干燥机械与设备第七节

干燥机械与设备第七节第七节沸腾干燥装置一、沸腾干燥的基本概念沸腾就是指流化(Fluidized)，“流化”是指固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、前后运动，这种状态我们称作“流化”，或流态化，流动化或沸腾状态。沸腾干燥是指干燥介质使固体颗粒在沸腾状态下进行干燥的过程。1、固定床阶段2、流化床阶段3、气流输送阶段3/17/20242二、沸腾干燥的特点一般适用于30um-6mm颗粒状物料，或结团现象不严重的场合，故常用于气流或喷雾干燥后的物料作进一步干燥之用。对溶液或悬浮液的液体物料的干燥和造粒也很合适。沸腾干燥设备的热容量系数为2300-7000w／m2，生产能力可在小至几kg／h，大到数百t／h范围内变动，物料停留时间可任意调整，尤其对含水要求很低的产品特别合适。3/17/20243

1.沸腾干燥器的优点（1）物料与干燥介质接触面积大，搅拌激烈，表面更新机会多，热容量大，传热好，产量高，可实现小设备大生产。（2）干燥速度大，停留时间短，故最适宜于某些热敏性物料干燥。（3）床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对物料表面水分可使用比较高的热风温度。同一设备，既可用于间歇又能连续生产。（4）干燥停留时间，可按需要进行调整，对产品含水量有变化或原料含水量有波动的物料更适应。（5）设备简单，投资费用低廉，操作维修简单。3/17/202442、沸腾干燥器的缺点（1）对被干燥物料的颗粒度有一定的限制，当几种不同物料混在一起干燥时，各种物料的密度应当接近。（2）湿含量高而且易结团的物料不适合。（3）易结块物料与设备会粘壁或堵塞。（4）因纵向沸腾，对单级连续式沸腾干燥器，物料停留时间可能不均匀，未干燥的物料会随产品一起排出床层。3/17/20245

3.适用范围和有关参数的选择(1)固体颗粒大小要求>30um，如太小，会产生沟流现象即局部并不流化，在颗粒间形成通道称沟流，干燥效率下降。湿度越大，沟流现象越严重。如颗粒>6mm时，要求气流速度高，经济效益不合算。(2)物料含水率要求粉状原料含水量在2-5％，颗粒物料含水量在10-15％，使用沸腾干燥是合适的。因流化性能不一致也没有严格规定。停留时间选择适当，产品含水可达0.03％。(3)气体的温度高温干燥介质可提高热的利用率，但保证温度控制在使产品安全以内。3/17/20246(4)流化速度与截面积(5)沸腾床层高度：一般只能由经验确定。(6)多孔板的开孔率及其它数据如孔径太大，引起气流分布不均匀；孔率太小，阻力损失太大。故一般开孔比可取20％，孔径可取5-20mm，多孔板的压力损失为1332.89-13328.95Pa。对多段流动层，其段间隔取300mm为宜。卧式连续多室流动床，如隔板为4块，分成5个小室，隔板与孔板间隔为30-60mm。

3/17/20247三、沸腾干燥器（Fluidized-beddryer）的结构型式

1、流化床干燥器的分类按被干燥的物料可分为：①粒状物料；②膏状物料；③悬浮液和溶液等具有流动性物料。按操作情况不同，流化床干燥器可分为：间歇式和连续式。按设备结构形式可分为：①单层流化床干燥器；②多层流化床干燥器；③卧式多室流化床干燥器；④喷动式流化床干燥器；⑤振动流化床干燥器；⑥脉冲流化床干燥器；⑦惰性粒子流化床干燥器；⑧锥形流化床干燥器。3/17/20248

①单层沸腾干燥器

结构简单，操作方便，生产能力大，最广泛应用。一般床层高度为300-400mm，由干燥介质不同，生产强度可达1m2分布板从物料中脱水500-1000kg/h，空气消耗量为3-12kg／kg水。

适用于较易干燥或干燥强度要求不严格的粒状物料，对于一些粒度分布较广并有一定粘性难以流化的物料，可加搅拌器。2、粒状物料的沸腾干燥器3/17/20249单层沸腾床于燥流程示意图1—抽风机2一料仓3—星形下料器4一集灰斗5一旋风分离器6一带式输送机7—加料机8一卸料管9一流化床10一加热器11—鼓风机12—空气过滤器3/17/2024103/17/2024113/17/202412气流分布板是流化床干燥机的主要部件之一。作用是支持物料，均匀分配气体，以创造良好的流化条件。多采用金属或陶瓷材料制作。3/17/202413

物料有规则的自上而下移动，故停留时间分布均匀，物料的干燥程度均匀，易于控制产品质量。热利用率高，适宜物料降速干燥或产品要求含水量很低的物料。又可分为溢流管式和穿流板式，前者用的场合多。溢流管的设计和操作是关键，否则易造成堵塞或气体穿孔，从而造成下料不稳定，破坏沸腾床。故一般溢流管下面均装有调节装置，其结构主要有三种。

②多层沸腾干燥器

3/17/202414溢流式多层流化床干燥机湿物料颗粒由第一层加入，经初步干燥后由溢流管进入下一层，最后从最底层出料。停留时间较长，产品能达到很低的含水量且较为均匀，热量利用率也显著提高。3/17/202415溢流管调节装置自封式溢流管结构图3/17/202416穿流板式多层沸腾干燥器3/17/202417③卧式多室沸腾干燥器

