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第五章 干燥设备 第一节? 物料干燥过程 及生物制品干燥的特点 一、固体物料干燥机理 （一）物料中水分的性质 根据物料中水分除去的难易程度，将其分为： 游离水分：与普通水有相同蒸汽压，易除去。 结合水分：比游离水饱和蒸汽压低，难除去。 （二）干燥机理 干燥是传热传质同时进行的过程, 空气既是载热体，又是载湿体。 传质过程： 水分由物料内部向表面扩散。 水分在物料表面汽化。 两个概念 表面汽化控制：水分表面汽化速率小于内部扩散速率。 内部扩散控制：水分表面汽化速率大于内部扩散速率。 （三）恒速干操和降速干燥 干燥速度：单位时间、单位面积上所汽化的水分量。 恒速干燥阶段：表面汽化控制阶段，主要排除游离水分。 降速干燥阶段：内部扩散控制阶段，主要排除结合水分。 （图2-5-1 ） 二、生物工业产品干燥的特点 （1）热敏性，易失活。 失活表示法：动力学方程 式2-5-3 讨论：干燥温度T ↑ 、维持时间τ↑ 、活化能E ↓，则产物失活大。 （R、Z为常数） 结论：短时、适温干燥 （2）洁净干燥 三、干燥设备的选型原则 4项原则： 产品的质量要求（生物活性） 产品的纯度（杂质或杂菌污染） 物料的特性（粒、饼、粉、浆状等） 产量及劳动条件 表2-5-1 第二节? 非绝热干燥设备 一、常压干燥设备——麦芽干燥塔 用途：麦芽干燥专用 功能：干燥、烘烤（增香色） 降水过程：45%→8～10%→1.5～3.5% (恒速、降速两段) （－）单层高效麦芽干燥塔的结构与操作 结构：图2-5-2 P300 （固定床） 组成：干燥室（6×φ13m）、刮板机、撒麦机、风道 操作（间歇）：装料→ 干燥（两阶段）→卸料 参数：P301 注：图2-5-3 为沸腾床形式，优点高效，缺点能耗大。 （二）单层高效麦芽干燥塔的设计计算 1.生产能力 ： 式2-5-4 （简化2-5-5） P302 2.空气耗量 特点：干燥不同阶段汽化水分量不同，空气耗量不同。初期量大，以此为准计算。 公式： 式2-5-6 P302 3.热量计算 式2-5-10 P304 4.压力损失 式2-5-13 二、真空干燥设备 特点： 不需空气作干燥介质； 适于热敏性和在空气中易氧化的物料； 生产能力低。 设备： 1.真空箱式干燥器 （间歇操作） 干燥室、中空盘架（加热）、托盘 、真空泵 2.带式真空干燥器 图2-5-5（用于液状和浆状物料） 3.耙式真空干燥器 图2-5-6 （间歇操作、间壁传热 ） 第三节 绝热干燥设备 一、气流干燥原理及设备 （重点计算） （一）气流干燥原理及特点 原理：利用热气流使物料在流态下进行干燥。 特点：P345 （二）气流干燥设备 （复述类型） 1.长管气流干燥器：干燥管长几米至十几米 图2-5-7 2 .脉冲式气流干燥器：变管径增加速差 图2-5-8 3 .旋风式气流干燥器：变向惯性增加速差 图2-5-9 （三）气流干燥计算 （如书P347） 内容：干燥管长度L、直径D、干燥时间τ 步骤： （1）求物料悬浮速度Va、对流传热系数K 求Ki（基尔比切夫数） 据Ki由图2-5-10查Re 计算Va 据Re由图2-5-11查Ne 计算K （2）物料总表面积 （3）干燥时间 （4）干燥管长度、直径 式2-5-16 2-5-17 例2-5-2：P349 二、喷雾干燥原理及设备 （－）喷雾干燥原理及特点 原理：将浆料喷成雾状于热气流中完成干燥。 特点： P350 （二）喷雾干燥设备 分类：据喷雾器形式 压力喷雾干燥塔 少用 气流喷雾干燥塔 多用 离心喷雾干燥塔 多用 1.气流喷雾干燥设备 喷雾干燥流程：图2-5-12 P351 （各型通用） 设备：图2-5-13 （塔直径与高度之比为1:2.4～3 ） 气流喷雾器：图2-5-14 2.离心喷雾干燥设备 喷雾原理：水平方向高速旋转的圆盘将料液高速甩出，借空气的摩擦作用将料液拉丝