第十一章干燥设备

第十一章干燥设备第一节干燥概述一、干燥的概念和目的1.干燥：从无机材料原料或制品中除去水分的操作。2.目的：提高物料的稳定性，便于贮存、运输、加工和使用。干燥是中药的基础，也是西药单元操作中的重要部分。二、干燥类型：1.自然干燥2.人工干燥:机械干燥、热风干燥、冷冻干燥、真空干燥、化学干燥、介质接触干燥、辐射干燥等三、为满足生产需要，干燥器应达到以下基本要求：1.必须满足干燥产品的质量要求；2.设备的生产能力要高，热效率高，干燥速度快，时间短。3.干燥操作的环境良好，符合GMP对空气洁净度的要求。4.工艺科学，经济性好，辅助设备费用低。5.操作方便，生产、维护容易。第一节干燥概述四、干燥的基本原理1.传热和传质过程在干燥过程中，湿物料与热空气接触时，热空气将热量传递至物料，这是一个传热过程；同时湿物料得到热量后，物料内部的水分不断汽化，并向空气中转移，这是一个传质过程。2.传热和传质的推动力湿物料表面的水蒸气分压必须大于空气中的水蒸气分压pw-p＞0，两者压差愈大，干燥过程进行越快；若pw-p=0，空气与物料中水蒸气达到平衡，干燥停止；若pw-p＜0，物料不能干燥，反而吸潮。第一节干燥概述第二节厢式干燥器一、原理：

主要是以热风通过湿物料的表面，达到干燥的目的。二、厢式干燥器的共同特点

1.优点：适应性强，装卸容易，同一设备可适用于干燥多种物料；每批物料可以单独处理，温度便于控制。

2.缺点

物料得不到分散，干燥时间长；若物料量大，所需的设备容积也大；工人劳动强度大；热利用率低；产品质量不均匀。三、热风流动方式1.平行流：热风从物料表面通过，料层薄(20～50mm)，干燥强度小。2.穿流：热风从料层中通过，料层厚(45～65mm)，干燥强度大。四、厢式干燥器的分类及应用

1.水平气流厢式干燥器

适用于干燥后期易产生粉尘或泥状物料、少量多品种的粒状或粉状湿物料。2.穿流气流厢式干燥器相比较水平气流厢式干燥器，它提高了传热效率。适用于小规模、多品种、要求干燥条件变动大及干燥时间长等场合的干燥操作。3.真空厢式干燥器其优点是干燥的温度低，速度快，时间短，干燥品疏松易于粉碎，质量高。适用于热敏性、易氧化的物料，以及生物制品的干燥。

试验的干燥装置，特别适合作为实验室或中间试验的干燥装置。第二节厢式干燥器第二节厢式干燥器厢式干燥器第二节厢式干燥器化学实验室，常用的烘干箱，它就是一个箱式干燥器第二节厢式干燥器穿流气流厢式干燥器平流气流厢式干燥器第三节带式干燥器一、带式干燥器特点1.优点：物料在其中翻动较少，可保持物料的形状，可连续干燥多种物料。2.缺点：生产能力及热效率都低。3.适用范围——适用于干燥颗粒状、块状和纤维状的物料如：脱水蔬菜、中药饮片等。不适用于干燥易黏附及不允许破损的物料。二、干燥器分类及结构图（一）单级穿流带式干燥机第三节带式干燥器（二）多层带式干燥机第三节带式干燥器（三）多级穿流带式干燥机第三节带式干燥器第四节流化床干燥器一、原理

在流化床干燥器中，颗粒在热气流中上下翻动，彼此碰撞和混合，气、固间进行传热、传质，从而达到干燥目的。应用范围广泛，特别适用处理湿性粉粒状而不易结块的物料。二、分类与基本结构1.分类：按结构形式分为单层型、多层型。立式和卧式。按附加装置分有带振动器和间接加热器的．按作业方式分为连续式和间歇式。2.组成部分——物料输送系统、热空气供给系统、干燥室、空气分布板、旋风分离器和卸料系统。第四节流化床干燥器

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三、特点优点：1.体积传热系数大，传热良好，干燥速率大。2.流化床内温度均一并能自由调节，可以得到均匀的干燥产品。3.对难以干燥或干燥产品要求含湿量低的物料特别适用。4.由于传热系数大，干燥强度大，可以在小装置中处理大量的物料。5.结构简单，造价低廉，维修方便。6.可在同一干燥器内进行连续或者间歇操作，物料处理量大。7.流化床干燥器密封性能好，不会有杂质混入。缺点：

