第二篇第五章干燥设备.ppt

干燥的基本概念和原理 （一）固体物料中的湿分 1、湿基含水量：水分在湿物料中的质量百分数，即： 2.干基含水量X：湿物料中的水分与绝干物料的质量比 3.二者关系 根据物料在一定干燥条件下，其水分能否用对流干燥方法去除分类 平衡水分：等于或小于平衡含水量，无法用相应空气 所干燥的那部分水分。 自由水分：湿物料中大于平衡含水量，有可能被该湿 空气干燥除去的那部分水分。 根据物料中所含水分去除难易分类 结合水分：凡湿物料的含水量小于Xs的那部分水分称为结 合水分。此时, 其蒸汽压都小于同温度下纯水的 饱和蒸汽压。 非结合水分：含水量超过Xs的那部分水分称为非结合水 分。此时，湿物料中的水分的蒸汽压等于同温 度下纯水的饱和蒸汽压。 干燥的基本过程 当湿物料（其含水量大于平衡含水量）与干燥介质（热空气）接触，其表面水分汽化，形成表面与内部的湿度差，水分由内部向表面扩散。在干燥的不同时期，其控制机理不同： 影响干燥速度的因素 物料的性质、结构和形状： 物料的性质和结构不同，物料与水分的结合方式以及结合水与非结合水的界线也不同，因此干燥的速率也不同。 干燥介质的温度和湿度 干燥介质的温度越高，湿度越低，干燥的速度越大。但干燥介质的温度过高，影响后期的干燥速率。 干燥操作条件 干燥介质与物料的接触方式 干燥器的结构型式 非绝热干燥设备 用于啤酒生产的麦芽干燥过程分为2个阶段。 前阶段麦芽水分大约从45％降至8％～10％，属恒速干燥阶段，为了保持麦芽不收缩、不硬化、酶不失活，宜采取低温、大空气流量操作,以除去大量水分,提高干燥速率。 后一阶段麦芽水分从8％～10％降至1.5％一3.5％，是降速干燥阶段，一般可采取适当提高空气温度、减少空气流量的操作方式，以提高干燥速率。 思考题 绝热干燥设备包括哪些设备，其主要特点和工作原理 喷雾干燥设备主要有哪些，简述气流和离心干燥设备的工作原理，主要设备结构 生物工业中常见干燥设备有哪几种类型，举例说明。 目前使用的气流干燥器形式：长管气流干燥器、短管气流干燥器和旋风气流干燥器等。 应用： 生物工业中味精、柠檬酸、四环类抗生素等的干燥。 2、气流干燥设备 长管气流干燥器 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，干燥后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，也可装在尾部或中部,这样就可使干燥过程分别在正压、负压情况下进行， 长管气流干燥味精流程 长管气流干燥器 长管气流干燥工艺中的各种设备 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：多采用螺旋翅片式也可用列管式加热器，加热蒸汽压力一般为0.2-0.3MP.加热后空气温度80～90℃ 干燥管：常为圆形长管。可采用管径交替缩小与扩大的脉冲式气流干燥管。 脉冲式干燥管 长管气流干燥器 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。 脉冲式气流干燥管特点： 由于长管式气流干燥器的干燥管很高，对房屋建筑、操作运行和设备检修等带来不便，因此在生产中较多以旋风式气流干燥器代替长管式气流干燥器。 旋风式气流干燥器 旋风式气流干燥管 旋风式气流干燥器 具有一个圆筒形的筒身,筒身处必要时附有蒸汽夹套。干燥器一般用不锈钢板制成，内壁要光滑，外部有良好的保温层，常用石棉泥保温，厚度约为50mm。 带有物料的气流在上部以切线方向进入干燥器，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。气体在中央排气管中的流速一般为20m/s左右,而在环管中的流速约3m/s左右。 加料器：有螺旋加料器和文丘里加料器等。 生产中常用螺旋加料器，这种加热器不泄漏且不易堵塞。对黏性不大的物料可采用文丘里管加料器。 1、喷雾干燥原理及特点 喷雾干燥原理：喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热质交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。 喷雾干燥设备