第九章 干燥过程与设备

1、第十章干燥过程与设备第十章干燥过程与设备 1 1、气流干燥、气流干燥 2 2、喷雾干燥、喷雾干燥 3 3、沸腾干燥与沸腾造粒干燥、沸腾干燥与沸腾造粒干燥 4 4、真空干燥和真空冷冻干燥、真空干燥和真空冷冻干燥 干燥是将湿物料的湿分（水分或其他溶剂）除去的加工过 程。 按照热能传递给湿物料的方式可分为： 1直接干燥：热空气与物料直接接触，物料干燥所需的 热量主要依靠物料与热空气的对流传热。方法包括：表 面干燥、气流干燥、喷雾干燥、振动干燥及沸腾造粒干 燥等。 2间接干燥：物料干燥所需要的热量通过金属等材料直 接传递，干燥速度慢，设备造价高，但热效率高。间接 干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、辐射干

2、燥（红外线 和远红外干燥）等。 3介电加热干燥：高频干燥和微波干燥。 按照干燥的操作方式可以分为连续操作和间歇操作。按照干燥的操作方式可以分为连续操作和间歇操作。 （1 1）间歇操作）间歇操作 通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产；通常用于：小批量生产，处理量少或多品种生产； 与干燥衔接的前后工段生产不连续；物料的供给、与干燥衔接的前后工段生产不连续；物料的供给、 成品的排出和物料在干燥器内连续输送有困难；干成品的排出和物料在干燥器内连续输送有困难；干 燥时间极长的物料。燥时间极长的物料。 （2 2）连续操作）连续操作 如果与干燥衔接的前后工段整个是连续的，则通常如果与干燥衔接的前后工段

3、整个是连续的，则通常 采用连续干燥。采用连续干燥。 第一节第一节 气流干燥气流干燥 气流干燥是把含有水的泥状、块状、粉粒状物料， 通过适当的方法使它们分散到热空气中，在与热气 流并流输送的同时进行干燥而获得粉状干燥制品的 过程。 一、气流干燥流程与设备 图13-1 气流干燥流程 1-空气过滤器 2-预热器 3-干燥管 4-加料斗 5-螺旋加料器 6-旋风分离器 7-风机 8-锁气管 9-产品出口 7 1 2 3 4 5 9 8 6 流程：流程：湿物料由加料斗湿物料由加料斗4 4经经 加料器加料器5 5送入气流干燥送入气流干燥3 3。空。空 气通过空气过滤器气通过空气过滤器1 1滤取灰滤取灰 尘

4、，经加热器尘，经加热器2 2加热到一定加热到一定 温度后送入干燥管。由于热温度后送入干燥管。由于热 气流的高速流动，物料颗粒气流的高速流动，物料颗粒 分散于气流之中，气固两相分散于气流之中，气固两相 之回发生传热和传质作用，之回发生传热和传质作用， 使物料获得干燥。已干燥的使物料获得干燥。已干燥的 物料随气流带出，经分离器物料随气流带出，经分离器 6 6分离气体和固体，产品通分离气体和固体，产品通 过锁气器过锁气器8 8从出口从出口9 9卸出。废卸出。废 气经风机气经风机7 7排走排走 压缩空气 物 料 压缩空气 物 料 脉冲干燥管 图13-2 脉冲干燥管 热空气 干燥管：一般采用圆形，干燥管

5、：一般采用圆形， 其次有方形和不同直其次有方形和不同直 径交替的所谓脉冲管径交替的所谓脉冲管 闸板式 (b)星型回转式(c)平板旋转式（d）螺旋输送式 （e）闸阀式 图 13-3 加料器型式 图图13-313-3所示的物种型式加料器适用于散状物料。为了所示的物种型式加料器适用于散状物料。为了 防止在加料过程中物料结块，可采用震动加料器。防止在加料过程中物料结块，可采用震动加料器。 二、气流干燥器的型式二、气流干燥器的型式 （一）按照加料方式分类（一）按照加料方式分类 （1 1）直接加料型）直接加料型 原料从加速管中间直接投入，利用高速气流的冲击使原料从加速管中间直接投入，利用高速气流的冲击使

