第九章干燥设备

第九章干燥设备

干燥方法有：１.空气干燥：利用加热后的热空气，将热空气带入干燥器并传给物料。空气即是载热体，又是载湿体。如气流干燥、沸腾干燥、喷雾干燥。２.加热面传热干燥：利用物料与热表面相接触的方法传热给湿物料。空气是载湿体，如真空干燥。

３.红外线干燥：利用红外线辐射作为热源，向湿物料供热。优点：安全、卫生、干燥速度快，但耗电量较大。４.冷冻升华干燥：将物料冷冻至冰点以下，使水分结冰，然后在较高的真空度下，使冰直接升华为水蒸气而除去。５.微波干燥：在微波电磁场的作用下，使物料内部的极性分子（如水）产生振动，振动的能量使被干燥的物料发热，从而达到去除水分的目的。目前生化产品的干燥较广泛采用空气干燥法,空气干燥设备按工作原理分为：气流干燥、沸腾干燥和喷雾干燥。气流干燥：1）直管式气流干燥，用于味精和葡萄糖晶体的干燥2）脉冲管式气流干燥，多用于制药工业3）旋风气流干燥，多用于制药工业

离心式喷雾干燥，多用于酶制剂、

抗生素、酵母的干燥喷雾干燥

气流式喷雾干燥，用于核甘酸、

酶制剂、抗生素的干燥

压力式喷雾干燥，多用于酵母的干燥

单层卧式多室沸腾干燥，用于柠檬酸

晶体、葡萄糖酸钙等的干燥沸腾干燥

沸腾造粒干燥，用于葡萄糖、酶制剂和

味精干燥

第一节

气流干燥

一、气流干燥原理、特点和形式工作原理：利用热空气与粉状或颗粒状物料在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到干燥的目的。干燥时间一般为１－５秒.气流干燥特点：干燥强度大；干燥时间短，物料不会发生变化；设备结构简单，生产能力大；适用性广，可适用于粉状、粒状、碎块状以至泥状物料的干燥。形式：长管式气流干燥器（长度１０－２０米），短管式气流干燥器（长度４米），旋风气流干燥器。

对物料有一定的磨损，不适用对晶体有一定要求的物料，同时对粘性很强的物料也不适用气流干燥。（一）典型的气流干燥器－－－－长管式气流干燥味精流程干燥管：多采用圆形，其次有方形和不同直径交替的脉冲管，颗粒不断地加速减速，强化传热传质速率。

