11(09)第九章-干燥技术

第九章

干燥技术

干燥

干燥是将固体、半固体或浓缩夜中的水分或其它溶剂除去一部分，以获得含水分较少的固体物质的过程。干燥过程中，溶剂首先从物料的表面蒸发，随后物料内部的水分子扩散到物料表面接着蒸发。因此，干燥速率与蒸发表面积成正比。增大蒸发面积，可以显著提高蒸发速率。常用的干燥方法有：1、真空干燥2、冷冻干燥3、喷雾干燥4、气流干燥5、吸附干燥

1、真空干燥真空干燥是在与真空系统相连接的密闭干燥器中，一边抽真空一边加热，使溶液在较低的温度条件下蒸发干燥的过程。在真空泵之前须要设置水蒸汽凝合收集器，以免汽化产生的水蒸汽进入真空泵。样品溶液真空干燥的温度一般限制在60℃以下。1、真空干燥液气真空泵2、冷冻干燥冷冻干燥是先将溶液降温到冰点以下，使之冻结成固态，然后在低温下抽真空，使冰干脆升华为气体，而得到干燥的样品。冷冻干燥得到的样品质量较高，结构保持完整，活力损失少，但是成本较高。特殊适用于对热特殊敏感而价值较高的物质的干燥。2、冷冻干燥

液固气真空泵低温升华多数是以水做溶剂3、喷雾干燥喷雾干燥是通过喷雾装置将溶液喷成直径仅为几十微米的雾滴，分散于热气流中，水分快速蒸发而得到粉末状的干燥样品。喷雾干燥由于溶液分散成为雾滴，直径小，表面积大，水分快速蒸发，只需几秒钟就可以达到干燥。在干燥过程中，由于水分快速蒸发，吸取大量热量，使雾滴及其四周的空气温度比气流进口处的温度低，只要限制好气流进口温度，就可以削减样品在干燥过程中的变性失活。3、喷雾干燥

溶液雾滴溶剂挥发喷雾装置热吹风得到干燥粉末。4、气流干燥气流干燥是在常压条件下，利用热气流干脆与固体或半固体的物料接触，使物料的水分蒸发而得到干燥制品的过程。气流干燥设备简洁，操作便利，但是干燥时间较长，有活性物质活力损失较大。须要限制好气流温度、气流速度和气流流向，同时要常常翻动物料，使之干燥匀整。5、吸附干燥吸附干燥是在密闭的容器中用各种干燥剂吸取物料中的水分，达到干燥的目的。常用的吸附剂有硅胶、无水氯化钙、氧化钙、无水硫酸钙、五氧化二磷以及各种铝硅酸盐的结晶等。可以依据须要选择运用。干燥设备针对热敏性物质开发的单元操作有：瞬时快速干燥：接触时间短、气流温度高喷雾干燥：时间短、热效低、可同时造粒气流干燥：接触时间较长沸腾干燥：接触时间最长，热效最高低温干燥：适用于粘稠状物料，活性保持最好微波干燥：时间短，效率高红外干燥：温度高，干燥速度快厢式干燥设备由一个或多个小格（室）组成；干燥媒介的流淌方式：自然对流、强制平行流淌、强制穿流流淌；运用范围：适用于粒状、晶状和片状产品优缺点：结构简洁，但能耗大，热效低，现已渐渐被淘汰。气流干燥设备干燥介质为热干空气运用范围：含非结合水的粉末或颗粒物料的干燥；优点：结构简洁，传热系数大，干燥速度快喷雾干燥设备接受雾化器，将料液分散成细小雾滴，在喷雾干燥器内干脆进行干燥，并接受旋风分别器对干燥后的物料进行回收；优点：传热表面积大，干燥时间短，适用于抗生素、酵母粉、酶制剂等热敏性物质的干燥；并可将蒸发、结晶、过滤、粉碎等过程集成于一次完成。缺点是热效低、能耗大、设备体积过大流化床干燥设备在流化床中加入湿的颗粒状物料，在流化床下部通入热空气，在确定流速下形成激烈的固体流态化状态。因此，又称沸腾床，是一种有效的干燥装置。运用范围：由于物料在干燥器中停留时间过长，不适宜干燥一些热敏性物质，运用于干燥葡萄糖、味精、柠檬酸等稳定物料的干燥。红外干燥以电磁波辐射作为热量来源，通常波长在0.75~1000微米波段；热量高，温度变更幅度大，适用于淡薄的物料干燥微波干燥利用微波产生的电磁能，从内部加热湿物料；在沟通电磁场的作用下，偶极离子会产生与电场方向变更相适应的振动，从而摩擦产热，使水分蒸发。冷冻干燥使被干燥的液体在极低