6、物料分散而进行干燥（图物料分散而进行干燥（图13-413-4（a a）。）。 （2 2）带分散机型）带分散机型 某些含水颗粒体物料，如在热气流中不易分散，或进某些含水颗粒体物料，如在热气流中不易分散，或进 料过程中易结块，可在进料口设分散机。分散机是由料过程中易结块，可在进料口设分散机。分散机是由 带放射状棒的转轮和锁气外壳组成，在分散机中无热带放射状棒的转轮和锁气外壳组成，在分散机中无热 风流过（图风流过（图13-413-4（b b） 。 （3 3）带粉碎机型）带粉碎机型 在干燥管前设置粉碎机在干燥管前设置粉碎机, ,其结构见图其结构见图13-513-5。 进料 热风 排料 图13-5 粉碎

7、机结构示意图 6 8 9 31 1 2 3 6 8 9 13 6 8 9 6 1 8 3 2 2 2 1 9 6 8 2 2 1 8 6 3 9 10 9 2 7 b cd ef 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 1）图）图13-413-4（c c）适用于滤饼等泥状物料，经粉碎）适用于滤饼等泥状物料，经粉碎 机粉碎后进入干燥管。机粉碎后进入干燥管。 （2 2）如物料含水较多，加料有困难可将一部分已干）如物料含水较

8、多，加料有困难可将一部分已干 燥的成品粉末返回到原料中去混合，以减少原料的燥的成品粉末返回到原料中去混合，以减少原料的 含水率增加其流动性。由于成品循环受热，对热敏含水率增加其流动性。由于成品循环受热，对热敏 性物料需注意物料因重复加热而变质的问题。这种性物料需注意物料因重复加热而变质的问题。这种 流程见图流程见图13-413-4（d d）。）。 （3 3）图）图13-413-4（e e）的流程适用于干燥管处在很小的）的流程适用于干燥管处在很小的 负压下操作，不能适用密封加料装置的湿物料。负压下操作，不能适用密封加料装置的湿物料。 （4 4）图）图13-413-4（f f）为在干燥管上附设分级

9、器，粗粒）为在干燥管上附设分级器，粗粒 子在此分级并返回粉碎机，使成品粒子水分均一。子在此分级并返回粉碎机，使成品粒子水分均一。 （二）按干燥管形状分类 （1 1）直管式：）直管式：直管式（图直管式（图13-613-6（a a）适用于比较容易）适用于比较容易 干燥的无聊，如以除去附着水为主或临界含水率不高的干燥的无聊，如以除去附着水为主或临界含水率不高的 场合，而且要求成品含水率在场合，而且要求成品含水率在0.5-1%0.5-1%。 （2 2）变径管式：）变径管式：变径管的形式很多，图变径管的形式很多，图13-613-6（b b）、）、 （c c）、（）、（d d）为集中应用较多的变径管。变径

10、管是将颗）为集中应用较多的变径管。变径管是将颗 粒等速运动段的直径扩大，使物料与气流的相对速度加粒等速运动段的直径扩大，使物料与气流的相对速度加 大，有利于颗粒表面气膜更新。加速传热，并使物料在大，有利于颗粒表面气膜更新。加速传热，并使物料在 干燥管内的停留时间增大。适用于较难干燥的物料，以干燥管内的停留时间增大。适用于较难干燥的物料，以 及成品含水率要求较低（及成品含水率要求较低（0.5%0.5%）的场合。图）的场合。图13-613-6（d d） 所示的变径具有占地面积小的优点。所示的变径具有占地面积小的优点。 bc d 图 13-6 干燥管形状 （三）气流干燥的特点和适用范围（三）气流干燥

