11.6干燥设备.pptVIP

( 1 )真空冷冻干燥(升华干燥、冻干） 利用升华原理。物料经快速冻结后，在真空（低于水的三相点压力）环境下加热，其中的水分从固态的冰直接升华成水蒸汽逸出。 二次大战期间，因大量需要血浆和青霉素而发展起来的。现在用于化学、食品和医药工业，制备纳米级的粉体材料、催化剂以及陶瓷超导材料等。 冷冻干燥特点： 在冷冻状态下干燥，水分由冰直接升华为水蒸汽移除→物料的物理、化学结构变化小。成品不会产生收缩现象。细胞在释放水分后，完好地保留了营养纤维和固状物，使其加水后能迅速水化，几乎立即恢复原来的性状，因此可以保留物料原有的色、香、味及营养成分； 低温下干燥，适用热敏性物料，如蛋白质、微生物等不会发生变性或失去生物活性；冷冻干燥在高真空下操作，氧气极少，使易氧化的物料得到保护； 干燥后产品进行充氮或真空包装后可在常温下长期保存，无需任何防腐剂； 耗时、耗能、成本较高。 11.6.2 其他类型的干燥技术及干燥器 ( 2) 桨叶式干燥器 向空心桨叶和夹套输入热载体，通过传导干燥除去湿分 干燥器内设置桨叶，搅拌被干燥物料 真空耙式干燥器、圆盘干燥器 (3)介电干燥器(微波干燥、高频干燥) 利用介电干燥原理除去湿分。 在高频率的电磁场下，物料吸收电磁能量，在内部转化为热能而用于蒸发湿分 (4) 红外辐射干燥器 将电能或热能(煤气、蒸汽、燃气等)转变为红外辐射能，然后通过辐射传热的方式加热湿物料，除去物料中湿分。 (5) 过热蒸汽干燥 (6) 对撞流干燥　　　　(7) 超临界干燥 回转圆筒干燥器 11.6.3 干燥器的选择 （1）选择干燥器需要考虑的问题 ① 被干燥物料的性质； ② 湿物料的干燥特性 ； ③ 处理量； ④ 回收问题； ⑤ 能源价格、安全操作和环境因素。 （2）干燥器选择步骤： ①根据湿物料的形态、干燥特性、产品的要求、处理量和以及所采用的热源为出发点，进行干燥实验→确定干燥动力学和传递特性； ②确定干燥设备的工艺尺寸，结合环境要求，选择出适宜的干燥器型式； ③若几种干燥器同时适用时，要进行成本核算及方案比较，选择其中最佳者。 11.6.4 气流式干燥器的设计计算 主要设备参数：干燥管的直径和高度。 （1）基本数据 设计已知条件： 设计者自行确定的数据： 设计者自行查询的数据： （2）进行干燥管的物料衡算和热量衡算 （3）干燥管直径的计算 ① 湿空气在干燥管中的流速 入口气速：20~30 m/s ； 出口气速：最大颗粒沉降速度的2倍 或比最大颗粒沉降速度大 3 m/s 。 （4）气流干燥管的高度计算 ② 干燥管直径 空气至固体颗粒的传热速率方程为： 整理得： 其中： 将上式化简得： 空气传给物料的热量由两部分构成，即： 恒速干燥阶段传热量： 降速干燥阶段传热量： 对于空气-水系统，颗粒在等速段，表面传热系数计算： （5）气流干燥器系统的压力损失 各部分的压力损失可按下述数值估算： 加热器 190 ~ 290 Pa 干燥管 1200 ~ 2500 Pa 粉碎机 290 ~ 490 Pa 旋风分离器 790 ~ 1200 Pa 总压力降 2500 ~ 4500 Pa ② 对撞流干燥器 以两股（或多股）高速流动的气流在一定的容器内迎面相撞，其中至少有一股气流携带有待干燥的颗粒物料或液滴，该湿物料在各气流形成的对撞区内完成其干燥过程。 （2）干燥新设备 ① 流化床喷雾造粒干燥； ② 真空耙式干燥器； ③ 旋转快速（或称旋转闪蒸）干燥器； ④ 圆盘干燥器。 11.6.4 干燥新技术与新设备 （1）干燥新技术 ① 过热蒸汽干燥 利用过热蒸汽直接与被干燥物料接触而除去水分的操作。 11.6 干燥器 生产上对干燥器的要求： ▲ 适应被干燥物料的多样性和不同产品规格要求 物料形态：块、颗粒、粉末、纤维状、溶液、悬浮液、膏状 物　　性：与水的结合、机械强度、粘结性、热敏性、污染、毒、变形 产品质量要求：水分、粉尘、产品回收－－ ▲ 设备的生产能力要高 　　缩短降速段时间、分散物料（XC小） ▲ 能耗的经济性 　　减小废气带热 　　流向问题－逆流操作－设备容积小或X2小、θ2高（热敏的问题与流向） ▲ 便于操作、