干燥設(shè)備簡介

1、第五章第五章 干燥設(shè)備干燥設(shè)備第一節(jié)第一節(jié) 物料干燥過程物料干燥過程 及生物制品干燥的特點(diǎn)及生物制品干燥的特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 非絕熱干燥設(shè)備非絕熱干燥設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 絕熱干燥設(shè)備絕熱干燥設(shè)備第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥及其他干燥設(shè)備冷凍干燥及其他干燥設(shè)備第一節(jié)第一節(jié) 物料干燥過程物料干燥過程 及生物制品干燥的特點(diǎn)及生物制品干燥的特點(diǎn)一、固體物料干燥機(jī)理一、固體物料干燥機(jī)理（一）物料中水分的性質(zhì)（一）物料中水分的性質(zhì) 根據(jù)物料中水分除去的難易程度，將其分為：o游離水分：與普通水有相同蒸汽壓，易除去。o結(jié)合水分：比游離水飽和蒸汽壓低，難除去。o干燥是傳熱傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程干燥是傳熱傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程,

2、 空氣既是載空氣既是載熱體，又是載濕體。熱體，又是載濕體。o傳質(zhì)過程：傳質(zhì)過程：o水分由物料內(nèi)部向表面擴(kuò)散。o水分在物料表面汽化。o兩個概念兩個概念o表面汽化控制：水分表面汽化速率小于內(nèi)部擴(kuò)散速率。o內(nèi)部擴(kuò)散控制：水分表面汽化速率大于內(nèi)部擴(kuò)散速率。（二）干燥機(jī)理（二）干燥機(jī)理（三）恒速干操和降速干燥（三）恒速干操和降速干燥p干燥速度：干燥速度：單位時間、單位面積上所汽化的水分量。 p恒速干燥階段：恒速干燥階段：表面汽化控制階段，主要排除游離水分。p降速干燥階段：降速干燥階段：內(nèi)部擴(kuò)散控制階段，主要排除結(jié)合水分。 （圖（圖2-5-1 ）二、生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)二、生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn) （1）

3、熱敏性，易失活。）熱敏性，易失活。 o失活表示法：失活表示法：動力學(xué)方程 式2-5-3 o討論：討論：干燥溫度T 、維持時間 、活化能E ，則產(chǎn)物失活大。 （R、Z為常數(shù)）u結(jié)論：結(jié)論：短時、適溫干燥 （2）潔凈干燥）潔凈干燥三、干燥設(shè)備的選型原則三、干燥設(shè)備的選型原則4項(xiàng)原則：項(xiàng)原則：o產(chǎn)品的質(zhì)量要求產(chǎn)品的質(zhì)量要求（生物活性）o產(chǎn)品的純度產(chǎn)品的純度（雜質(zhì)或雜菌污染）o物料的特性物料的特性（粒、餅、粉、漿狀等）o產(chǎn)量及勞動條件產(chǎn)量及勞動條件 表表2-5-1第二節(jié)第二節(jié) 非絕熱干燥設(shè)備非絕熱干燥設(shè)備一、常壓干燥設(shè)備一、常壓干燥設(shè)備麥芽干燥塔麥芽干燥塔用途：用途：麥芽干燥專用功能：功能：干燥、烘烤

4、（增香色）降水過程：降水過程：45%810%1.53.5% (恒速、降速兩段恒速、降速兩段)（）單層高效麥芽干燥塔的結(jié)構(gòu)與操作（）單層高效麥芽干燥塔的結(jié)構(gòu)與操作結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：圖2-5-2 P300 （固定床）（固定床）組成：組成：干燥室（613m）、刮板機(jī)、撒麥機(jī)、風(fēng)道操作操作（間歇）（間歇）：裝料 干燥（兩階段）卸料參數(shù)：參數(shù)：P301注：注：圖圖2-5-3 為沸騰床沸騰床形式，優(yōu)點(diǎn)高效，缺點(diǎn)能耗大。（二）單層高效麥芽干燥塔的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）單層高效麥芽干燥塔的設(shè)計(jì)計(jì)算1.生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 ： 式2-5-4 （簡化2-5-5） P3022.空氣耗量空氣耗量 o特點(diǎn)：特點(diǎn)：干燥不同階段汽化水分量不