11、的特点和适用范围 1、可获得高度干燥的成品 2、适用于热敏性物料的干燥 3、热效率高 4、热损失少 5、设备简单，操作容易，投资少。 6、操作稳定，便于自动化。 7、干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连 续的，便于与前后工序衔接。 8、可以有很大的装置规模。 第二节第二节 喷雾干燥喷雾干燥 喷雾干燥喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的 液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热 空气发生强烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几空气发生强烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几 秒至几十秒内获得干燥。

12、成品以粉末状态沉降于干燥秒至几十秒内获得干燥。成品以粉末状态沉降于干燥 室底部，连续或间断地从卸料器排出。室底部，连续或间断地从卸料器排出。 （）压力喷雾法（又称机械喷雾法）（）压力喷雾法（又称机械喷雾法） （二）气流喷雾法（二）气流喷雾法 （三）离心喷雾干燥法（三）离心喷雾干燥法 一、气流喷雾干燥设备一、气流喷雾干燥设备 （一）气流喷雾干燥流程、特点一）气流喷雾干燥流程、特点 气流喷雾干燥设备除了喷雾干燥塔、喷嘴外，还有空气气流喷雾干燥设备除了喷雾干燥塔、喷嘴外，还有空气 加热器、压缩空气系统和空气过滤器等。空气加热可用加热器、压缩空气系统和空气过滤器等。空气加热可用 电热或蒸汽加热。电热或

13、蒸汽加热。 压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管，由于喷头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，因此形成高速度旋转的圆锥状空气涡流，处有螺旋线，因此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，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体在内部或外部混合后， 使之微粒化。由空气加热器加热的热风，经过滤器从干使之微粒化。由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燥塔的上部经空气分配盘进入，与喷雾后的液体微粒相 遇，使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，废气沿回遇，使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，废气沿

14、回 风管导入袋滤器或旋风分离器，收集随废气带走的粉末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，然后经排风机排入大气中。状产品，然后经排风机排入大气中。 2 4 8 7 6 5 成 品 热空气 废气 料 空 气 图 13-9 气流喷雾干燥流程 1.6-过滤器 2-空气分配盘 3-袋滤器 4-回风管 5-电加热器 7-瓷环 8-棉兰 3 2 3 4 5 热风 废气 图 13-10 气流式喷雾干燥塔 温度计 2-扩散盘 3-示镜 4-人孔 5-成品收集器 物料 空气 （二）气流喷雾干燥塔的构造二）气流喷雾干燥塔的构造 圆柱圆锥形；圆柱圆锥形； 顶部装有空气分配盘，分配顶部装有空气分配

15、盘，分配 盘的型式有旋风扩散式、叶盘的型式有旋风扩散式、叶 片旋风式，其作用是使空气片旋风式，其作用是使空气 形成旋流与雾滴接触，提高形成旋流与雾滴接触，提高 干燥效果。干燥效果。 盘顶 图 13-11 空气分配盘 旋风方向 分配盘是由分配盘是由3030片叶子均匀焊接于分配盘顶的周边，片叶子均匀焊接于分配盘顶的周边， 并与水平面成并与水平面成3030角，热风排出的方向依旋风方向角，热风排出的方向依旋风方向 而定。设备的下部有螺旋排风管，螺旋排风管是在而定。设备的下部有螺旋排风管，螺旋排风管是在 回风管的下部外侧焊上螺旋形的导风板，使气流沿回风管的下部外侧焊上螺旋形的导风板，使气流沿 螺旋导风板

16、旋转向下，增大了气流阻力，使密度较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。两相分离。 图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽 5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口 1 2 3 4 5 6 三、离心喷雾干燥设备三、离心喷雾干燥设备 （）离心喷雾干燥流程（）离心喷雾干燥流程 1 1间歇卸料的离心喷雾干燥流程间歇卸料的离心喷雾干燥流程 小罐加温至小罐加温至5050再进塔

