第9章蒸发与干燥技术.
陶瓷工艺学6坯体的干燥09.
综合干燥
综合干燥是一种强化干燥方法，由于几种方法同时采用， 往往能使生坯快速干燥而不致出现干燥缺陷。常采用的综 合干燥方法有如下几类：
1、辐射干燥和热空气对流干燥相结合
目前采用热风-红外线干燥，坯体在开始干燥时所必须的热 量由红外线供给，保证坯体热扩散和湿扩散方向一致。红 外线照射加热一段时间后，内扩散被加快，接着喷射热风， 使外扩散加快，如此反复进行，水分可迅速排出。
化学结合水：包含在矿物的分子结构中，结合牢固，
排除时需要较大能量。
干燥技术－坯体中水的类型
一定干燥条件下，物料中的水分按能否除， 可分为自由水分和平衡水分。
干燥过程中可除去部分称为自由水分。
物料中的水分是自由水与平衡水之和。
传质传热过程
干燥过程既是传热过程，又是传质过程。 传热过程：通过物料表面将热传给物料，再以传 导的方式向内部传送，物料表面水分获得热量后汽化。 传质过程：物料表面的水蒸气向干燥介质中移动 的气相传质（外扩散过程）；内部水向表面扩散的内部 传质（内扩散过程）。
最终含水率的影响因素
最终含水率与周围介质的温度、相对湿度和 坯料组成有关。
最终含水率过高，则坯体强度不够，降低窑 炉效率，过低则在干燥后坯体会在大气中吸湿， 或在施釉过程中急剧吸水，造成坯体表面膨胀， 是施釉后开裂的主要原因之一。
影响干燥速率的因素
外扩散速率：这常决定于干燥介质的温度、湿 度和流态（流速的大小和方向）以及物料的性 质。干燥介质的温度越高（相对湿度就越小）， 流速越快（边界层应越薄），外扩散速度越大。
干燥方法
自然干燥法：将湿坯置于露天或室内的场地上，借 助风吹和日晒的自然条件使物料得以干燥的办法。成本 低，但干燥速度慢，产量低，劳动强度大，受气候影响 大，难以适应大规模的工业生产。
利用蒸发原理的应用案例
利用蒸发原理的应用案例1. 蒸发冷却系统•蒸发冷却系统利用液体从液态转变为气态时吸收热量的特性。
•在蒸发冷却系统中，液体通过喷雾或冷却塔的方式被雾化，形成水蒸气。
•这些水蒸气会吸收周围的热量，并且将热量带走，从而达到降低环境温度的效果。
•蒸发冷却系统广泛应用于空调系统、工业生产过程中的冷却以及温室农业等领域。
2. 蒸发测量仪器•蒸发测量仪器利用了水的蒸发速度与环境条件（例如温度、湿度和风速等）的关系。
•这些仪器通常包括一个水面，通过观察水面的下降速度来判断蒸发速率。
•蒸发测量仪器广泛应用于气象学、土壤水分测量、水资源管理以及环境监测等领域。
3. 蒸发浓缩技术•蒸发浓缩技术利用了液体在蒸发过程中浓度的增加的原理。
•在蒸发浓缩技术中，液体通过加热使其蒸发，而溶质（例如盐或有机物）会留在溶液中。
•这样，通过连续蒸发，可以将溶液的浓度增加到所需的程度，并获得纯净水或者高浓度溶液。
•蒸发浓缩技术广泛应用于化工、食品加工、海水淡化以及废水处理等领域。
4. 蒸发干燥技术•蒸发干燥技术利用了液体在蒸发过程中变为气态的特性。
•在蒸发干燥技术中，液体通过加热使其蒸发，而固体物质则保留在干燥器中。
•这样，通过连续蒸发，可以将湿润的固体物质转变为干燥的固体物质。
•蒸发干燥技术广泛应用于化工、食品加工、制药以及纸浆和纸张工业等领域。
5. 蒸发冶炼技术•蒸发冶炼技术利用了液体蒸发过程中溶质与溶剂的分离原理。
•在蒸发冶炼技术中，液体通过加热使其蒸发，溶质留在溶液中。
•这样，可以实现溶质的分离和回收，达到冶炼过程中提纯的目的。
•蒸发冶炼技术广泛应用于矿业、冶金以及化工领域。
6. 蒸发能量回收系统•蒸发能量回收系统利用了液体蒸发过程中吸收的热量进行能量回收。
•在蒸发能量回收系统中，热液体通过加热使其蒸发，并吸收周围的热量。
•这些蒸发的液体可以通过热交换器和冷凝器进行回收，并转化为可用的能量。