5、同，空氣耗量不同。初期初期量大，以此為準(zhǔn)為準(zhǔn)計(jì)算。o公式：公式： 式式2-5-6 P3023.熱量計(jì)算熱量計(jì)算 式2-5-10 P3044.壓力損失壓力損失 式2-5-13例例2-5-2 ： P349查查B點(diǎn)值點(diǎn)值二、真空干燥設(shè)備二、真空干燥設(shè)備o特點(diǎn)：特點(diǎn)：o不需空氣作干燥介質(zhì)；o適于熱敏性和在空氣中易氧化的物料；o生產(chǎn)能力低。 o設(shè)備：設(shè)備：1.真空箱式干燥器真空箱式干燥器 （間歇操作） 干燥室、中空盤架（加熱）、托盤 、真空泵2.帶式真空干燥器帶式真空干燥器 圖圖2-5-5（用于液狀和漿狀物料）3.耙式真空干燥器耙式真空干燥器 圖圖2-5-6 （間歇操作、間壁傳熱 ）第三節(jié)第三節(jié) 絕熱干

6、燥設(shè)備絕熱干燥設(shè)備一、氣流干燥原理及設(shè)備一、氣流干燥原理及設(shè)備 （重點(diǎn)計(jì)算）（重點(diǎn)計(jì)算）（一）氣流干燥原理及特點(diǎn)（一）氣流干燥原理及特點(diǎn)o原理：原理：利用熱氣流使物料在流態(tài)下進(jìn)行干燥。 o特點(diǎn)：特點(diǎn)：P345（二）氣流干燥設(shè)備（二）氣流干燥設(shè)備 （復(fù)述類型）（復(fù)述類型）1.長管氣流干燥器：長管氣流干燥器：干燥管長幾米至十幾米 圖2-5-72 .脈沖式氣流干燥器：脈沖式氣流干燥器：變管徑增加速差 圖2-5-83 .旋風(fēng)式氣流干燥器：旋風(fēng)式氣流干燥器：變向慣性增加速差 圖2-5-9（三）氣流干燥計(jì)算（三）氣流干燥計(jì)算 （如書（如書P347）o內(nèi)容：內(nèi)容：干燥管長度L、直徑D、干燥時間o步驟：步驟：

7、 （1）求物料懸浮速度）求物料懸浮速度Va、對流傳熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)K求Ki（基爾比切夫數(shù)）據(jù)Ki由圖2-5-10查Re計(jì)算Va 據(jù)Re由圖2-5-11查Ne計(jì)算K（2）物料總表面積）物料總表面積（3）干燥時間）干燥時間（4）干燥管長度、直徑）干燥管長度、直徑 式式2-5-16 2-5-17 例例2-5-2：P349二、噴霧干燥原理及設(shè)備二、噴霧干燥原理及設(shè)備（）噴霧干燥原理及特點(diǎn)（）噴霧干燥原理及特點(diǎn)o原理：原理：將漿料噴成霧狀于熱氣流中完成干燥。o特點(diǎn)：特點(diǎn)： P350（二）噴霧干燥設(shè)備（二）噴霧干燥設(shè)備 分類：分類：據(jù)噴霧器形式1.壓力噴霧干燥塔壓力噴霧干燥塔 少用2.氣流噴霧干燥塔氣

8、流噴霧干燥塔 多用3.離心噴霧干燥塔離心噴霧干燥塔 多用1.氣流噴霧干燥設(shè)備氣流噴霧干燥設(shè)備o噴霧干燥流程：噴霧干燥流程：圖2-5-12 P351 （各型通用）p設(shè)備：設(shè)備：圖2-5-13 （塔直徑與高度之比為1:2.43 ）p氣流噴霧器氣流噴霧器：圖2-5-14 2.離心噴霧干燥設(shè)備離心噴霧干燥設(shè)備p噴霧原理：噴霧原理：水平方向高速旋轉(zhuǎn)的圓盤將料液高速甩出，借空氣的摩擦作用將料液拉絲成霧滴。 p噴盤：噴盤：圖2-5-16噴槍式：噴槍式：6噴嘴，中心負(fù)壓，卷料錐型、圓帽式：錐型、圓帽式：避免負(fù)壓卷料現(xiàn)象，好用3.壓力噴霧干燥設(shè)備壓力噴霧干燥設(shè)備p噴霧原理：噴霧原理：借空氣的摩擦作用將料液拉絲成