17、；液体通过六个喷嘴甩成雾再进塔；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的热空气进行充分接触 ，造成强烈的传热和水分，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。通过双闸门的卸料阀，定期卸料。 2连续卸料的离心喷雾干燥流程 连续卸料主要是利用气力输送进行的，从干燥室排连续卸料主要是利用气力输送进行的，从干燥室排 出的

18、成品连续进入振动供料器出的成品连续进入振动供料器1313，通过旋转阀进入，通过旋转阀进入 气力输送系统中，由出气导管气力输送系统中，由出气导管1515带出的粉末经旋风带出的粉末经旋风 分离器分离器1616回收，然后一并进入气力输送系统，送至回收，然后一并进入气力输送系统，送至 旋风分离器旋风分离器1919中收集，成品通过贮罐中收集，成品通过贮罐2020的旋转阀连的旋转阀连 续排出，从旋风分离器排出的废气经风机续排出，从旋风分离器排出的废气经风机2222与干燥与干燥 室的出气导管排出的废气一并进入旋风分离器室的出气导管排出的废气一并进入旋风分离器1616， 然后由排风机然后由排风机1717排至大

19、气中。排至大气中。 7 8 9 3 24 11 10 5 6 1 16 21 15 14 12 22 15 18 19 20 23 图 13-14 典型的喷雾干燥流程（丹麦） 供料罐 2-供料泵 3-供料管路 4-喷雾器 5-水罐 6-三通活门 7-空气过滤 8-鼓 风机 9-空气加热器 10-空气导管 11-干燥室 12-震动供料器 13气力输送系统 14- 出气导管 15-旋风分离器 16排风机 17-风帽 18-旋风分离器 19-贮罐 20-旋转阀 21-用于气力输送的风机 22-空气过滤 23-仪表嵌板 24-用于冷却喷雾器的风机 4 2 （二）离心喷雾干燥设备的构造 离心喷雾干燥设备

20、主要有喷雾室、喷雾机（包括喷离心喷雾干燥设备主要有喷雾室、喷雾机（包括喷 盘）和热风盘等。盘）和热风盘等。 （1 1）喷雾室）喷雾室 喷雾室的直径与离心喷盘的转速快慢有关；液滴直喷雾室的直径与离心喷盘的转速快慢有关；液滴直 径与转速成反比，液滴射程与液滴直径成正比，喷径与转速成反比，液滴射程与液滴直径成正比，喷 盘转速越小喷雾室直径就越大。盘转速越小喷雾室直径就越大。 在喷矩为半径的圆周内，在喷矩为半径的圆周内，909095%95%液滴微粒下落，液滴微粒下落， 即不再具有水平速度，这个距离叫喷矩。即不再具有水平速度，这个距离叫喷矩。 只要干燥塔直径大于喷矩时，绝大部分液滴就不会只要干燥塔直径大

21、于喷矩时，绝大部分液滴就不会 碰壁碰壁 2喷雾机、喷盘的型式及构造 （3 3）热风盘）热风盘 热风进塔后分配不均匀是造成塔内局部贴壁的主要热风进塔后分配不均匀是造成塔内局部贴壁的主要 原因。大部分的热风是从热风盘通过风向调节板进原因。大部分的热风是从热风盘通过风向调节板进 入塔内。为了使热风在热风盘进入塔内的速度相等，入塔内。为了使热风在热风盘进入塔内的速度相等， 热风盘一般为蜗壳形。热风分配盘应与喷雾机配合热风盘一般为蜗壳形。热风分配盘应与喷雾机配合 安装，一定要使热风进口与喷盘位置尽量靠近，热安装，一定要使热风进口与喷盘位置尽量靠近，热 风分配盘应使热风均匀分配进入喷雾室，因此要求风分配盘

