第八章物料干燥设备
干燥过程与设备 ppt课件
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一、气流干燥
干燥过程：被加热以后的空气在管道内快速流动 ，湿物料进入管道后被高速气流带走向管道出口 运行；这个过程中由于对流传热传质的作用同时 使得水蒸汽被蒸发。由于物料进入管道后被高速 气流冲散二者充分混合，在管道出口对气固二相 进行分离。
特点：空气和物料并流，对流传热，干燥物料。
单层的沸腾干燥器又分单室、多室，有干燥室冷却室的两段沸
腾干燥器、沸腾造粒干燥器。
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(二)单层卧式多室的沸腾干燥设备构造和操作
适用于颗粒状物料的干燥。
操作注意事项： 防止沟流现象。 防止层析现象
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（三）沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造
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，密度较小的粉末状产品随废气沿 回风管导入袋滤器，螺旋排风管的作用是使气固两相分离。 气流喷雾器有两种型式，内部混合式为外部混合式。
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（一）气流喷雾干燥设备
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液料
（二）离心喷雾干燥设备
间歇卸料的离心喷雾干燥流程 蒸汽
特点：不同的喷雾器 、喷成雾状、较大表面积的分散微粒同热 空气发生强烈的热交换 、在几秒至几十秒内获得干燥。
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气流喷雾干燥塔的构造
圆柱圆锥形； 顶部装有空气分配盘，分配盘的型式有旋风扩散式、叶片旋风
式，其作用是使空气形成旋流与雾滴接触，提高干燥效果。 设备的下部有螺旋排风管，是在回风管的下部外侧焊上螺旋形
原理：被干燥物先降温冻结成固体，然后在真空的条件下，适当 加热使水蒸汽直接升华出来，而物质本身留在冻结时的冰架中。其 操作区域在水的三相点以下。
单元八 干燥单元操作与设备PPT学习教案
单元八 干燥单元操作与设备
会计学
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三、对流干燥过程分析
1.对流干燥原理
热量 干燥介质
水分
湿物料
结论：（1）干燥过程热量传递与质量传递同时进行，
但方向相反。
（2）干燥介质既是载热体，又是载湿体。
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2.条件： ◆干燥介质温度大于物料表面温度；
◆ pw ps
3.对流干燥流程
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第二节 湿空气的性质和湿度图
对于饱和湿空气： t tW tas td
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二、湿空气的湿度图及应用 1.I-H图 ◆等湿线 ◆等焓线 ◆等温线 ◆等相对
湿度线 ◆水蒸气
分压线
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2. I-H图应用
（1）确定湿空气的状态并查取湿空气的状态。 ◆已知t,φ； ◆已知t, tw； ◆已知t, td；
（2）按气流运动方式：并流、逆流和错流。
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一、厢式干燥器 ◆结构
