干燥4干燥设备及习题课件

干燥设备★干燥器的基本要求1.保证产品质量2.干燥速率大，干燥时间短3.热效率高4.干燥介质流动阻力小5.劳动强度低1/1/20231干燥设备★干燥器的基本要求1.保证产品质量12/28/20★干燥器的分类通常按加热方式分类对流干燥器，如：洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器，厢式干燥器等。传导干燥器，如：滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等。辐射干燥器，如：红外线干燥器。介电加热干燥器，如：微波干燥器。1/1/20232★干燥器的分类通常按加热方式分类12/28/20222干燥器简介厢式干燥器1－空气进口；2－空气出口；3－风机；4－电动机；5－加热器；6－挡板；7－盘架；8－移动轮优点：结构简单，设备投资少，适应性强。缺点：劳动强度大，热利用率低，产品质量不均匀。1/1/20233干燥器简介厢式干燥器1－空气进口；2－空气出口；优点：结构简洞道式干燥器1－加热器；2－风扇；3－装料车；4－排气口将厢式干燥器的间歇操作发展为了连续或半连续的操作。处理量大，干燥时间长。1/1/20234洞道式干燥器1－加热器；2－风扇；3－装料车；4－排气口滚筒式干燥器间接加热、连续干燥加热方式为热传导适用于悬浮液、溶液和稀糊状等流动性物料的干燥，不适用于含水量过低的热敏性物料。优点：过程连续，劳动强度低，设备紧凑，投资小、清洗方便。缺点：物料易过热，筒体外壁的加工要求高，粉尘飞扬而使操作环境恶化。1/1/20235滚筒式干燥器间接加热、连续干燥适用于悬浮液、溶液和稀气流干燥器★气流输送技术在干燥中的一种应用，在气流输送过程中对物料进行干燥。★处理含非结合水及结块不严重又不怕磨损的粒状物料。对于黏性和膏状物料，采用干料返混的方法和适宜的加料装置，也可正常操作。1/1/20236气流干燥器★气流输送技术在干燥中★处理含非结合水及结块不严重气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿物料投入到产品排出，只需1～2秒。由于热风和湿物料并流操作，即使热空气温度高达700～800℃，而产品温度不超过70～90℃，所以适宜干燥热敏性和低熔点的物料。干燥器结构简单，占地面积小。

缺点是：由于流速大，压力损失大，物料颗粒有一定的磨损，对晶体有一定要求的物料不适用。1/1/20237气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿喷雾干燥器喷雾干燥1－燃烧炉；2－空气分布器；3－压力式喷头；4－干燥塔；5－旋风分离器；6－风机优点：干燥过程极快，干燥完成后，物料表面温度仍接近于湿球温度，非常适宜处理热敏性的物料。省去了蒸发、结晶、过滤、粉碎等多种工序。能得到迅溶的粉末和空心细颗粒。缺点：干燥器体积大，单位产品热量消耗高。机械能消耗大。1/1/20238喷雾干燥器喷雾干燥优点：干燥过程极快，干将操作气速控制在一定范围内时，颗粒物料悬浮在上升的气流中形成沸腾状流化床，料层内颗粒物料的相互碰撞、混合剧烈，气固两相间的传热传质过程得到强化，使物料得以干燥。沸腾床干燥器（流化床）1/1/20239将操作气速控制在一定范围内时，颗粒物料悬浮在上升的气

单层圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规则运动，引起返混和短路现象，使得每个颗粒的停留时间是不相同的，产品质量不均匀。可采用多层沸腾床干燥器和卧式多室沸腾床干燥器。

多层沸腾床干燥器，物料由上面第一层加入，热风由底层吹入，在床内进行逆向接触。颗粒由上一层经溢流管流入下一层，颗粒在每一层内可以互相混合，但层与层之间不互混，经干燥后由下一层卸出。热风自下而上通过各层由顶部排出。1/1/202310单层圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规则运动，引起返混和短流化床干燥器的主要优点：传热、传质效率高，处理能力大；物料停留时间短，有利于处理热敏性物料；设备简单，可动部件少，操作稳定。

缺点：对物料的形状和粒度有限制。1/1/202311流化床干燥器的主要优点：传热、传质效率高，处理流化床干燥器1/1/202312流化床干燥器12/28/202212多层流化床1/1/202313多12/28/202213卧式多室流化床可按需将床层分隔成3～6室。物料依次通过各室，最后翻过堰板卸出。各室气体流速、温度可灵活调节，以形成最佳流化状态和干燥条件.1/1/202314卧式多室流化床可按需将床层分隔成3～6室。物料依振动流化床干燥器用于干燥难以流化的物料1/1/202315振动流化床干燥器用于干燥难以流化的物料12/28/202211/1/20231612/28/2022161/1/20231712/28/202217物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环境，水分升华除去。升华所需热量通过传导方式供给。