22、应使热风均匀分配进入喷雾室，因此要求 进入塔内的速度相等，尽量避免与减少涡流形成，进入塔内的速度相等，尽量避免与减少涡流形成， 否则容易发生物料焦化现象。否则容易发生物料焦化现象。 5 4 3 2 1 图 13-16 热风盘构造 热风盘 2-保温层 3-风向调节板 4-塔顶壁 5-喷雾机座 （三）喷雾装置的型式 按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式：按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式： （1 1）并流干燥）并流干燥 这种装置的特点是雾滴运动的方向与气流运这种装置的特点是雾滴运动的方向与气流运 动方向一致。温度较高的热空气首先与刚刚甩动方向一致。温度较高的热空气首先与刚刚甩 出的雾滴接

23、触。表面水分迅速蒸发，因此产品出的雾滴接触。表面水分迅速蒸发，因此产品 不会形成过热的现象，这种型式的装置使用较不会形成过热的现象，这种型式的装置使用较 广。并流的方式有：旋转向下的并流；垂直下广。并流的方式有：旋转向下的并流；垂直下 降的并流，垂直上升的并流和水平并流。降的并流，垂直上升的并流和水平并流。 物料 热风 废气 成品 废气和成品 热风 热风 物料 物料 热风 废气 成品 . 2. 3 图13-17 并流干燥 向下旋转 2-向下并流 3-向上并流 废气 物料 热风 热风 成品 图 13-18 逆流干燥 （2 2）逆流干燥）逆流干燥 这种装置的特点是雾滴的这种装置的特点是雾滴的 运动

24、与气流方向相反。运动与气流方向相反。 （3）混合流干燥 这种装置的特点是气流有两个方向（即先旋 转向下，然后再垂直向上），而雾滴只有一个 方向（从上向下），如图13-19（1）所示。这 种装置是气流与雾滴的运动方向成垂直，或者 气流有一个方向（从上向下），而雾滴有两个 方向（即从下向上，然后从上向下）。 废气 热风 物料 热风 废气 物料 成品 成品 1-旋风式2-喷泉式 图 13-19 混合流干燥 2 第三节第三节 沸腾干燥与沸腾造粒干燥沸腾干燥与沸腾造粒干燥 ( (一一) )沸腾干燥原理、特点和型式沸腾干燥原理、特点和型式 沸腾干燥是利用流态化技术使水分迅速汽化干燥。沸腾干燥是利用流态化技

25、术使水分迅速汽化干燥。 沸腾造粒干燥是利用流化介质（空气）与料液间很沸腾造粒干燥是利用流化介质（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，这高的相对气速，使溶液带进流化床就迅速雾化，这 时液滴与原来在沸腾床内的晶体结合，就进行沸腾时液滴与原来在沸腾床内的晶体结合，就进行沸腾 干燥，故也可看作是喷雾干燥与沸腾干燥的结合。干燥，故也可看作是喷雾干燥与沸腾干燥的结合。 沸腾干燥的特点是传热传质速率高。沸腾干燥的特点是传热传质速率高。 沸腾干燥器有单层和多层两种。单层的沸腾干燥器沸腾干燥器有单层和多层两种。单层的沸腾干燥器 又分单室、多室和有干燥室冷却室的两段沸腾干燥又分单室、多室和

26、有干燥室冷却室的两段沸腾干燥 器，另外还有沸腾造粒干燥器。器，另外还有沸腾造粒干燥器。 一、单层卧式多室的沸腾干燥设备一、单层卧式多室的沸腾干燥设备 适用于颗粒状物料的干燥。适用于颗粒状物料的干燥。 单室干燥原理：干燥箱内平放有一块多孔金属网板，下单室干燥原理：干燥箱内平放有一块多孔金属网板，下 方有热空气通道，不断送入热空气，在一定流速下使板方有热空气通道，不断送入热空气，在一定流速下使板 上的物料处于沸腾状态而干燥。上的物料处于沸腾状态而干燥。 多室干燥原理和单室相似。不同的室由多个隔板分开。多室干燥原理和单室相似。不同的室由多个隔板分开。 操作注意事项：操作注意事项： 1 1、防止沟流现