•蒸发能量回收系统广泛应用于工业生产过程中的能量回收和节能减排等领域。
食品分离技术(10)干燥技术
➢错流：高温介质与物料运动方向相垂直，如果物料表面都
与湿度小、温度高的介质接触，可获得较高的推动力，但介质 的用量和热量的消耗也较大。
适用情况： （1）物料在干燥的始、终都允许快速干燥和高温； （2）要求设备紧凑（过程速度大）而允许较多的介质和能耗。
（1）箱式干燥器
厢式干燥器（盘式干燥器）
➢优点：构造简单、制造容易、适应性强。 ➢缺点：干燥不均匀，干燥时间长，劳动强度大，操作条件差。 ➢适用于干燥粒状、片状和膏状物料，批量小、干燥程度要求
冻干机组成
冻干机按系统分，由致冷 系统、真空系统、加热系 统、和控制系统四个主要 部分组成。按结构分，由 冻干箱或称干燥箱、冷凝 器或称水汽凝集器、冷冻 机、真空泵和阀门、电气 控制元件等组成。
冻干箱
冻干箱是一个能够致冷到-40℃左右，能够加 热到+50℃左右的高低温箱，也是一个能抽成 真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分，需 要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上， 对产品进行冷冻，并在真空下加温，使产品内 的水份升华而干燥。
冷冻干燥的优点
四．由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不 变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
五．干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，不粘壁，加 水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。
六．由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易 氧化的物质得到了保护。
七．干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品 能长期保存而不致变质。
氧化钙
水、乙酸、氯化氢
KOH、NaOH
水、乙酸、氯化氢、酚、醇
无水氯化钙，五氧化二磷 水、醇
石蜡切片
醇、醚、石油醚、苯、甲苯、 氯仿、四氯化碳
减压（真空）干燥注意事项
现代干燥技术
第1章 湿气体和湿物料的性质
(8)露点ts 使不饱和的湿空气在总压和绝对湿度不变的情 况下冷却达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露 点。 (9)湿球温度 tw 在不饱和的空气-蒸汽混合气环境中，湿 物料(含水量足够多)蒸发少量液体而达到平衡时的温 度，称为湿球温度。 (10)绝热饱和温度tas 在一个绝热系统中，湿空气与液体 接触足够长的时间达到平衡时，湿空气便达到饱和。 此时气相和液相为同一温度。在达到平衡的过程中， 气相显热的减少等于部分液体汽化所需的潜热，因而 湿空气在饱和过程中的焓保持不变。此平衡温度称为 绝热饱和温度。
第3章 基本干燥过程的计算
但在实践中，常因假设了某些参数而忽略了 优化，这些参数为气流速度ug：，进口气体温 度Tg1，惰性气体流量WB等。 干燥器的设计过程通常包括下列计算步骤： ——由热、质衡算确定出口空气的温度Tg2和湿度 y 2； ——由Tg2、y2及其他有关参数确定干燥操作的平 均推动力； ——确定热、质传递系数；
第2章 干燥中的试验技术和测量方法