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◆优点：结构简单,适应性大，物料静止，保证 物料原状。
◆缺点：干燥程度不均匀，生产能力低，劳动 强度大。
◆适用场合：干燥小批量的各种物料。 （为改善干燥程度，可采用穿流式。）
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二、转筒干燥器 ◆结构
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注：如果两条等参数线得不到交 点，如（ td，H），（ tW，I），
干燥设备干燥设备
第三节 带式干燥器
图8-7 单机带式干燥器操作流程
第三节 带式干燥器
二、多层带式干燥器 ❖ 多层带式干燥器常用于干燥速度要求较低、干燥
时间较长，在整个干燥过程中工艺操作条件(如干 燥介质流速、温度及湿度等)能保持恒定的场合， 如图8-8所示。 ❖ 多层带式干燥器广泛使用于中药饮片、谷物类物 料，且占地少，结构简单。但因操作中要多次装 料和卸料，故不适用于易黏着输送带及不允许碎 裂的物料。
图8-2恒定条件下物料干燥曲线
第一节 概述
❖ 曲线CE表示干燥速率随着物料湿度的下降而下降，水分自 物料内部向表面扩散的速率低于物料表面上水分汽化的速 率，随着物料内部含水量的减少，水分由物料内部向表面 传递的速率慢慢下降，因而干燥速率也就越来越低，这个 阶段称为降速干燥阶段。
❖ 在降速干燥阶段，干燥速率主要决定于物料本身的结构、 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。
A-进汽多支管；B-冷液多支管；C-连接 多支管与空心管的短管；D-空心隔板
图8-6 真空厢式干燥器
第二节 厢式干燥器
❖ 干燥完毕后，一定要先将真空泵与干燥箱连接的 真空阀门关闭，然后缓缓放气，去除物料，最后 关闭真空泵。如果先关闭真空泵，真空箱内的负 压就可能将冷凝器内或真空泵里的液体倒吸回干 燥器中，造成产品污染并有可能损坏真空泵。
第二节 厢式干燥器
三、真空厢式干燥器 ❖ 对于不耐高温、易氧化的物
料,或是贵重的生物制品可以 选用真空厢式干燥器。 ❖ 干燥时，将料盘放于每层隔 板之上。钢制断面为方形的 保温外壳，内设多层空心隔 板，隔板中通常加热蒸汽或 热水。由A管通人蒸汽，由B 管流出冷凝水。关闭厢门， 用真空泵将厢内抽到所需要 的真空度后，打开加热装置 并维持一定时间。
喷雾干燥设备的原理技术
特点：载热体在系统中组成一个封闭的循环回路， 有利于节约载体热。
回收有机溶剂，防止污染大气，载热体大多使用 惰性气体（如N2,CO2等）。 流程：从干燥塔排除的废气，经旋风除尘器除去 微细粒子，然后进入冷凝器。
冷凝器的作用:是将废气中的溶剂（或水分）冷凝 下来，除湿后的尾气经鼓风机升压，进入一个间 接式加热器后又变为热风，如此往复循环使用。
由于高温热风进入干燥室立即与（含水多的 物料）喷雾液滴接触，室内温度急降，不会 使干燥的物料受热过度，料温升高较小，因 此适宜于热敏性物料的干燥。风与物料接触 不充分，越到底部，传热温差小，传热速率 小。
在并流系统中，最热的干燥空气与水分含量最 大的液滴接触，因而迅速蒸发，液滴表面温度 接近于空气的湿球温度，同时空气的温度也随 着降低，因此，从液滴到干燥成品的整个过程 中，物料的温度不高，这对于热性物料的干燥 是特别有利的。这时，由于蒸发速度快，液滴 膨胀甚至破裂，因此并流操作时所得产品常为 非球形的多孔颗粒，具有较低的视密度。
自惰就是指系统中有一个自制惰性气体的装置。 在这个装置中，引入空气和可燃性气体进行燃烧， 将空气中的氧气烧掉，剩下氮气和二氧化碳作为 干燥介质。
为使系统中气体压力平衡，在鼓风机出口处安装 一个放气减压装置，部分空气可排放到大气中。
适用于：有臭气发出，产品有高度爆炸性，着火 危险，通过燃烧消除掉臭气和产品粉末。
常用于压力喷雾。
对于逆流操作系统中，在塔顶， 喷出的雾滴与塔底上来的热空 气相接触，因此，蒸发速度较 并流的慢。在塔底，最热的干 燥空气与最干的颗粒接触，物 料易过热.
