1、第十一章 干燥过程与设备,1、气流干燥2、喷雾干燥3、沸腾干燥与沸腾造粒干燥4、真空干燥与真空冷冻干燥,干燥是将湿物料的湿分（水分或其他溶剂）除去的加工过程，往往是整个生物加工过程中在包装之前的最后一道工序。按照热能传递给湿物料的方式可分为：1直接干燥：表面、气流、喷雾、振动及沸腾造粒干燥。 2间接干燥：真空、冷冻、辐射干燥等。 3介电加热干燥：高频干燥和微波干燥。 一、气流干燥特点：空气和物料并流，对流传热，干燥物料。,（一）气流干燥流程与设备附属设备有：空气过滤器、风机、加料斗、卸料器、分离器等。,（二）气流干燥器的类型1、按加料方式分类（1）直接加料型（2）带分散机型（3）带粉碎机型,2
2、、按干燥管形状分类（1）直管式 适用于比较容易干燥的物料。 （2）变径管式 适用于较难干燥的物料，以及成品含水率要求较低（0.5%）的场合。 变径管是将颗粒等速运动段的直径扩大，使物料与气流的相对速度加大，有利于颗粒表面气膜更新。加速传热，并使物料在干燥管内的停留时间增大。,（三）气流干燥的特点和适用范围 1、可获得高度干燥的成品 2、适用于热敏性物料的干燥 3、热效率高 4、热损失少 5、设备简单，操作容易，投资少。6、操作稳定，便于自动化。7、干燥过程伴随着颗粒的空气输送，整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接。8、可以有很大的装置规模。,（四）气流干燥的计算 1.物料的悬浮速度； 2.空
3、气与物料的给 热系数； 3.微粒总表面积； 4.干燥时间； 5.干燥管长度与直径。,二、喷雾干燥特点：不同的喷雾器 、喷成雾状、较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热交换 、在几秒至几十秒内获得干燥。（一）气流喷雾干燥设备 1、气流喷雾干燥流程、特点 切线方向进入 ；喷头处有螺旋线 ；空气涡流形成低压区 ；吸引液体在内部或外部混合微粒化空气分配盘进入。,2、气流喷雾干燥塔的构造 圆柱圆锥形； 顶部装有空气分配盘，分配盘的型式有旋风扩散式、叶片旋风式，其作用是使空气形成旋流与雾滴接触，提高干燥效果。 设备的下部有螺旋排风管，是在回风管的下部外侧焊上螺旋形的导风板，使气流沿螺旋导风板旋转向下，增
4、大了气流阻力，使密度较大的产品向下沉降，密度较小的粉末状产品随废气沿回风管导入袋滤器，螺旋排风管的作用是使气固两相分离。 气流喷雾器有两种型式，内部混合式为外部混合式。,（二）离心喷雾干燥设备 1、离心喷雾干燥流程 （1）间歇卸料的离心喷雾干燥流程 小罐加温至50再进塔；液体通过六个喷嘴甩成雾状，与从顶部进风口以旋转方式进入至喷雾盘四周的热空气进行充分接触 ，造成强烈的传热和水分蒸发，空气温度随之降低，微粒在气流和自身重力作用下旋转而下，当达到出口时已干燥完毕，间歇通过双闸门的卸料阀，定期卸料。,（2）连续卸料的离心喷雾干燥流程,2、离心喷雾干燥设备的构造（1）喷雾室 喷雾室的直径与离心喷盘的
5、转速快慢有关；液滴直径与转速成反比，液滴射程与液滴直径成正比，喷盘转速越小喷雾室直径就越大。 在喷矩为半径的圆周内，9095%液滴微粒下落，即不再具有水平速度，这个距离叫喷矩。 只要干燥塔直径大于喷矩时，绝大部分液滴就不会碰壁,（2）喷雾机、喷盘的类型及构造,（3）热风盘 热风进塔后分配不均匀是造成塔内局部贴壁的主要原。大部分的热风是从热风盘通过风向调节板进入塔内。为了使热风在热风盘进入塔内的速度相等，热风盘一般为蜗壳形。热风分配盘应与喷雾机配合安装，一定要使热风进口与喷盘位置尽量靠近，热风分配盘应使热风均匀分配进入喷雾室，因此要求进入塔内的速度相等，尽量避免与减少涡流形成，否则容易发生物料焦
