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14.4 干燥设备 (Dryer),干燥器:实现物料干燥过程的机械设备。大多数工业产品均在某个生产阶段需要干燥处理,物料需要有特定的湿含量以便加工、成型或造粒 。,1.被干燥物料的特点:,形状:有板状、块状、片状、针状、纤维状、粒状、粉 状,膏糊状甚至液状等 结构:多孔疏松型,紧密型 耐热性:热敏性 结块:易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散,散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块,一、 干燥器概述,干燥程度:脱除表面水分,结合水分甚至结晶水分。要求的平均湿含量和干燥均匀性。对粉尘及产品的回收要求,允许的最高干燥温度。 外观:产品的粒度分布,一定的晶型和光泽,不开裂变形等。 干燥时间: 几秒 几小时 几天,2.对产品的要求,3.分类,可根据不同准则对干燥器进行分类,按操作压强分:常压干燥器、真空干燥器 按操作方式分:连续式、间歇式 按相对运动方向分:并流、逆流、错流干燥器;,按加热方式可将干燥器分为:,(1) 对流干燥器,如:洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器; (2) 传导干燥器,如:滚筒式干燥器、耙式干燥器; (3) 辐射干燥器,如:红外线干燥器; (4) 介电加热干燥器,如:微波干燥器。,间歇常压干燥器 盘架式干燥器 间歇减压干燥器 耙式干燥器 连续常压干燥器 回转式干燥器、气流干燥器 喷雾干燥器 连续减压干燥器 减压滚筒干燥器,(1) 保证物料的干燥质量,干燥均匀,不发生变质,保持晶形完整,不发生龟裂变形; (2) 干燥速率快,干燥时间短,单位体积干燥器汽化水分量大,能做到小设备大生产; (3) 能量消耗低,热效率高,动力消耗低; (4) 干燥工艺简单,设备投资小,操作稳定,控制灵活,劳动条件好,污染环境小。,4.干燥器的选型应考虑以下因素:,二、 常用对流式干燥器(Convective Dryer),1.厢式干燥器(Tray dryer),小型的称为烘箱,大型的称为烘房,在常压或真空下间歇操作热风通过湿物料表面,达到干燥的目的。常用废气部分循环法。 多层长方形浅盘叠置在框架上,湿物料在浅盘中厚度常为10-100mm。 优点:对物料适应性强, 适用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。 缺点:热效率较低,产品质量不易均匀。,1.厢式干燥器(Tray dryer),热风的速度、风机的风量:加大热风的速度可提高传热系数,但风速应小于物料带出速度。,热风循环烘箱,真空干燥机,1.厢式干燥器(Tray dryer),2.转筒干燥器 (回转式干燥器,Rotary dryer),主体是沿轴向装有若干抄板的略带倾斜并能回转的圆筒,3.转筒干燥器 (回转式干燥器,Rotary dryer),3.转筒干燥器 (回转式干燥器,Rotary dryer),优点:生产能力大,可连续操作;结构简单,操作方便;故障少,维修费用低;适用范围广(如滤饼干燥);操作弹性大;清扫容易 。 缺点:设备庞大;安装、拆卸困难;热容量系数小,热效率低;物料在干燥器内停留时间长,且物料颗粒之间的停留时间差异较大。,3.喷雾干燥器(spray dryer),采用雾化器将稀的料液分散为雾滴,在热气流(空气、氮气或过热水蒸气)中自由沉降并迅速蒸发,最后被干燥为固体颗粒与气流分离。雾滴直径为10 60um,每升溶液具有100600m2的蒸发面积。干燥时间一般为3 10 S。,液固,优点: 物料停留时间短,适于热敏性物料;所得产品为空心颗粒,操作稳定;能连续、自动化生产;由料液直接获得粉末产品,省去了蒸发、结晶、分离和粉碎操作。 缺点:传热系数低;设备体积庞大;操作弹性较小,热利用率低、能耗大。 喷嘴:离心喷雾器(圆周速度90160m/s) 、压力喷雾器、气流喷雾器(压缩空气或蒸汽 300m/s),压力喷雾,离心喷雾,气流喷雾器,雾化器(Sprayer),6. 气流干燥器(闪蒸干燥,瞬间干燥 ,Flash dryer),使热介质和待干燥固体颗粒直接接触,并使待干燥固颗粒悬浮于流体中,因而两相接触面积大,强化了传热传质过程,广泛应用于散状物料的干燥。,是固体流态化中稀相输送在干燥方面的应用。