若干燥产品能经受高温，需要 较高的视密度时，则用逆流系 统最合适。
逆流过程中，平均温度差和分 压差较大，停留时间较长，有 利于传质和传热，热的利用率 也高。
第八章 干燥技术
非结合水分：与物料机械形式的结合，附着在物料表面的水，具有和独立存
在的水相同的蒸汽压和汽化能力。 结合水分：与物料存在某种形式的结合，其汽化能力比独立存在的水要低， 蒸汽压或汽化能力与水分和物料结合力的强弱有关。
热干燥过程的基本流程
新鲜空气 过滤器 鼓风机 加热器
中多余的湿份。
除湿方法
机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。 物理化学除湿——加干燥剂如硅胶、无水氯化钙、石灰等 干燥 ——利用热能使湿物料中的湿份汽化。除湿程
度高，但能耗大。
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除去，
然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉，以降低
除湿的成本。
干燥分类
因此，干燥速率也是一个定值；
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散到气相主体的速率。因此，又称为 表面汽化控制阶段。 此时的干燥速率几乎等于纯水的汽化速度，和物料湿含量、物料 类别无关； 影响因子主要有：空气流速、空气湿度、空气温度等外部条件。
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面 传热过程
内部 水分 扩散 到表 面 传质过程
传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
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。
干速率 U 或 N C
喷雾干燥设备
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后的物料进行 回收；
物料干燥设备
第九章物料干燥设备本章学习目标1.了解物料干燥原理及工艺对于干燥设备的技术要求2.掌握物料干燥设备的主要类型及其应用特点3.掌握各种干燥设备的基本原理和性能特点4.掌握干燥设备的选用和使用要点目录干燥原理及对干燥设备的技术要求通风干燥设备滚筒干燥设备真空干燥设备喷雾干燥设备升华干燥设备第一节概述一、干燥方法1.种类：自然干燥和人工干燥2.原理：利用自然的太阳能辐射热和常温空气，晒干、吹干和晾干。
3.特点：简便易行，成本低廉，受自然条件限制，干燥时间长，损耗大，产品质量较差。
4.应用：杏、葡萄、柿、枣、黄花菜、竹笋等二、人工干燥法三、干燥的发展趋势干燥原理及对干燥设备的技术要求四、干燥工程1.物料受热干燥时，相继发生两个过程：a)表面汽化：热量从周围环境传递至物料表面使其表面水分蒸发；b)内部扩散：物料内部水分传递到物料表面2.干燥工程中水分的内部扩散和外部表面汽化是同时进行的，在不同阶段其速率不同，而整个干燥过程由两个过程中较慢的一个阶段控制。
1) 表面汽化控制2) 干燥过程由表面汽化控制：如果表面汽化速率小于内部扩散速率，则物料内部水分能迅速到达表面，使表面保持充分湿润，此时干燥过程由干燥过程由表面汽化控制3. 改善干燥速率的方法：改变影响表面汽化的因素，就能使干燥速率发生变化，如在对流干燥中降低空气相对湿度、改善空气流动状况等，可以提高干燥速率；在传导干燥和辐射干燥中提高导热或辐射强度、改善湿空气与物料的接触与流动状况等有助于提高干燥速率内部扩散控制内部扩散控制：如果表面汽化速率大于内部扩散速率，则没有足够的水分扩散到表面以供汽化，此时干燥工程受内部扩散控制。
欲提高干燥速率，必须从改善内部扩散着手减小物料厚度，以缩短水分的扩散距离；使物料堆积疏松、采用空气穿流物料层，以增大干燥表面积；搅拌或翻动物料使深层湿物料暴露于表面；采用接触加热或微波加热，使深层料温高于表面等。
在食品干燥末期，物料水分较少，整个过程由内部扩散控制，是干燥速率不断减少的降速干燥五.干燥设备技术要求分类：按干燥室内操作压力：常压干燥器和真空干燥器按操作方式：连续干燥器和间歇干燥器按干燥介质和物料的相对运动方式：并流、逆流和错流干燥器按供热方式：对流干燥器、接触干燥器、辐射干燥器和介电干燥器六、供热方式对干燥设备的影响为干燥设备提供热量主要通过对流、传导和辐射对流加热干燥器：由流过物料表面或穿过物料层的热空气或其他气体供热，蒸发的水分由于干燥介质带走特点：初始恒速干燥阶段，物料表面温度为对应加热介质的湿球温度。
化工原理 第八章 固体干燥.