27、象：、防止沟流现象：沸腾干燥出现沟流，致使空气走短沸腾干燥出现沟流，致使空气走短 路，使干燥过程无法进行。路，使干燥过程无法进行。 2 2、防止层析现象：、防止层析现象：在气固系统中，往往因为固体颗粒在气固系统中，往往因为固体颗粒 大小相差较大或密度不同，在操作过程中会产生层析现大小相差较大或密度不同，在操作过程中会产生层析现 象。象。 物 料 2 3 4 8 7 6 5 9 10 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 废气 二、沸腾造粒干燥设备二、沸腾造粒干燥设备 糖

28、液在蒸发器内预先浓缩到糖液在蒸发器内预先浓缩到70%70%左右的浓度，为了避左右的浓度，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，糖液保持在喷嘴前经过加热槽，糖液保持在6060左右，与压缩空左右，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用侧喷，直径较大的锥形沸腾床可用3-63-6个喷嘴，同个喷嘴，同 时沿器壁周围喷入，喷嘴结构有二流式和三流式的。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

29、，外管走压缩空气，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。缩空气从此处喷出，此种喷嘴雾化较好。 2 3 5 6 7 8 4 910 图13-21 葡萄糖浓缩液沸腾造粒干燥流程 1-抽风机 2-旋风分离器 3-收集器 4-分级筛 5-灯孔 6-干燥器 7-喷嘴 8-空气加热器 9-离心通风机 10-过滤器 11-保温槽 空气 压缩空气 蒸汽 返料 2 2 5 6 7 1 5 3 4 4 4 9 图13-22 沸腾造粒干燥塔构造 测压器 2-料液喷入口 3-人

30、孔 4-窥镜 5-测温口 6-出料口 7-灯孔 8-加料口 9-热空气入口 干燥塔的几何形状为倒圆锥形，锥角为干燥塔的几何形状为倒圆锥形，锥角为3030度，度， 由于是锥形沸腾床，沿床气速有不断起变化的由于是锥形沸腾床，沿床气速有不断起变化的 特点，致使不同大小的颗粒能在不同的截面上特点，致使不同大小的颗粒能在不同的截面上 达到均匀良好的沸腾和使颗粒在沸腾床中发生达到均匀良好的沸腾和使颗粒在沸腾床中发生 分级，使较大的颗粒先从下部排出，以免继续分级，使较大的颗粒先从下部排出，以免继续 长大，而较细的颗粒在上面继续长大，小颗粒长大，而较细的颗粒在上面继续长大，小颗粒 继续留在床层内以保持一定的粒

31、度分布。继续留在床层内以保持一定的粒度分布。 第四节第四节 真空干燥和真空冷冻干燥真空干燥和真空冷冻干燥 一一 、真空干燥、真空干燥 凡是不能经受高温，在空气中易氧化、易燃、 易爆等危险性物料，或在干燥过程中会挥发 有毒有害气体以及在被除去的湿分蒸汽需要 回收等场合，可采用真空干燥。 （一）真空干燥器的类型（一）真空干燥器的类型 5 6 4 3 2 图13-23 箱式真空干燥器 1-冷凝水出口 2-外壳 3-盖 4-空心加热板 5-真空接口 6-蒸汽进口 1 1箱式真空干燥器箱式真空干燥器 盛有湿物料的托盘放盛有湿物料的托盘放 置在空心加热板置在空心加热板4 4上，上， 空心加热板中通蒸汽空心