当试验的目的是选择适宜的干燥设备和确定设计 所需要的数据时，需在试验设备上作一系列试验。 试验设备应与实际设备为同一种类型，并在相同的 热力条件和物料处理状态下作试验。参数变动的范 围要宽一些。在有条件时试验最好在已有的工业设 备上进行。 2 物料湿含量和气体湿度的测定 物料湿含量的测定方法，一类是直接测量法，另一类是 间接测量法
第1章 湿气体和湿物料的性质
内能的绝对值M(J/kg)是未知的，但是相对于某一任 意定义的基准温度便可计算其数值。此外，在稳定流动 系统中，有一种为克服阻力以强制流入和流出系统的附 加能量。单位质量的附加能量，称为流动功，记为 pv 。 此处， p 为压力；v 为比容。单位质量内能 u 和流动功 PD之组合称为焓I，由下式定义:
化工原理蒸发
化工原理蒸发
蒸发是化工过程中常见的一种分离技术，它利用物质在加热的条件下从液态转
变成气态的特性，实现了液体混合物的分离和浓缩。
蒸发技术在化工工业中有着广泛的应用，涵盖了食品加工、化学工业、环境保护等多个领域。
在化工原理蒸发中，液体混合物首先被加热至其沸点以上，使得部分液体蒸发
成为气体。
然后，通过冷凝器将气体冷却，使其再次变成液体，从而实现了混合物中不同组分的分离。
这一过程中，蒸发器和冷凝器是两个关键的设备，它们的设计和操作直接影响到蒸发过程的效率和成本。
在蒸发过程中，选择合适的蒸发器类型对于实现高效的分离和浓缩至关重要。
常见的蒸发器类型包括单效蒸发器、多效蒸发器、膜蒸发器等。
每种类型的蒸发器都有其适用的场景和特点，化工工程师需要根据具体的情况选择合适的设备。
另外，冷凝器的设计也是影响蒸发效率的重要因素之一。
通过合理的冷却系统
设计和运行参数的优化，可以有效地提高冷凝效率，减少能源消耗，降低生产成本。
除了设备的选择和设计，蒸发过程中的操作条件也对分离效率起着重要的作用。
例如，控制蒸发器的进料流量和温度，调节冷凝器的冷却水流量和温度等操作参数都会影响到蒸发过程的效率和产品质量。
总的来说，化工原理蒸发是一种重要的分离技术，它在化工工业中有着广泛的
应用。
通过合理选择设备、优化设计和操作条件，可以实现高效的分离和浓缩，为化工生产提供了重要的支持和保障。
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。
第九章种子加工处理的生物学基础3.4.5节
60年代随着欧州育苗业的兴起，促进种衣剂 的迅速商业化。 1976年，美国的R.C. McGinnis进行了小麦包 衣种子田间试验。 到80年代，世界上发达国家种子包衣技术已基 本成熟。 我国于20世纪80年代开始推广应用种衣剂， 现已在大豆、玉米、棉花、水稻、谷子、花生、 蔬菜等农作物上广泛应用，取得了显著的社会 和经济效益。据国家科委统计，玉米平均增产 120 kg/hm2，水稻、大豆、谷子、花生平均增 产450 kg/hm2。
进一步细分：
1、内部因素 淀粉传湿力强，粉质种子易干燥， 可用 安全高温干燥。如水稻、小麦、玉米等 种子的化学成分——蛋白质结构致密，毛细管细，传湿力弱， 宜低温慢速干燥 。如大豆、菜豆、蚕豆等 油质种子水分易散发，可用安全高温干燥 种子含水量 —— 高，热容量大——应缓速干燥或二次干 燥，以防种表硬化
干燥剂干燥优点： 1）干燥安全； 2）人为控制干燥水平； 种子的重量、原始水分、干燥后的 水分、干燥剂的种类、 3）适用少量种子干燥。
例如：
把水分为13.5%的小麦，重量500克，干 燥到30%相对湿度的平衡含水量(8.5%)，需 放多少硅胶？
不同相对湿度下硅胶的平衡水分
相对湿度(%)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
速对干燥无多大影响
第三节
种子干燥的原理和方法
三、种子干燥方法
1.自然干燥: 2.通风干燥： 3.加温干燥： 4.干燥剂干燥: 氯化锂;变色硅胶;生石灰;氯化钙;五氧化二磷 5.冷冻干燥