第八章固体干燥第一节概述§8.1.1、固体去湿方法和干燥过程在化学工业,制药工业,轻工,食品工业等有关工业中,常常需要从湿固体物料中除去湿分(水或其他液体),这种操作称为”去湿”.例如:药物,食品中去湿,以防失效变质,中药冲剂,片剂,糖,咖啡等去湿(干燥) 塑料颗粒若含水超过规定,则在以后的注塑加工中会产生气泡,影响产品的品质. 其他如木材的干燥,纸的干燥.一、物料的去湿方法1、机械去湿：压榨，过滤或离心分离的方法去除湿分，能耗底，但湿分的除去不完全。
2、吸附去湿：用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如CaCl2，硅胶，沸石吸附剂等）与湿物料并存，使物料中水分相续经气相转入到干燥剂内。
如实验室中干燥剂中保有干物料；能耗几乎为零，且能达到较为完全的去湿程度，但干燥剂的成本高，干燥速率慢。
3、供热干燥：向物料供热以汽化其中的水分，并将产生的蒸汽排走。
干燥过程的实质是被除去的湿分从固相转移到气相中，固相为被干燥的物料，气相为干燥介质。
工业干燥操作多半是用热空气或其他高温气体作干燥介质（如过热蒸汽，烟道气）能量消耗大，所以工业生产中湿物料若含水较多则可先采用机械去湿，然后在进行供热干燥来制得合格的干品。
二、干燥操作的分类1、按操作压强来分：1）、常压干燥：多数物料的干燥采用常压干燥2）、真空干燥：适用于处理热敏性，易氯化或要求产品含湿量很低的物料2、按操作方式来分：1）、连续式：湿物料从干燥设备中连续投入，干品连续排出特点：生产能力大，产品质量均匀，热效率高和劳动条件好。
2）、间歇式：湿物料分批加入干燥设备中，干燥完毕后卸下干品再加料如烘房，适用于小批量，多品种或要求干燥时间较长的物料的干燥。
3、按供热方式来分：1）、对流干燥：使干燥介质直接与湿物料接触，介质在掠过物料表面时向物料供热，传热方式属于对流，产生的蒸汽由干燥介质带走。
如气流干燥器，流化床，喷雾干燥器。
2）、传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式加热物料，产生的蒸汽被干燥介质带走，或是用真空泵排走（真空干燥），如烘房，滚筒干燥器。
《物料干燥》课件
废弃物资源化利用
对干燥过程中产生的废弃物进行资 源化利用，减少对自然资源的消耗 。
节能减排
推广节能减排技术，降低能源消耗 和碳排放，实现绿色发展。
THANKS
自然干燥设备的优点是能源消耗少，环保，可以处理大量物 料。缺点是干燥时间长，受天气影响大，干燥效果不稳定。
人工干燥设备
人工干燥设备是指利用人工能源进行物料干燥的设备，如 电热烘箱、红外线干燥机等。这类设备适用于对干燥要求 较高的物料，如食品、药品等。
人工干燥设备的优点是干燥效果好，干燥时间短，可控制 性强。缺点是能源消耗大，成本高，可能对物料产生不良 影响。
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物料干燥的基本原理
湿空气的性质
湿度 温度 压力
湿空气中水蒸气的含量，通常用绝对湿度和相对湿度表示。 湿空气的温度会影响水蒸气的分压和蒸发速率。
湿空气的压力会影响水蒸气的分压，进而影响干燥过程。
湿物料的性质
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含水量
湿物料中含有的水分量， 是影响干燥速率和干燥效 果的重要因素。
吸湿性
特殊干燥设备
特殊干燥设备是指针对特定物料或特定要求的干燥设备，如真空干燥机、冷冻干 燥机等。这类设备适用于一些特殊物料的干燥，如易氧化、易分解、易变质的物 料。
特殊干燥设备的优点是干燥效果好，可以保持物料的原有品质。缺点是设备成本 高，操作复杂，维护成本高。
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物料干燥的应用
农业产品干燥
谷物干燥
联合干燥技术
结合多种干燥方法，发挥 各自优势，提高干燥效率 。
新型干燥设备与材料
新型干燥设备
研发高效、低能耗、环保的干燥设备，如微波干燥设备、真空干燥设备等。
新型材料的应用