结构简单，操作方便，适合难干燥和热敏感性物料的干燥，现已推广到粉状、片状等物料。为一矩形箱式沸腾床，底部为多孔筛板，开孔率一般为4-13％，孔径为1.5-2.0mm，上方有竖向挡板，将床分成8个小室，每块板可上下移动调节板间距，每小室下部有一进气支管，支管上有调节气体流量的阀门。主要干燥由造粒机制成4-14目散粒状物料，初湿量在10-30％，产品终湿量在0.02-0.3％。缺点是热效率不及多层式高，在l、2两室易结块。3/17/202418卧式多室沸腾干燥器3/17/202419④喷动床干燥器喷动床干燥器底部为圆锥形，上部为圆筒形。气体以高速从锥底进入，夹带一部分固体颗粒向上运动，形成中心通道。在床层顶部颗粒好似喷泉一样，从中心喷出向四周散落，然后沿周围向下移动，到锥底又被上升气流喷射上去。如此循环以达到干燥的要求。

喷动床用于谷物、玉米胚芽等物料的干燥。

3/17/202420喷动床干燥器1一放料阀2一喷动床3一旋风分离器4一加料器5一蝶阀6—加热炉7一鼓风机

3/17/202421⑤振动沸腾干燥器

适用不易流化的物料颗粒太粗或太细易粘成成块，以及对产品质量有特殊要求的物料(如保持完整晶体，晶体闪光度好等)。由振动电机产生激振力使机器振动，物料在给定方向的激振力的作用下踊跃前进。同时床底输入的热风使物料处于流化状态，物料与热风充分接触，从而达到理想的干燥效果。3/17/202422振动流化床干燥器

3/17/202423振动沸腾床干燥器

3/17/202424特点与适用性脉冲式流化床干燥器作用能量集中，适用于不易干燥或有特殊要求的物料，属间歇操作，适用于粒度为10μm~0.4mm的物料，床高0.1~0.4m。与常规流化床干燥机相比，具有如下优点：能够流化非球形大颗粒，如直径为20~30mm、厚度为1.5~3.5mm的蔬菜也能获得良好的流化状态;粒子间对流混合较充分，无沟流现象，改善了床层结构;压降较低，节能效果明显，高达30％。⑥脉冲沸腾干燥器3/17/2024253/17/202426

3、膏状物料沸腾干燥器它和粒状物料所用的沸腾干燥器基本上相同，主要区别是加料器不同，必须使膏状物入沸腾干燥器内很快分散、均匀、定量、连续进行操作，目前有两种型式的加料器：①螺旋挤压型②振动加料器3/17/202427螺旋挤压型加料器振动加料器4—搅拌叶片3—第一个叶片1一弹簧2一轴承2—螺旋1—挤压通过板3—转轴4一不平衡体5—加料斗6一多孔板3/17/2024284.溶液、悬浮液等物料的沸腾干燥器①葡萄糖沸腾造粒干燥设备喷成雾状的葡萄糖溶液进入沸腾干燥器后有两种情况，一种是在碰到沸腾床中流化粒子前，便已蒸发结晶干燥成微粒，这部分微粒成为晶种；另一种情况是雾化的溶液，在它未蒸发、结晶、干燥前，便与沸腾床中流化粒子碰撞，而涂布于其表面，在其表面不断蒸发、结晶干燥，使流化粒子不断增大，尤其以后者为主要。故粒子越来越大，以致最后沸腾不起来。破坏了沸腾正常操作，故控制粒子大小成关键问题，目前采用以下三种方法来处理。

3/17/202429采用锥形沸腾床——因流速随沸腾床高度而改变，使颗粒在沸腾床中分级，大颗粒在下面，小颗粒在上面，这样就有可能使大颗粒从下面的出料口排出，以免继续增大，而小颗粒留在床层内，保持一定的粒度分布。在沸腾床内安装粉碎装置——可将大颗粒粉碎，以控制床内粒度分布。加返料——将小颗粒不断加入沸腾床内作晶种，用调节返料量来控制床层的粒度分布。目前用得最多的为加返料的方法，因容易控制。3/17/202430第八节气流干燥器

气流干燥器(Pneumaticdryer)是一种连续式高效固体流态化干燥方法。它是利用高速热气流将潮湿的粉、粒、块状物料分散而悬浮于气流中，一边与热气流并流输送，一边进行干燥。气流干燥器在食品行业中应用于淀粉、面粉、葡萄糖、食盐、味精及肉丁食品的干燥。3/17/202431一、气流干燥的特点

1.干燥强度大

2.干燥时间短3.热效率高

4.设备简单可以同时把干燥、粉碎，筛分，输送等单元过程联合操作。不适用的物料为：产品要求有一定形状的物料；易于粘壁、非常粘稠以及要求干燥至临界湿含量以下的物料。3/17/202432二、气流干燥器组成及型式气流干燥器一般由空气滤清器、热交换器、干燥管、加料器、旋风分离器、出料器及除尘器等组成。其结构型式有直管式、脉冲式、倒锥式、套管式和旋风式。目前，我国生产的气流干燥机主要有两种：直管式脉冲