1、自然干燥——非机械天然干燥，利用日光、风，分晒干和 阴干。种子堆的厚度一般为5-20厘米种子最好摊成波浪形，经 常翻动
种子加温干燥应注意的事项：
1.避免种子与加热器直接接触，以免灼伤种子。
干燥技术
浅析干燥技术摘要：干燥机几乎是各产业生产过程的主要设备之一，干燥技术是伴随干燥机而发展起来的重要技术．文章介绍干燥机的原理、分类、适用范围、应用，简述了中国干燥技术的现状及发展方向。
关键词：干燥技术；干燥原理；干燥机；干燥应用干燥技术几乎应用于所有产业，它是影响产品质量和产业效益的关键因素。
1978年8月在加拿大蒙特利尔的mcgml大学召开第一届国际干燥学术研讨会(ids)以来，干燥技术的研究在全球的学术界和工业界得到了空前的发展，尤其是美国、法国、加拿大等发达国家。
随着干燥技术的研究和发展，各种各样的干燥机不断投入生产，并广泛应用于各种产业。
同时干燥技术在实践过程中也得到了长足的发展。
近年来，相继涌现出许多可以实现节能，提高产品质量和产量，减少环境污染及易于控制操作的新型干燥设备。
一、干燥技术的原理及特点干燥技术是采用加热、降温、减压或其他能量传递的方式使物料的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物料分离已达到去湿目的的。
干燥过程包括传热和传质两个相互的过程：传热过程中热空气将热量传递给物料，用于汽化其中的水分并加热物料；传质过程物料中的水分蒸发并迁移到热空气中，使物料中水分逐渐降低，得到干燥。
在实际干燥过程中，由于物料总是具有一定的几何尺寸，传热传质过程在热空气与物料颗粒之间和物料颗粒内部的机理并不相同，因此干燥过程又有等速干燥阶段和降速干燥阶段之分。
干燥技术的主要特点如下：(i)干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。
(2)现代干燥技术至今还属于实验科学的范畴，大部分干燥技术目前还缺乏能够精准指导实践的科学理论和设计方法。
(3)干燥技术种类繁多、各具用途。
二、干燥设备的分类及适用范围目前，工业用的干燥机按传热方法分类有对流、传导、辐射等形式。
1.对流式干燥机对流式干燥机适用于物料(粉状、粒状、片状)与热风直接接触，边加热边除去水分。
代表性的设备常见类型有空气悬浮干燥机，如流化床干燥机、闪蒸干燥机、气流干燥机、喷雾干燥机、通风干燥机、流动干燥机、气旋转干燥机、搅拌干燥机、平行流动干燥机、回转干燥机、高温高湿干燥机等。
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（6）液面外蒸汽的浓度 在温度、液面压力，蒸
发面积等因素不变的前提下，蒸发速度与蒸发时
液面上大气中的蒸汽浓度成反比。蒸汽浓度大， 分子不易逸出，蒸发速度就慢，反之则快。故在 蒸发浓缩的车间里应使用电扇、排风扇等通风设 备，及时排除液面的蒸汽，以加速蒸发的进行。
（二）干燥方法
（1）接触干燥 被干燥的物料直接与加热面接触而进行 的干燥方法。适用于对热稳定的浓缩液及稠膏等物料的干 燥。 （2）气流干燥 利用温热干燥空气或干燥气流进行干燥 的方法，适用于小批量、多品种等生产。烘干、晒干、阴 干，最常用的是烘干 ，设备有干燥箱、烘房、烘柜 （3）减压干燥 又称真空干燥，适用于热敏性物料，或 高温下易氧化，或排出的气体有价值、有毒害、有燃烧性 等物料，可将这些气体回收
（2）液体蒸发面的面积 在一定温度下，单位 时间内一定量蒸汽蒸发速度与蒸发面的大小成正比， 即蒸发的表面积愈大，蒸发速度愈快。故常压蒸发 时应采用直径大、锅底浅的广口蒸发锅。
（3）搅拌 度。
搅拌使蒸汽发散加快，提高蒸发速
（4）液体静压力 静压越小越有利于蒸发。
