生化工程设备-第二篇-第五章-干燥设备-第三节-第四节重点.pptx

第二篇 第五章 干燥设备; 一、气流干燥原理及设备 (一)气流干燥原理及特点 气流干燥是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。干燥操作中，湿物料在热气流中 呈悬浮状态，每个物料颗粒都被热空气所包围，因而使湿物料在流动过程中最大限度地与空气 充分接触，气体与固体之间进行传热和传质，达到干燥的目的。气流干燥适用于潮湿分散状态 颗粒物料的干燥， 如(生物工业中味精、拧橡酸、冈环类抗生素等的干燥。气流干燥有以下特点:; (1)干燥强度大。由于气体在干燥管内流速大， 般为10~20m/s，气-固间存在一定的相对速度，因而固体物料与空气之间产生剧烈的相对运动，使物料表面的气膜不断更 新，大大降低了传热和传质的气膜阻力.一般干燥器全管平均体积传热系数为4200~ 13000kJ/(m3? h ? ℃)。; (2)干燥时间短。物料在干燥管内仅停留1~5s即可达到干燥要求。因此对于热敏性 物料仍可采用较高的介质温度。如用140C的热空气干燥赤霉素， 130C热空气干燥四环素均能获得优质产品。 (3)适用性广。可使用于各种粉粒状、碎块状物料的干燥，粒径范围为0.l~l0mm， 湿含量可大至30%~40%。 (4)设备结构简单，占地面积小，生产能力大，能连续操作，可实现自动控制。; 另外，气流干燥对物料有一定的磨损，因此不适合于对晶形有一定要求的物料，且热 能利用程度较低，一般热利用率仅为30%左右。目前使用的气流干燥器形式有长管气流 干燥器(长度10~20m) ，短管气流干燥器(长度4m左右)和旋风气流干燥器等。; 典型的气流干燥器是一根几米至十几米的垂直管，物料及热空气从管的下端进入，干 燥厉的物料则从顶端排出，进入分离器与空气分离。操作过程中，热空气的流速应大于＃物 料颗粒的自由沉降速度，此时物料颗粒即以空气流速与颗粒自由沉降速度的差速上升。用于输送空气的鼓风机可以安装在整个流程的头部，也可装在尾部和中部，这样就可使干燥 过程分别在正压、负压情况下进行。图2-5-7是长管气流干燥味精的流程。;空气过滤器?:过滤介质为铁丝网， 铁丝可用油浸过，使尘粒容易黏在上面。 空气加热器:多采用螺旋翅片式， 蒸汽压力为0. 2~0. 3MPa，加热后空 气温度80~90℃。; 干燥管：常为圆形长管。为了充分 利用气流干燥中颗粒加速段较强的传热 传质作用，可采用管径交替缩小与扩大 的脉冲式气流干燥管（图2-5-8)。当颗 粒进入小管径的干燥管段时，高速流过，使颗粒加速运动。加速终了时，颗粒又接着进入大管径的干燥管内，由于气流速度的降低，导致颗粒速度的减慢，直至减速终了时，干燥管径再次缩小，如此重复交替地进行，使颗粒不断地加速减速，从而强化了传热传质速率。; 旋风式气流干燥器没有长管式那样的长管，因此不需高层的厂房，操作也较简便。旋风 式干燥器具有一个圆筒形的筒身，带有物料的气流在上部以切线方向迸人干燥器，在干燥器 内呈螺旋状向下至底部后再折向中央排气管排出(图2-5-9)。简身处必要时可附有蒸汽夹 套。气体在中央排气管中的流速→般为20m/s左右，而在环管中的流速约3m/s，即筒身直 径D1与中央管直径D之比约为2.77。; 由于湿物料是在旋风干燥器前的风管中加人的，湿物料从加料口至旋风干燥器人口问 的这段管道中已开始干燥，这段管道具有加速段的性质，因此，物料在进入干燥器前已有 相当数量的水分被除去，对于抗生素类的干燥，根据实测，在物料进入干燥器前约有 50%的水分被除去.;旋风干燥器的进口管常做成矩形，高宽之比为1.7~3.0。为了使气流在干燥器下部 加速运动，因筒横截面自上而下可逐渐收缩，其底部直径D2=D1－0. 05H.排气管的入口制成喇叭形，有利于物料进入。 干燥器一般用不锈钢板制成，内慰要光滑，外部有良好的保温层，常用石棉泥保温， 厚度约为50mm。; 加料器.有螺旋加料器和文丘里加料器等。常用螺旋加料器，这种加热器不泄漏且不易堵塞。文丘里管加料器的工作原理是利用管截面缩小时，产生的负压将物料吸人，但这 种加料器长时间使用会使物料在边上站住易堵塞，对性不大的物料可采用这种加料器。; 气流干燥的计算包括：干燥管长度L、直径D1、干燥时间τ等，计算过程如下： (1)由基尔比切夫准数求得物料的悬浮速度v和干燥过程中空气与物料间的对流传 热系数K ; (一) 喷雾干燥原理及特点 啧芬干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液或黏滞的液体喷成雾状，因此料液能形成很大的比表面积，使雾滴同热空气产生剧烈的热质交换，在几秒至几十秒内迅速排除物科水 分而获得干燥。成品以粉末状态沉降于干燥室底部，连续或阅断地从卸料器排出。它特别 适用于不能借给品方法得到固体产品的生物制品生产中，如酵母、核昔酸，某些抗生素药 物的干燥。; （1）干燥速度快、时间短，一般为3~30s，由于