优点：干燥后物料能保持原有的化学组成与物理性质，热能的消耗比其他干燥方法少。

缺点：设备投资费用高，动力消耗大，干燥速率慢。冷冻真空干燥器1/1/202318物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环境，水分升华除★用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近红外干燥。★用远红外辐射元件对物料进行加热干燥就称为远红外干燥。远红外干燥速度快、干燥质量好、能量利用率高等。★红外线干燥器主要用于薄层物料的干燥。红外线干燥器1/1/202319★用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近红外干燥。红外线干燥微波是一种高频交变电场。介电常数不同，则产生的热量就不同。

优点：加热迅速，干燥速度快。热效率高，控制灵敏，操作方便。产品含水量均一，质量稳定。微波干燥器1/1/202320微波是一种高频交变电场。微波干燥器12/28/2干燥器的选型1．产品的质量例如医疗级产品的质量要求。2．物料的特性物料的特性包括物料形状、含水量、水分结合方式、热敏性等。例如对于散粒状物料，多选用气流干燥器和沸腾床干燥器。3．生产能力如，当干燥大量浆液时可采用喷雾于燥器，而生产能力低时可用滚筒干燥器。4．劳动条件如高温有毒，粉尘多的物料。5．经济性设备费和操作费用为最低。6．其它要求例如设备的制造、维修、操作及设备尺寸是否受到限制等。可采用组合式的干燥器例如，对于最终含水量要求较高的可采用气流－沸腾干燥器；对于膏状物料，可采用沸腾－气流干燥器。1/1/202321干燥器的选型1．产品的质量例如医疗级产品的质量要求。12/习题若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度

，露点

，相对湿度

。干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度

，温度

。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于

温度。1/1/202322习题若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气温度t、湿度H一定时，物料的平衡含水量为X*，若空气的湿度H下降，则平衡含水量

。恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于表面汽化

控制阶段，降速干燥阶段属于内部扩散

控制阶段。1/1/202323空气温度t、湿度H一定时，物料的平衡含水量为X*，若空恒速干燥阶段除去的水分为

，降速干燥阶段除去的水分为

和

，整个干燥过程除去的水分是

。常压下，湿度H一定的湿空气，当气体温度t升高时，其露点td将

。1/1/202324恒速干燥阶段除去的水分为，降速干燥阶段除去的水分为物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为1kg/s，初始湿含量（湿基，下同）为3.5%，干燥产品的湿含量为0.5%。空气状况为：初始温度为30℃、相对湿度为0.5，经预热后进干燥器的温度为160℃，如果离开干燥器（干燥过程等焓）的温度选定为60℃，试分别计算需要的空气消耗量，水分蒸发量，干燥产品流量。（需查湿度图）1/1/202325物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为1kg/s，初干燥设备★干燥器的基本要求1.保证产品质量2.干燥速率大，干燥时间短3.热效率高4.干燥介质流动阻力小5.劳动强度低1/1/202326干燥设备★干燥器的基本要求1.保证产品质量12/28/20★干燥器的分类通常按加热方式分类对流干燥器，如：洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器，厢式干燥器等。传导干燥器，如：滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等。辐射干燥器，如：红外线干燥器。介电加热干燥器，如：微波干燥器。1/1/202327★干燥器的分类通常按加热方式分类12/28/20222干燥器简介厢式干燥器1－空气进口；2－空气出口；3－风机；4－电动机；5－加热器；6－挡板；7－盘架；8－移动轮优点：结构简单，设备投资少，适应性强。缺点：劳动强度大，热利用率低，产品质量不均匀。1/1/202328干燥器简介厢式干燥器1－空气进口；2－空气出口；优点：结构简洞道式干燥器1－加热器；2－风扇；3－装料车；4－排气口将厢式干燥器的间歇操作发展为了连续或半连续的操作。处理量大，干燥时间长。1/1/202329洞道式干燥器1－加热器；2－风扇；3－装料车；4－排气口滚筒式干燥器间接加热、连续干燥加热方式为热传导适用于悬浮液、溶液和稀糊状等流动性物料的干燥，不适用于含水量过低的热敏性物料。优点：过程连续，劳动强度低，设备紧凑，投资小、清洗方便。缺点：物料易过热，筒体外壁的加工要求高，粉尘飞扬而使操作环境恶化。1/1/202330滚筒式干燥器间接加热、连续干燥适用于悬浮液、溶液和稀气流干燥器★气流输送技术在干燥中的一种应用，在气流输送过程中对物料进行干燥。★处理含非结合水及结块不严重又不怕磨损的粒状物料。对于黏性和膏状物料，采用干料返混的方法和适宜的加料装置，也可正常操作。1/1/202331气流干燥器★气流输送技术在干燥中★处理含非结合水及结块不严重气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿物料投入到产品排出，只需1～2秒。由于热风和湿物料并流操作，即使热空气温度高达700～800℃，而产品温度不超过70～90℃，所以适宜干燥热敏性和低熔点的物料。干燥器结构简单，占地面积小。