6、化现象。,3、喷雾装置的型式 按气流与雾滴的运动方向不同，分为三种型式：（1）并流干燥 （2）逆流干燥 （3）混合流干燥,三、沸腾干燥与沸腾造粒干燥 (一)沸腾干燥原理、特点和型式 沸腾干燥是利用流态化技术使水分迅速汽化干燥。故又称流化床干燥。 沸腾造粒干燥可看作是喷雾干燥与沸腾干燥的结合。 沸腾干燥的特点是传热传质速率高。 沸腾干燥器有单层和多层两种。单层的沸腾干燥器又分单室、多室和有干燥室冷却室的两段沸腾干燥器，另外还有沸腾造粒干燥器。,(二)单层卧式多室的沸腾干燥设备构造和操作 适用于颗粒状物料的干燥。 单室干燥原理：干燥箱内平放有一块多孔金属网板，下方有热空气通道，不断送入热空气，在一
7、定流速下使板上的物料处于沸腾状态而干燥。 多室干燥原理和单室相似。不同的室由多个隔板分开。 操作注意事项： 1、防止沟流现象。 2、防止层析现象,（三）沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造 沸腾造粒干燥操作是由压缩空气通过喷嘴，把液体雾化同时喷入沸腾床进行干燥。 1、操作易出现的三种现象： （1）自我成粒。 （2）涂布成粒； （3）黏结成粒。 2、影响产品颗粒大小的因素： （1）停留时间的影响 （2）摩擦的影响 （3）干燥过程温度的影响,3、返料 沸腾造粒干燥操作是在沸腾床中一边雾化，一边加入晶核，加入晶核的颗粒大小与产品粒度成正比。加入晶核，在操作上称返料。 返料比也影响产品的粒度，返料比
8、小时，则产品颗粒大，因此可用调节返料量来控制床层的粒度大小。 沸腾造粒干燥设备存在问题： （1）因返料比太大，设备生产能力较低。 （2）需要的空气量大。 （3）需增加辅助设备。,（四）沸腾干燥的计算 1、临界流化速度 2、操作流化速度 3、流化床几何尺寸 4、物料在干燥器内停留时间,ZLG系列振动流化床干燥机,ZG系列多层振动流化床干燥机,PSZ旋转闪蒸干燥机,GFG系列高效沸腾干燥机,XF沸腾干燥机,PGF系列高效沸腾干燥机,四、真空干燥和真空冷冻干燥（一）真空干燥真空干燥器的类型及结构： （1）箱式真空干燥器 （2）搅拌真空干燥器 （3）滚筒真空干燥器,(二)真空冷冻干燥 1、真空冷冻干燥
9、的原理及特点 原理：被干燥物先降温冻结成固体，然后在真空的条件下，适当加热使水蒸汽直接升华出来，而物质本身留在冻结时的冰架中。其操作区域在水的三相点以下。,冷冻干燥的优点（1）低温，适于热敏性物质；（2）挥发性成分损失很小；（3）微生物的生长和酶的作用无法进行；（4）体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。 （5）疏松多孔，呈海绵状 ，复水性好。（6）适于易氧化的物质；（7）产品能长期保存。,2、真空冷冻干燥过程设备 过程分为两个阶段：升华和汽化。 冷冻干燥系统主要由四部分组成： （1）冷冻部分 （2）真空部分 （3）水汽去除部分 （4）加热部分 - 干燥室,SZG系列双锥回转真空干
10、燥机,ZPG系列真空耙式干燥机,无泄漏双锥真空干燥机,1某空调系统采用新风与室内循环风混合进行处理，然后送至室内。已知大气压为101325N/m2，回风量GA2000kg/h，状态为tA20、A60，新风量GB500kg/h，状态为tB35、B80，求混合空气状态。 2.下列是沿海潮湿地区一家味精厂空气处理的简易流程图，判断该流程是否合理，试简述原理。如不合理，试提出修改意见，并画出合理的流程方框图。 粗过滤器 空压机 丝网分离器 旋风分离器 分过滤器 总过滤器 发酵罐,1某空调系统采用新风与室内循环风混合进行处理，然后送至室内。已知大气压为101325N/m2，回风量GA2000kg/h，状态为tA20、A60，新风量GB500kg/h，状态为tB35、B80，求混合空气状态。 2.下列是沿海潮湿地区一家味精厂空气处理的简易流程图，判断该流程是否合理，试简述原理。如不合理，试提出修改意见，并画出合理的流程方框图。,