由于长管式气流干燥器的干燥管很高，对房屋建筑、操作运行和设备检修等带来不便，因此在生产中较多以旋风式气流干燥器代替长管式气流干燥器。

带有物料的气流在气流上部以切线方向进入干燥器，在干燥器内呈螺旋状向下至底部后再折向中央排气管排出。

第二二节节流流化化床床干干燥燥一、、沸沸腾腾干干燥燥原原理理、、特特点点和和型型式式流化化床床干干燥燥：：又又称称沸沸腾腾干干燥燥，，利利用用液液态态化化技技术术，，即即利利用用热热的的空气气使使孔孔板板上上的的粒粒状状物物料料呈呈液液化化沸沸腾腾状状态态，，使使水分分迅迅速速汽汽化化达达到到干干燥燥的的目目的的。。沸腾腾造造粒粒干干燥燥：：利利用用流流化化介介质质（（空空气气））与与料料液液间间很很高高的的相相对对气气速，，使使溶溶液液带带进进流流化化床床就就迅迅速速雾雾化化，，液液滴滴与与原原来在在沸沸腾腾床床内内的的晶晶体体结结合合，，进进行行沸沸腾腾干干燥燥。。沸腾腾干干燥燥特特点点：：传传热热传传质质速速率率高高；；干干燥燥温温度度均均匀匀，，控控制容易易干燥燥、冷冷却可可连续续进行行，有有利于连续续化和和自动动设备备结构构简单单，生生产能力高高。二、流流化化床干干燥设设备沸腾干干燥器器型式式：单单层、、多层层，单单层沸沸腾干干燥器器又分分单室室、多多室和和有干干燥冷冷却室室的二二段沸沸腾干干燥。。三.喷喷雾雾干燥燥（一））喷雾干干燥原原理及及方法法1.喷喷雾干干燥：：利用不不同的的喷雾雾器，，将悬悬浮液液和粘粘滞的的液体喷喷成雾雾状，，形成成具有有较大大表面面积的的分散微微粒同同热空空气发发生强强烈的的热交交换，，迅速排排除本本身的的水分分在几几秒至至几十十秒内内获得干干燥。。成品以以粉未未状态态沉降降于干干燥室室底部部，连连续或间间接地地从卸卸料器器排出出。2.方方法：：按液液体雾雾化方方式分分为三三种(1)压力力喷雾雾法（（机械械喷雾雾法））：利利用往往复运运动的的高压压泵，，将液液体从从喷孔孔喷出出，分分散成成５００－１１５００um的液液滴。。(2)气流流喷雾雾法：：依靠靠压力力为0.25－－0.6MPa的压压缩空空气通通过喷喷嘴时时产生生的高高速度度，将将液体体吸出出并被被雾化化。(3)离心心喷雾雾法：：利用用在水水平方方向作作高速速旋转转的圆圆盘给给予溶溶液以以离心心力，，使其其高速速甩出出，形形成薄薄膜、、细丝丝或液液滴，，同时时又受受到周周围空空气的的摩擦擦，阻阻碍与与撕裂裂等作作用形形成细细雾喷雾干干燥的的关键键是料料液的的雾化化，它它关系系到喷喷雾干干燥的的技术术经济济指标标、产产品质质量。。理想想的喷喷雾器器要求求喷雾雾粒子子均匀匀，结结构简简单、、产量量大、、能耗耗小。。生物工工业中中，后后两种种喷雾雾干燥燥设备备应用用较多多。（二））气气流喷喷雾干干燥设设备1.气气流喷喷雾干干燥流流程、、特点点压缩空空气从从切线线方向向进入入喷雾雾器外外面的的套管管，由于喷喷头处处有螺螺旋线线，形形成高高速度度旋转转的圆圆锥状状空气涡流流，并并在喷喷嘴处处形成成低压压区，，吸引引液体体在内内部或外部部混合合后，，微粒粒化。。空气气加热热器加加热的的热风风，经过滤滤器从从干燥燥塔的的上部部经经空气气分配配盘进进入，，与喷雾后的液液体微粒相相遇，干燥燥，而后物物料由塔底底部排出，，废气沿回回风管导入入袋滤器或或旋风分离离器，收集随废气带带走的粉末末状产品，，经排风机机排入大气气中。圆柱体锥底底。D:H=1:2.4~3

D:h=1:1.3~1.6空空塔时的气气流速度约约为0.15~0.2m/s，回风管管空气流速速约为10~12m/s。干干燥室由1mm左右右厚度的不不锈钢衬里里焊接而成成，外部有有保温层。。