缺点是：由于流速大，压力损失大，物料颗粒有一定的磨损，对晶体有一定要求的物料不适用。1/1/202332气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿喷雾干燥器喷雾干燥1－燃烧炉；2－空气分布器；3－压力式喷头；4－干燥塔；5－旋风分离器；6－风机优点：干燥过程极快，干燥完成后，物料表面温度仍接近于湿球温度，非常适宜处理热敏性的物料。省去了蒸发、结晶、过滤、粉碎等多种工序。能得到迅溶的粉末和空心细颗粒。缺点：干燥器体积大，单位产品热量消耗高。机械能消耗大。1/1/202333喷雾干燥器喷雾干燥优点：干燥过程极快，干将操作气速控制在一定范围内时，颗粒物料悬浮在上升的气流中形成沸腾状流化床，料层内颗粒物料的相互碰撞、混合剧烈，气固两相间的传热传质过程得到强化，使物料得以干燥。沸腾床干燥器（流化床）1/1/202334将操作气速控制在一定范围内时，颗粒物料悬浮在上升的气

单层圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规则运动，引起返混和短路现象，使得每个颗粒的停留时间是不相同的，产品质量不均匀。可采用多层沸腾床干燥器和卧式多室沸腾床干燥器。

多层沸腾床干燥器，物料由上面第一层加入，热风由底层吹入，在床内进行逆向接触。颗粒由上一层经溢流管流入下一层，颗粒在每一层内可以互相混合，但层与层之间不互混，经干燥后由下一层卸出。热风自下而上通过各层由顶部排出。1/1/202335单层圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规则运动，引起返混和短流化床干燥器的主要优点：传热、传质效率高，处理能力大；物料停留时间短，有利于处理热敏性物料；设备简单，可动部件少，操作稳定。

缺点：对物料的形状和粒度有限制。1/1/202336流化床干燥器的主要优点：传热、传质效率高，处理流化床干燥器1/1/202337流化床干燥器12/28/202212多层流化床1/1/202338多12/28/202213卧式多室流化床可按需将床层分隔成3～6室。物料依次通过各室，最后翻过堰板卸出。各室气体流速、温度可灵活调节，以形成最佳流化状态和干燥条件.1/1/202339卧式多室流化床可按需将床层分隔成3～6室。物料依振动流化床干燥器用于干燥难以流化的物料1/1/202340振动流化床干燥器用于干燥难以流化的物料12/28/202211/1/20234112/28/2022161/1/20234212/28/202217物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环境，水分升华除去。升华所需热量通过传导方式供给。

优点：干燥后物料能保持原有的化学组成与物理性质，热能的消耗比其他干燥方法少。

缺点：设备投资费用高，动力消耗大，干燥速率慢。冷冻真空干燥器1/1/202343物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环境，水分升华除★用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近红外干燥。★用远红外辐射元件对物料进行加热干燥就称为远红外干燥。远红外干燥速度快、干燥质量好、能量利用率高等。★红外线干燥器主要用于薄层物料的干燥。红外线干燥器1/1/202344★用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近红外干燥。红外线干燥微波是一种高频交变电场。介电常数不同，则产生的热量就不同。

优点：加热迅速，干燥速度快。热效率高，控制灵敏，操作方便。产品含水量均一，质量稳定。微波干燥器1/1/202345微波是一种高频交变电场。微波干燥器12/28/2干燥器的选型1．产品的质量例如医疗级产品的质量要求。2．物料的特性物料的特性包括物料形状、含水量、水分结合方式、热敏性等。例如对于散粒状物料，多选用气流干燥器和沸腾床干燥器。3．生产能力如，当干燥大量浆液时可采用喷雾于燥器，而生产能力低时可用滚筒干燥器。4．劳动条件如高温有毒，粉尘多的物料。5．经济性设备费和操作费用为最低。6．其它要求例如设备的制造、维修、操作及设备尺寸是否受到限制等。可采用组合式的干燥器例如，对于最终含水量要求较高的可采用气流－沸腾干燥器；对于膏状物料，可采用沸腾－气流干燥器。1/1/20