32、加热板中通蒸汽 进行间接加热，蒸发进行间接加热，蒸发 的蒸汽由真空接口的蒸汽由真空接口5 5 排出，真空接口连接排出，真空接口连接 真空系统使箱内保持真空系统使箱内保持 一定的真空度。一定的真空度。 1 2 3 4 图13-24 搅拌真空干燥器 1-蒸汽加热夹套 2-搅拌器 3-排气口 4-盖 2 2搅拌真空干燥器搅拌真空干燥器 外壳带有蒸汽加热夹套，内部装有水平搅拌器。蒸发外壳带有蒸汽加热夹套，内部装有水平搅拌器。蒸发 蒸汽由接真空系统的排气口排出。蒸汽由接真空系统的排气口排出。 3滚筒真空干燥器 加热器是一个卧式回转空心筒1，滚筒内 用蒸汽加热，滚筒装在密闭的外壳内， 外壳下部设置斜槽，高

33、速旋转的甩料滚 子4把溶液喷在滚筒壁上，形成一层薄薄 的料层，滚筒约转3/4周后已经干燥的成 品用刮刀9刮下，由螺旋出料器8送出。 滚筒干燥器适宜处理不能经受长期烘烤 的溶液状物料。 3 2 4 5 6 7 8 1 9 图13-25 滚筒真空干燥器 1-滚筒 2汽液分离器 3排气口 4甩料滚子 5液膜控制器 6进料口 7挡板 8螺旋出料器 9刮刀 二、真空冷冻干燥二、真空冷冻干燥 真空冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预真空冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预 先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下 使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻使水蒸汽直接升华

34、出来，而物质本身剩留在冻 结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松 多孔，在升华时要吸收热量，引起产品本身温多孔，在升华时要吸收热量，引起产品本身温 度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度， 缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。 整个干燥是在较低的温度下进行的。整个干燥是在较低的温度下进行的。 冻结物料 水蒸气 泵冷却系统 冷凝器 加 热系 统冷 却系 统 真空干燥器 预冻结装置 图13-27 冷却干燥的过程 需要干燥的物料应先经冻结阶段，使水分结成冰，需要干燥的物料

35、应先经冻结阶段，使水分结成冰， 然后置于真空干燥箱中升华蒸发。然后置于真空干燥箱中升华蒸发。 （一）真空冷冻干燥过程设备 真空冷冻干燥过程分为真空冷冻干燥过程分为2 2个阶段，第一阶段，个阶段，第一阶段， 在低于溶点的温度下，使物料中的固态水分在低于溶点的温度下，使物料中的固态水分 直接升华，大约有直接升华，大约有98-99%98-99%的水分在这一阶段的水分在这一阶段 除去。第二阶段中，将物料温度逐渐升高甚除去。第二阶段中，将物料温度逐渐升高甚 至高于室温，使水分汽化除去，此时水分可至高于室温，使水分汽化除去，此时水分可 减少到减少到0.5%0.5%。 冷冻干燥系统主要由冷冻干燥系统主要由4

36、 4部分组成，即冷冻装置、部分组成，即冷冻装置、 真空装置、水气去除装置和加热部分（干燥真空装置、水气去除装置和加热部分（干燥 室）。室）。 预冷冻和干燥均在一个箱内完成。待干燥的物料放入干预冷冻和干燥均在一个箱内完成。待干燥的物料放入干 燥室内，开动预冷用冷冻机燥室内，开动预冷用冷冻机1010对物料进行冷冻，随之冷对物料进行冷冻，随之冷 凝器凝器2 2和真空装置和真空装置5 5、6 6、7 7，实现升华干燥操作。加热器，实现升华干燥操作。加热器 8 8以冷凝器内化霜之用。第一阶段升华干燥结束后，开以冷凝器内化霜之用。第一阶段升华干燥结束后，开 启油加热循环泵启油加热循环泵1111对干燥室加热升温，使之汽化排除剩对干燥室加热升温，使之汽化排除剩 余水分。这种冷冻干燥系统为间歇式操作，设备结构简余水分。这种冷冻干燥系统为间歇式操作，设备结构简 单，投资少，但是效率不高，适用于单，投资少，但是效率不高，适用于50m250m2以下的设备。以下的设备。 另一种为连续式冷冻干燥