1.对物料含水量、形状和粒度有一定限制。（粒度0.3-6mm，含水量2%-5%的粉料，10%-15%的湿颗粒）2.对易结块和含水量高的物料易发生堵塞和黏壁现象。3.干燥过程易发生摩擦，使脆性物料产生过细粉等。第四节流化床干燥器第四节流化床干燥器四、卧室多室流化床干燥器五、振动流化床干燥机第四节流化床干燥器第四节流化床干燥器第四节流化床干燥器一、概念

喷雾干燥器是采用雾化器将料液分散成雾滴，在热气流中自由沉降并迅速蒸发，最后被干燥为固体颗粒与气流分离而获得产品的一种干燥方法。通常用于处理流体物料——溶液、乳浊液、悬浮液、膏状液等。第五节喷雾干燥器二、喷雾干燥的特点1.浆状原料直接制成粉末产品，简化了工序，节省了设备。2.适于处理热敏性物,料物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），且产品温度不超过热风的温度（50～60℃）。3.制品的溶解性和流动性好雾滴与热风接触，水分蒸发极快，可以形成球粒状的粉体，制品有良好的流动性。4.容易改变操作条件，控制或调节产品的质量指标、改变原料的浓度、热风温度等喷雾条件，可获得不同水分和粒度的产品。5.可以满足对产品的各种要求增加某些措施或运用操作上的灵活性，能制成不同形状（球形、粉末）且流动性强的产品。6.连续作业，处理量大。7.设备较庞大，投资费用、动力和热能消耗均较大。8.干燥物料易黏器壁。第五节喷雾干燥器第五节喷雾干燥器

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第五节喷雾干燥第五节喷雾干燥器喷雾干燥器系统组成三、雾化器的类型和性能

雾化器是喷雾干燥的关键部件。(一）气流式喷雾器雾化原理：利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用，把液体雾化。高速气流可用压缩空气或蒸汽。(二)压力雾化器(压力式喷嘴)1.雾化原理：物料通过高压泵，在70～200大气压下，从切线入口进入旋涡室获得旋转运动，在喷嘴中央形成一股旋转气流，料液形成绕旋转中心旋转的环形液膜，液膜伸长变薄，最后分裂为小雾滴。有旋转型和离心型。2.分类：

旋转型：中空，无芯，料液切向导入。

离心型：有芯，料液斜向或螺旋形导入。第五节喷雾干燥器第六节真空干燥器一、概念

在常压下的各种加热干燥方法，因物料受热，其色、香、味和营养成分均受到一定损失。若在低压条件下，可在较低温度对物料进行干燥，能降低品质的损害。这种方法称为真空干燥。二、真空干燥的特点1.物料在干燥过程中的温度较低，避免过热。同时水分容易蒸发，干燥时间短。2.能将物料干燥到很低的水分。3.可用较少的热能，得到较高的干燥速率，热量利用经济。4.适用性强，对不同性质，不同状态的物料，均能适应。

适用于低温干燥热敏性物料，易氧化、易燃烧的物料，以及有机溶剂和有毒气体的物料。5.与热风干燥相比，真空干燥的控制能达到较高的精确要求，因此设备投资和动力消耗较大，产量较低。第六节真空干燥器第六节真空干燥器第七节真空冷冻干燥器一、概念

真空冷冻干燥是将含有大量水分的物料预先冻结至冰点以下（通常-10℃—-40℃）成固体，然后在真空条件下加热，使水蒸气直接由固体中升华出来而被干燥的方法。因为利用升华而达到除去水分的目的，故称为升华干燥。二、特点1.适合于热敏性、易氧化物料及易挥发物料的干燥，防止物质的变质其损失。常常用于抗生素、生物制品等对温度敏感药品的干燥。2.干燥后的产品疏松、多孔、海绵状而易于溶解，有利于生物制品、抗生素的崩解释放，减少物质的变质或者挥发。3.设备投资保养费用高、动力消耗大、干燥时间长、生产能力低。第七节真空冷冻干燥器三、冷冻干燥原理

（3）解吸干燥4.6mmHg压强/Pa0.01温度/℃OCAB液态固态气态升华曲线汽化曲线水的三相图abc四、真空冷冻干燥设备1.升华干燥设备结构

按系统分，由制冷系统、真空系统、加热系统、控制系统组成。

按结构分，由冻干箱、冷凝箱、真空泵组、制冷压缩机组、加热装置、控制装置等组成。第七节真空冷冻干燥器第七节真空冷冻干燥器图真空冷冻干燥器装置示意图干燥器的选型步骤1.首先按湿物料的形态、物理特性和对产品形态、水分等要求，初选干燥器的类型。2.按投资能力和处理量的大小，确定设备规模，操作方法（连续作业或间歇作业），自动化程度。3.根据物料的干燥特性和对产品品质的要求，确定采用常压干燥或真空干燥。4.根据热源条件和干燥方法，确定加热装置。5