干燥技術(shù)的開發(fā)及應用

干燥技術(shù)的開發(fā)及應用第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四干燥是一種重要的化工單元操作，幾乎所有的工業(yè)都離不開干燥操作。但是這一領(lǐng)域主要的研發(fā)工作僅僅開始于大約30年前。在我國，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，干燥技術(shù)和干燥設(shè)備也獲得了很大的發(fā)展，并且廣泛應用于化工、石油化工、醫(yī)藥、生物工程、輕工、食品等行業(yè)。所以近年來在全球范圍倍受人們關(guān)注，國際、洲際和地區(qū)性的干燥會議層出不窮。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四干燥通常,人們把采用熱物理方法去濕的過程稱為“干燥”。其特征是采用加熱、降溫、減壓或其他能量傳遞的方式使物料中的濕分產(chǎn)生揮發(fā)、冷凝、升華等相變過程與物體分離以達到去濕目的。第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四在干燥技術(shù)的開發(fā)及應用中需要具備三個方面的知識和技術(shù)。需要了解被干燥物料的理化性質(zhì)和產(chǎn)品的使用特點。要熟悉傳遞工程的原理,即傳質(zhì)、傳熱、流體力學和空氣動力學等能量傳遞的原理。要有實施的手段,即能夠進行干燥流程、主要設(shè)備、電氣儀表控制等方面的工程設(shè)計。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四研究現(xiàn)狀在化工等工業(yè)中，干燥的對象是塊狀、粒狀、溶液、膏狀物料等，最為廣泛的是顆粒狀物料，特別是結(jié)晶物料，它們可能是有機的，也可能是無機的。干燥方法裝置也是多種多樣的，如帶式干燥器，渦旋式干燥器以及氣流式、流化床、噴動床等干燥裝置。許多新型干燥機也相繼出現(xiàn)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，減少環(huán)境污染及易于控制等操作要求。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四流態(tài)化干燥技術(shù)的研發(fā)噴霧干燥技術(shù)的研發(fā)真空干燥技術(shù)的研發(fā)第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四流態(tài)化干燥技術(shù)的研發(fā)在散粒狀物料的干燥方面，流態(tài)化干燥技術(shù)獲得了廣泛的應用。流態(tài)化干燥技術(shù)改善了設(shè)備內(nèi)氣——固兩相接觸條件，減少了氣膜阻力，因而傳熱、傳質(zhì)效率得到了提高。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四振動流化床第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