,6. 气流干燥器(闪蒸干燥,瞬间干燥 ,Flash dryer),优点: (1) 干燥速度快,主要用于干燥晶体和小颗粒,物料分散悬浮在气流中,传热传质面积大。热气体进口速度高(10-40m/s),气固两相间(尤其是加速段)相对速度很大,平均传热系数比其它类型干燥器高几倍至几十倍,体积小 (2) 气固并流操作,符合干燥基本规律,可使用高温气体作为干燥介质而不会烧坏物料。一根 10m 长的气流管,80%的水分量是在长约 2m 左右的加速段汽化干燥的。 (3) 干燥时间短(秒级),整个干燥过程不超过2秒,特别适合热敏性、易氧化、不宜粉碎的物料的干燥, (4) 产品的湿含量均匀一致。 (5) 结构简单,设备投资少,占地面积小,操作方便,性能稳定,维修量小。,6. 气流干燥器(闪蒸干燥,瞬间干燥 ,Flash dryer),某药品欲用气流干燥器干燥,已知干燥器空气入口温度为90,但药品在75 以上会分解,请问若此工艺可行,有什么条件?,缺点: (1)停留时间短,只适合于干燥非结合水分的干燥 (2)流动阻力较大,因而风机的动力消耗较高 (3)颗粒破碎现象比较严重,7. 沸腾床干燥器 (流化床干燥, Fluidized bed dryer ),是流态化技术在干燥作业上的应用,7. 沸腾床干燥器(Fluidized bed dryer ),7. 沸腾床干燥器(Fluidized bed dryer ),单层流化床干燥器的缺点: 物料在流化床中停留时间分布不均匀,所以干燥后得到的产品湿度不均匀。,特点: (1)颗粒的停留时间比气流干燥器内长,颗粒在干燥器内的停留时间可任意调节。 (2)操作气速低,磨损轻,压降小 (3)适宜处理粒径630mm粉状料。设备紧凑。,停留时间不均匀的解决方法:多层流化床干燥器,葡萄风干房,(1)在处理液态物料时,所选择的设备通常限于喷雾干燥器、转鼓干燥器和搅拌间歇真空干燥器。 (2)在溶剂回收、易燃、有致毒危险或需要限制温度时,真空操作更可取。 (3)对于吸湿性物料或临界含水量高的难于干燥的物料,应选择干燥时间长的干燥器,而临界含水量低的易于干燥的物料及对温度比较敏感的热敏性物料,则可选用干燥时间短的干燥器,如气流干燥器、喷雾干燥器。 (4)处理量小,宜选用厢式干燥器等间歇操作的干燥器,处理量大的,连续干燥器更适宜些。,四、 干燥器的选择,首先是根据湿物料的形态、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,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。 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。,干燥器选择步骤:,第八章 习题,1.一般说恒速干燥阶段除去的水分为 (D) A .平衡水分 B .自由水分 C.结合水分 D.非结合水分 2.不饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽相等时,传热方向(C ) A水到气 B.气到水 C.平衡 D.判断依据不足,3.已知湿空气的如下两个参数,便可以确定其他参数( C )。 A. 湿度H, 气体分压p B.湿度H, 露点温度td C. 湿度H,干球温度t D.焓I,绝热饱和温度tas 4.同一物料,如果恒速干燥速率加快,则该物料的临界含水量将不变。 (错 ) 5.在实际的干燥操作中,常用干球温度和露点温度来测量空气的湿度。( 错 ),致制药二班的全体同学 不是每个擦肩而过的人都会相识,也不是每个相识的人都会让人牵挂。至少我们在今生,在这过地方,在一转眼的时候没有错过。若大的地球上能让我们在这里相遇真的不容易,感谢上天给我了我们在这里相识的缘分。我们都感受四季为生活而奔波,同尝人生酸甜喜怒哀乐,分享彼此风雨坎坷,虽然我们来自不同的角落,却都在同一个世界勇敢生活。人生是条风雨相伴的路,学着成长时难免犯些错误,偶尔有点累也曾让日子虚度,可总得向前迈疲惫的脚步,再冷的现实也不愿让心变冷酷,学会放弃时有些梦希望能留住,有时只想有个人可以倾诉,哭着笑着都不在感到孤独,别总把痛藏在心的最深处,记得还有我们班的兄弟姐妹们,风风雨雨中我们一同上路。别忘了你的世界我曾经来过。勾起你的回忆了吧!别再发呆啦,好好学习吧!哈哈,
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