（5）液体表面的压力 液体表面压力越大，蒸
优点：移去蒸气，降低沸点，提高温度差， 蒸发温度低、速度快，浓缩效率高， 适用于不耐热成分
（3）薄 膜 蒸 发
使浸出液形成薄膜后进行蒸发。 热传播快、均匀，药液受热时间短 不受液体静压和过热影响，可在常压或减 压下进行 浓缩效率高，适用于热敏性成分。 蒸发方式：一是使液膜快速流过加热面进 行蒸发；另一是使药液剧烈沸腾而产生大量 泡沫，以泡沫的内外表面为蒸发面进行蒸发。
（4）多效蒸发 是指第一个蒸发器(称为第一效)中蒸出的二次蒸 汽用作第二个蒸发器(第二效)的加热蒸汽，第二 个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第三个蒸发器(第三 效)的加热蒸汽，如此类推。二次蒸汽利用次数可 根据具体情况而定。
（二） 干燥
干燥是指通过汽化而使湿物料中水分除去的方法。 目的：提高原料和制剂的稳定性，利于保管和储藏； 有利于控制原料和制剂达到一定的数量和规格；
• •
（6） 冷冻干燥 冷冻干燥是将被干燥物料冷冻成固体， 在低温减压条件下利用冰的升华性能，使 物料低温脱水而达到干燥目的的一种方法， 所以又称升华干燥。 • 适用于极不耐热物品和易氧化的物料，如 抗菌素、血清、血浆等生物制剂，天花粉 针和淀粉止血海绵等。
• （7）红外线干燥：又称辐射干燥，是指利 用红外线辐射使干燥物料中的水分汽化的 干燥方法 • （8）微波干燥：是利用电磁波作为加热源、 被干燥物料本身为发热体的一种干燥方式。 微波进入物料并被吸收后，其能量在物料 电介质内部转换成热能。
四、浸出液的蒸发与干燥
（一）浸出液的蒸发
蒸发是指借汽化作用从溶液中除去溶剂 的操作过程，其根本目的是使溶剂与溶质分 离。 包括（1）加热温度与液体温度应有一定的温度差 。 汽化是由于分子受热后振动能力超过分子间内聚力 而产生的。因此要使蒸发速度加快，必须使加热温 度与液体温度间有一定的温度差，以使溶媒分子获 得足够能量而不断汽化。
• （4）喷雾干燥：将被干燥的液体物料浓缩到一定 的相对密度后，经喷雾嘴喷成细小物粒，再与一 定流速的热气流进行热交换，使水分迅速蒸发， 物料干燥成粉末或颗粒状。 • 蒸发面极大，干燥速度非常快(数秒至数十秒)， 受热时间极短，在干燥过程中雾滴的温度大致等 于空气的湿温度，一般50℃左右，对热敏性液体 物料及无菌操作时非常适用。 • 干燥品多为松脆的空心颗粒，溶解性好。
2、常用蒸发方法 （1）常压蒸发
常压蒸发在一个大气压下加热使溶剂汽化的操作。 适用于以水的溶剂的药液的浓缩。蒸发锅一般应选 敞口，大生产蒸汽夹层蒸发锅。 蒸发速度慢，适合耐热成分且溶剂无燃烧性、无毒、 无害、无经济价值 。
（2）减压蒸发
减压蒸发系指在蒸发器内形成一定真空度，使溶液的 沸点降低而进行蒸发的方法，它具有湿度低、蒸发速 度快等优点，适于热敏药液的蒸发或以有机溶剂的药 液的浓缩。常用设备与减压馏相同。
• （5）沸腾干燥：利用从流化床底部吹入的热气流 使颗粒吹起悬浮，流化翻滚如“沸腾状”，物料 的跳动大大增加了蒸发面，热气流在悬浮的颗粒 间通过，在动态下进行热交换，带走水分，达到 干燥目的 。 • 主要用于湿粒状物料的干燥，如片剂、颗粒剂等 颗粒的干燥。 • 由于干燥室内不易清洗，不宜用于有色颗粒的干 燥，同时干燥后细粉比例较大 。
便于制剂的进一步加工处理。
1.影响干燥的因素
（1）物料的性质、结构和形状
颗粒状易干燥，粉末难干燥；结晶性物料和有 组织细胞的药材比膏状物料干燥快。
（2）温度 一般温度愈高，则干燥速度愈大。 （3）空气的湿度和流速 干燥介质的湿度越低，干燥速度越大。流动速度愈 大，干燥速度愈大 （4）暴露面 暴露面越大，干燥越快。 （5）压力 压力与干燥速度呈反比。