9、霧滴。 p噴嘴：噴嘴：圖2-5-18特點(diǎn)：特點(diǎn)：p354計(jì)算計(jì)算1）干燥塔直徑）干燥塔直徑a)根據(jù)噴距半徑計(jì)算根據(jù)噴距半徑計(jì)算 式2-5-18 P354b)根據(jù)干燥強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)干燥強(qiáng)度計(jì)算 式2-3-21 P3162）干燥塔高度）干燥塔高度a)圓柱部分高度：圓柱部分高度：H=（0.5-1.0）Db)圓錐部分高度：離心塔，圓錐部分高度：離心塔，根據(jù)休止角計(jì)算或hD。c) 壓力塔， H=（3-5）D（三）噴霧干燥的附屬設(shè)備（三）噴霧干燥的附屬設(shè)備 （了解）（了解）1.空氣加熱器空氣加熱器o中心部件：中心部件：由帶翅片的鋼管組裝成蒸汽加熱排管。o定型產(chǎn)品定型產(chǎn)品：SRZ型（表2-5-8 ，P355）

10、2.粉塵分離器粉塵分離器o用途：用途：收集廢氣帶走的部分粉狀產(chǎn)品o設(shè)備：設(shè)備：新型擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器 圖2-5-19o特點(diǎn)：特點(diǎn)：避免普通旋風(fēng)分離器底部的返回氣流把已經(jīng)分離下來的粉塵重新卷起的缺點(diǎn)，更適合微細(xì)顆粒（510m） 三、流化床干燥原理及設(shè)備三、流化床干燥原理及設(shè)備（）流化床干燥原理及特點(diǎn)（）流化床干燥原理及特點(diǎn)o原理：原理：利用熱空氣流使物料呈沸騰狀態(tài)進(jìn)行干燥。o特點(diǎn)特點(diǎn) ：如書P319o應(yīng)用應(yīng)用：顆粒直徑30m6mm物料的干燥 （二）流化床干燥設(shè)備（二）流化床干燥設(shè)備o分類：分類：o多層：多層：（少用）o單層單層：單室（少用）、多室（常用）o造粒造粒o流程：流程：2-5-20圖圖2-

11、5-20圖圖2-5-211.單層臥式多室流化床干燥器單層臥式多室流化床干燥器o結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：圖2-5-21o特點(diǎn)：特點(diǎn)：防止物料返混造成干燥不均。2.沸騰造粒干燥器沸騰造粒干燥器o造粒原理：造粒原理：將霧化的料液噴灑到流態(tài)化的晶種上，使晶種不斷長大并干燥。o設(shè)備：設(shè)備：圖2-5-22 （不同截面處風(fēng)速不同）o流程示例流程示例：圖2-5-23圖圖2-5-22圖圖2-5-233.流化床干燥器的流化床干燥器的 計(jì)算計(jì)算（1）臨界流化速度）臨界流化速度o概念：床層開始膨脹時的速度o公式一：2-5-23 o公式二：2-5-24（2）操作流化速度）操作流化速度o概念：大于臨界流化速度，小于帶走速度。o公式一

12、：2-5-27o公式二：2-5-28（3）流化床幾何尺寸）流化床幾何尺寸o流化床床層高度Hf 2-5-31 （實(shí)際為計(jì)算值二倍，防止氣帶走料）p干燥器直徑D：2-5-33p干燥時間 2-5-34第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥及其他干燥設(shè)備冷凍干燥及其他干燥設(shè)備 （了解）（了解） 一、冷凍干燥原理及設(shè)備一、冷凍干燥原理及設(shè)備（）冷凍干燥原理及特點(diǎn)（）冷凍干燥原理及特點(diǎn)o原理：原理：先將物料中水份凍結(jié)成固態(tài)冰，再在高真空狀態(tài)下將冰升華為氣體。（二）冷凍干燥流程及設(shè)備（二）冷凍干燥流程及設(shè)備o流程：流程：圖2-5-25o干燥分兩個階段：干燥分兩個階段：冷凍升華（除98%水）、加熱汽化（可降水至0.5%）o系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：o冷凍：用于凍料、結(jié)霜 （3、4、10）o真空：用于升華（5、6、7）o除水：用于化霜（8、9）o加熱：升華、汽化用熱（11、12）二、微波干燥原理及設(shè)備二、微波干燥原理及設(shè)備（）微波干燥原理（）微波干燥原理1.微波：微