臥式多室流化床干燥機

臥式多室流化床具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、適應性強等優(yōu)點，可得到干燥程度均勻的產(chǎn)品。從動力消耗來看，也是比較經(jīng)濟的，是干燥散粒狀物料的理想設(shè)備之一。第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四流態(tài)化干燥技術(shù)獲得了相當規(guī)模的推廣和應用。就農(nóng)業(yè)而言，干燥過程也具有很大意義。在這里，干燥不僅是保證長時間貯藏產(chǎn)品的手段，而且也是提高糧食質(zhì)量的重要方法。如國外已投產(chǎn)的，每小時可干燥幾十噸糧食的大功率再循環(huán)式干燥裝置的應用，就是一例。在國內(nèi)，谷物干燥的研究也已開展起來，一些小型的谷物干燥機已在推廣應用，并且將有越來越大的市場。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四國外的研發(fā)近年來如瑞士、日本等國開發(fā)了一種在流化床干燥器內(nèi)加入裝有熱水或水蒸氣的加熱板或加熱排管。據(jù)介紹，在相同產(chǎn)量的條件下，其所需的熱量僅為沒有內(nèi)加熱管的20%，故相應的尾氣量也大約為熱空氣加熱型的26%左右。隨著多級干燥的發(fā)展，丹麥尼羅公司迅速推出振動流化干燥器，應用于乳粉工業(yè)。使生產(chǎn)能力提高15%，熱消耗降低了20%。這是一種很成功的改型流化床。第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四新型振動流化床干燥器第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四噴霧干燥技術(shù)的研發(fā)我國的噴霧干燥技術(shù)發(fā)展也比較快，包括理論研究、設(shè)備研究、應用技術(shù)等諸多方面的研究都取得了可喜的成績。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四二流體噴嘴控制面板干燥后的粉末實驗型噴霧干燥機第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四我國研究了四種方法強化了噴霧干燥建立合理的空氣動力學方程；把脫水過程分為兩步進行，在恒速干燥階段脫掉大量的水，當霧滴進入降速干燥階段后，再將物料轉(zhuǎn)移到獨立的干燥室內(nèi)干燥；采用噴霧干燥方法干燥糊狀物料，在相同蒸發(fā)水量下可以提高產(chǎn)量；對被干燥的料液進行預熱。這些方法都大大提高生產(chǎn)能力，也降低了單位能耗。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四目前使用的噴霧干燥器主要有壓力式、氣流式、離心式三種。主要是對熱敏性物料，如牛奶、藥物、染料等進行干燥。被干燥的物料有稀溶液、懸浮液、漿狀物料、熔融液、乳濁液等。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四離心式MQG脈沖式氣流式第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四日本藤崎電器公司開發(fā)生產(chǎn)的噴霧干燥裝置“微噴霧干燥機”實現(xiàn)了一次制得1um液滴進行噴霧干燥以制成微顆粒粉末成品的新干燥技術(shù)。由于使用的是洗凈型外部混合的噴嘴，因此無需擔心有黏附物堵塞噴嘴，即可實現(xiàn)長時間連續(xù)噴霧操作，同時通過改變邊緣直徑制造出各種不同噴霧量的噴頭來。第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四真空干燥技術(shù)的研發(fā)制藥工業(yè)中，干燥在生產(chǎn)過程中所占比例很大，制劑質(zhì)量在一定程度上受干燥過程的控制。目前有真空振動流動干燥機主要用來干燥藥品。真空振動流動干燥機立式振動流動干燥機第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四真空干燥的過程就是將被干燥物料置放在密閉的干燥室內(nèi)，用真空系統(tǒng)抽成真空的同時對被干燥物料不斷加熱，使物料內(nèi)部的水分通過壓力差或濃度差擴散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動能，在克服分子間的相互吸引力后，逃逸到真空室的低壓空間，從而被真空泵抽走的過程。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四凍干技術(shù)目前有采用凍干法長期保存動脈、骨骼、皮膚、角膜和神經(jīng)組織等各種器官的工作也逐漸開展起來。因為凍干時可以保持生物細胞不被破壞，凍干后生物體仍然具有生命力。復水后，生物體可以復活再植。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四牛凍干標本第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四在生物制品方面，真空凍干技術(shù)也有普遍應用。生物制品是人或家畜注射用的活性疫苗，要求清潔、純正、不染菌、不變異、活性生命力強。在凍干過程要求活菌疫苗存活率達到50%以上，活毒疫苗的毒力或滴度下降小于0.5.我國各生物制品的研究都采用真空凍干法生產(chǎn)活菌疫苗和活毒疫苗。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四凍干蜆子肉第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四真空冷凍干燥食品也可以最大限度的保留原有的營養(yǎng)和風味，其色、味、形與新鮮品基本完全相同。凍干含片第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四眾多的干燥設(shè)備制造廠家中，不論是干燥技術(shù)還是設(shè)備制造水平至今還沒出現(xiàn)一個在世界有一定影響、在干燥領(lǐng)域占有一席之地的廠家，這不能不讓我們深思。國產(chǎn)的干燥設(shè)備絕大多數(shù)是供應國內(nèi)市場，很少出口到國外，即使偶爾出口售價也不樂觀。如果長此以往，對我國干燥技術(shù)的發(fā)展十分不利。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四三十余年來我國廣大工程技術(shù)人員、工人、科學工作者對干燥過程的開發(fā)，新型干燥設(shè)備的研究與推廣，都做了很多工作，取得了很大成績；但是，在我國與其他化工單元操作相比，與世界先進工業(yè)國家的水平相比，差距還是很大，還是比較落后的，其中對于干燥理論的研究尤為突出。第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四在國際競爭中，我國干燥設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的主要競爭對手是丹麥、瑞士、英國、德國、美國以及日本等。與競爭對手相比，我國干燥設(shè)備的優(yōu)勢是價格低廉，不足之處主要在于產(chǎn)品的自動化控制程度、外觀質(zhì)量、成套性和功能組合性方面有待進一步提高。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四造成這種局面的原因主要有幾個方面：如基礎(chǔ)研究不足，實驗條件不足，加工技術(shù)不足，無特色產(chǎn)品，大型化技術(shù)落后，裝備水平落后，設(shè)計理念不強。這些都會制約我國干燥技術(shù)的發(fā)展。第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四許多新型干燥機相繼出現(xiàn)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，減少環(huán)境污染及易于控制等操作要求。有些已投入市場，運用于工業(yè)化生產(chǎn)；有些雖然還處于實驗研究階段，甚至還只是一種新穎的設(shè)想，但是從技術(shù)經(jīng)濟學考慮具有很大的吸引力，若經(jīng)過不斷地研究和探索，極有可能成為極具競爭力的新型干燥機。第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四就能量消耗、產(chǎn)品質(zhì)量、操作安全、干燥器控制、優(yōu)化操作、易于控制、環(huán)境污染小而言，并不是所有的這些干燥技術(shù)都能夠達到令人滿意的程度。大多數(shù)干燥技術(shù)是根據(jù)一段時期的經(jīng)驗而開發(fā)的。我們需要進一步研究它們的潛力，并比較其操作極限。第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四措施為了盡快提高我國干燥技術(shù)水平，加強基礎(chǔ)研究工作，加強理論研究和物料物性的研究，放大效應，提高用戶對干燥設(shè)備的鑒別能力，國家工作人員應適時考察工廠，考察相同或相似物料的干燥效果，并且利用學校培養(yǎng)懂專業(yè)、懂管理、懂經(jīng)濟核算的綜合性人才。為更好的研發(fā)干燥技術(shù)，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量做貢獻。使之更好的服務于廣大群眾。第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四參考文獻專著：作者書名出版社出版年起迄頁

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