塔下部部有螺旋排排风管。2.空气分分配盘（作用是使空空气形成旋旋流与雾滴滴接触，提提高干燥效效率）：分配盘的型型式有旋风风扩散式和和叶片旋风风式，图示示为叶片旋旋风式，由由３０片叶叶子均匀焊焊接于分配配盘顶的周周边，并与与水平面成成３０角，，热风排出出的方向依依旋风方向向决定。3.喷雾器型式式内部混合式式：气体与与液体在喷喷嘴内部混混合后由喷喷嘴喷出，，喷出雾滴滴比较均匀匀。外部混合式式：气体与与液体在喷喷嘴外面混混合，喷成成雾滴。常用内部混混合式。喷喷嘴上有螺螺旋槽，空空气经螺旋旋槽时以切切线方向进进入形成湍湍流，并将料液喷喷成雾状气流式喷雾雾是利用高高速气流对对料液产生生摩擦分裂裂作用而把把液滴拉成成细雾的，，所以，气气流式喷雾雾某些高黏黏度的溶液液时所得到到的产品往往往不是粉粉末而是絮絮状。螺旋排风管管是在回风风管的下部部外侧焊接接上螺旋形形的导风板板，使气流流沿螺旋导导风板旋转转向下，增增大了气流流阻力，使使密度较大大的产品向向下沉降，，气固两相相分离，而而密度较小小的粉末状状产品随废废气沿回风风管导入袋袋滤器。（三）离离心喷雾干干燥设备（酶制剂干干燥多用））离心喷雾干干燥流程加热的发酵酵液由罐顶顶的管路经经观察玻璃璃圆筒流入入高速度旋转的离心心喷雾盘。。液体通过过六个喷嘴嘴甩成雾状状，与从顶顶部进风口口以旋转方方式进入至至喷雾盘四四周的热空空气进行充充分接触，，造成强烈烈的传热和和水分蒸发发，空气温温度随之降降低，微粒粒在气流和和自身重力力作用下旋旋转而下，，当达到出出口时已干干燥完毕，，间歇通过过双闸门的的卸料阀，，定期卸料料。空气经过滤滤器与离心心通风机进进入空气加加热器，加加热后从塔塔顶分内外外两圈进入入干燥室，，内圈由热热风盘进入入干燥室，，外圈由固固定均布的的方形进风风口进入干干燥室，从干燥室内内排出的废废气经锥部部中央管通通过旋风分分离器由离离心通风机机排至大气气，旋风分分离器收集集随废气带带走的粉末末状产品。。排风机的的排风量比比进风量要要求大，以以便塔内形形成负压（（沸点降低低，利于物物料内水分分的蒸发））。喷雾室的直直径与离心心喷雾机的的转速有关关，液滴直直径与转速速成反比，，液滴的射射程（即喷喷距）与液液滴直径成成正比，即即转速小时时，液滴射射程大，而而塔径是随随射程的增增大而增大大的，因此此，喷盘转转速越小，，喷雾室直直径越大。。喷距：在某某一半径的的圆周内，，有90%~95%液滴下落落，不再具具有水平速速度，这个个半径距离离即称为喷喷距。只有干燥燥塔半径径大于喷喷距时，，绝大部部分液滴滴不会碰碰壁。喷喷雾室内内的截面面风速一一般以0.1~0.4m/s为宜。。喷盘的形状有有平板形、皿皿形、碗形、、多翼形、喷喷枪形、锥形形和圆帽形等等。目前生物物工业中主要要用后三种。。结构图ppt29.其其生产能力有有：150L/h、500L/h、、1000L/h，离心心喷盘转速为为7275~7363r/min。。喷枪形是由一一组喷嘴（一一般为六个））伸在离心盘盘外，如同翼翼轮一样，中中心形成负压压，被喷物料料容易卷起，，黏在顶壁上上。锥形和帽帽形可避免这这一点。锥形是一嘴喷喷嘴装在离心心盘内，避免免中心形成负负压。圆帽式的喷嘴嘴向下倾斜450，避免被喷物物料向上翻。。喷嘴和喷盘的的材料均用不不锈钢制作，，加工安装时时要求做动平平衡试验，如如果质量不平平衡，则产生生较大震动损损坏轴承。热风盘的作用用是金塔后的的热风分配均均匀，否则会会造成塔内局局部黏壁。热空气从塔顶顶分内外两圈圈进入干燥室室，内圈由热热风盘进入干干燥室（大部部分），外圈圈由固定均布布的方形进风风口进入干燥燥室。内圈热风盘上上有风向调节节板，其向下下调节的角度度是可调的。。进入塔内的的热风的风向向与喷嘴甩出出的料液方向向可以相同，，也可以相反反，为了使热热风在热风盘盘进入塔内的的流速相等，，热风盘常做做成蜗壳形。。热风分配盘应应与喷盘配合合安装。干燥塔直径和和高度的选择择应能保证塔塔内热空气与与料液间的热热质交换顺利利进行。塔径径的确定不仅仅与料液中含含水量有关，，而且与喷雾雾塔的形式有有关。塔径大小必须须保证料液在在尚未干燥之之前，不至碰碰到塔壁上，，为最大喷距距的2.25倍。干燥塔的高度度必须保证干干燥时间所需需之高度，即即料液尚未干干燥前不致沉沉降到塔底。。对于离心喷雾雾干燥塔，H≤D，常H=（（0.5~1）D，圆锥部分的高高度可根据塔塔径和采用的的锥角进行计计算，锥角应应小于物料的的休止角，才才能及时排产产品出塔。一一般60度锥锥角。或h=D干燥设备选型型原则：1.考虑产品品的质量要求求；（注重活活性)2.考虑产品品的纯度要求求；（微生物物指标和纯度度要求）3.考虑物料料的特性；（颗粒状、、滤饼状、浆浆状、水分的的性质）4.产量及劳劳动条件。干燥的理论有有关1.物料中水水分的性质。。（游离水和和结合水）2.干燥速率率分为表面汽汽化控制和内内部扩散控制制。为内部扩散控控制时，减小小物料颗粒直直径和提高干干燥温度均有有利于提高干干燥速度。为表面汽化控