采用防潮包装减慢吸湿速度，防止产品吸湿 （5）在贮存过程中减慢吸湿速度，防止制剂吸湿 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。
1.4干燥速度——对流干燥为例
干燥曲线和干燥速率曲线 Drying curve and drying-rate curve 对一定干燥任务，干燥器尺寸取决于干燥时间和干燥速率。 由于干燥过程的复杂性，通常干燥速率不是根据理论进行 计算，而是通过实验测定的。 为了简化影响因素，干燥实验都是在恒定干燥条件下进行 的，即在一定的气－固接触方式下，固定气体的温度、湿 度和流过物料表面的速度进行实验。 为保证恒定干燥条件，采用大量空气干燥少量物料，以使 气体的温度、湿度和流速在干燥器中恒定不变。实验为间 歇操作，物料的温度和湿含量随时间连续变化。
绝对湿度(湿度) H（Humidity）
湿气体中湿份蒸汽的质量与绝干气体的质量之比。若湿份蒸 汽和绝干气体的摩尔数 (nw, ng) 和摩尔质量 (Mw , Mg)
nw M w M w p H ng M g Mg P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
D
t
tw A
B C 干燥时间
降速干燥段 (Falling-rate period)： 物料开始升温，X 变化减慢，气体传给物料的热量仅部分用 于湿份汽化，其余用于物料升温，当 X = X* ， = tW。
干燥速度和干燥速率的定义 干燥速度 (干燥通量) N：干燥器单位时间内在物料单位表面 积上汽化的湿分量（kg湿分/(m2· s)）。微分形式为
如果物料形状是不规则的，干燥面积不 易求出，则可使用干燥速率进行计算。
式中：U —— 干燥器的干燥速率，kg/s； W —— 汽化水份量，kg； Gc —— 绝干物料的质量，kg；
干燥曲线和干燥速率曲线 干燥速率曲线：干燥速率 U 或干燥速度 N 与湿含量 X 的关 系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。 由于物料预热段很短，通常将其 并入恒速干燥段； 以临界湿含量 Xc 为界，可将干燥 过程只分为恒速干燥和降速干燥 两个阶段。
p H 0.622 P p 总压一定时，气体的湿度只与湿份midity） 湿度只表示湿气体中所含湿份的绝对数，不能反映气体偏离 饱和状态的程度（气体的吸湿潜力）。 相对湿度：一定的系统总压和温度下，气体中湿份蒸汽的分 压 p 与系统温度下湿份的饱和蒸汽压 ps 之比。