干燥的原理和方法
干燥过程的原理是什么
干燥过程的原理是什么
干燥是指将湿物质中的水分蒸发或去除的过程。
干燥的原理主要包括两个方面：传质和传热。
1. 传质：湿物质中的水分通过扩散或对流的方式传递到空气中，使湿物质逐渐失去水分。
传质的过程可以通过浓度差和水分分子间的扩散力来推动。
通常，湿物质表面的水分先蒸发，然后由内部向外部传递，形成持续的湿物质表面的蒸发层。
2. 传热：在干燥过程中，为了将水分从湿物质中蒸发出来，需要提供足够的热量。
传热可以通过对湿物质施加热源来实现，使水分分子的动能增加，加速水分蒸发。
常用的传热方式有对流、辐射和传导。
对流传热是通过与热空气的接触，将热量传递到物质表面来实现的；辐射传热是通过辐射热量直接传递到物质表面；传导传热是通过直接接触物质之间的分子间碰撞来传递热量。
综上所述，干燥过程的原理是通过传质和传热的相互作用，将湿物质中的水分蒸发或去除。
传质使水分分子从湿物质表面逐渐传递到空气中，而传热提供了足够的热量用于加速水分的蒸发。
干燥的定义原理方法药剂学
干燥的定义原理方法药剂学
干燥在药剂学中的定义、原理和方法:
1. 定义:通过蒸发使固体中的水分或其他挥发性液体减少或除去的过程,以延长保存期和改善应用性能。
2. 原理:利用气固之间的热传递、质传递规律,控制湿固料的温度和湿度,使其中的液体持续蒸发。
3. 方法:常见的有自然风干、烘箱干燥、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等。
4. 自然风干利用大气条件让水分自然蒸发,操作简单,但干燥时间长。
5. 烘箱干燥使用热风迫使水分蒸发,速度快但可能破坏热敏成分。
6. 真空干燥在低压条件下进行,温度低,保护成分,但设备复杂。
7. 冷冻干燥先冷冻再真空升华冰晶,产品质量好但耗能大。
8. 喷雾干燥将材料喷雾后迅速蒸发液滴,操作简便。
9. 干燥法的选择要考虑材料特性、效果要求、设备条件等。
10. 干燥是药剂加工中的关键步骤之一,关系到产品质量。
化工原理干燥现象的原理
化工原理干燥现象的原理
干燥是指将湿物质中的水或其他溶剂除去的过程。
化工原理中的干燥现象主要涉及到物质传质、热传导和质量平衡等原理。
1. 物质传质：湿物质中的水分子存在着与固体或其他溶质之间的相互作用力。
在干燥过程中，水分子需要克服这些相互作用力，才能从湿物质中逸出到气相中，实现传质过程。
传质通常是由高浓度到低浓度的方向进行，即从湿物质表面到气相中。
2. 热传导：在干燥过程中，通过向湿物质提供热量，可以提高物质的温度，促进水分子的蒸发和传质过程。
热传导的速度取决于热传导系数、温度梯度和物质的热容等因素。
3. 质量平衡：在干燥过程中，湿物质中的水分子通过蒸发从湿物质中逸出，同时空气中的水分子通过扩散等方式进入湿物质。
这种水分子的进出平衡使得湿物质中的水分子的含量逐渐减少，直到达到物料表面的饱和度。
综上所述，干燥现象主要是通过物质传质、热传导和质量平衡等原理来实现湿物质中水分子的从湿物质中蒸发并逸出的过程。
制剂技术与设备-第四章第三节 干燥
（二）干燥速率及其影响因素
恒定干燥情况下的干燥速率曲线
干燥速率及其影响因素
从干燥速度曲线可以看出： 预热阶段 ：AB段为物料预热段，随着物料温度的升高，
干燥速度升高。时间短，在干燥计算中可以忽略不计。
恒速干燥阶段 ： BC段是恒速干燥阶段 降速干燥阶段 ：干燥曲线上的转折点（C点）称为临界
2.分类
（按流化 床结构分）
沸腾干燥设备
沸腾干燥设备
沸腾干燥设备
卧室多室沸腾干燥的操作：
1）开启进风阀门，空气经滤过与预热分别通入各 室； 2）物料在第一室连续加料，物料由第一室逐渐向 第八室移动，干燥产品由第八室卸料口卸出； 3）取样进行判断； 4）关闭热源，停机。
冷冻干燥
1.原理：一种特殊的真空干燥方法。将被干燥的
喷雾干燥设备
结构：干燥塔、喷嘴、 空气加热器、鼓风机、 旋风分离器、干粉收 集器
喷雾干燥设备
喷嘴的三种类型： 压力式喷嘴：可用于浓溶液的干燥。 离心式喷嘴：适用性强，可用于混悬液、 粘稠料液的干燥。 气流式喷嘴：适用于粘度较大与含少量固体 微粒的料液。
喷雾干燥的工艺操作
热空气与料液接触的工艺过程有三种： 并流型：液滴与热风同向流动，适用于 热 敏性的物料；
三个阶段： 1）预冻：预冻是产品在冻结干燥之前,作为单独 的操作,用一般的冻结方法预先将产品冻成一定的 形状。 2）升华干燥：一次升华法；反复预冻升华法。 3）再干燥：除去残余水分。
其他干燥方法
红外线干燥 红外线照射而加热，波长范0.80∽1000μm； 0.72∽5.6μm近红外；5.6∽1000μm远红外。 优点：受热均匀、干燥快、质量好； 缺点：电能消耗大。
干燥的原理和方法
干燥干燥是有机化学实验室中最常用到的重要操作之一，其目的在于除去化合物中存在的少量水分或其他溶剂。
液体中的水分会与液体形成共沸物，在蒸馏时就有过多的“前馏分”，造成物料的严重损失；固体中的水分会造成熔点降低，而得不到正确的测定结果。
试剂中的水分会严重干扰反应，如在制备格氏试剂或酰氯的反应中若不能保证反应体系的充分干燥就得不到预期产物；而反应产物如不能充分干燥，则在分析测试中就得不到正确的结果，甚至可能得出完全错误的结论。
所有这些情况中都需要用到干燥。
干燥的方法因被干燥物料的物理性质、化学性质及要求干燥的程度不同而不同，如果处置不当就不能得到预期的效果。
液体的干燥实验室中干燥液体有机化合物的方法可分为物理方法和化学方法两类。
物理干燥法分馏法：可溶于水但不形成共沸物的有机液体可用分馏法干燥，如实验4那样。
共沸蒸(分)馏法：许多有机液体可与水形成二元最低共沸物(见书末附录3)，可用共沸蒸馏法除去其中的水分，其原理见第74～77页。
当共沸物的沸点与其有机组分的沸点相差不大时，可采用分馏法除去含水的共沸物，以获得干燥的有机液体。
但若液体的含水量大于共沸物中的含水量，则直接的蒸(分)馏只能得到共沸物而不能得到干燥的有机液体。
在这种情况下常需加入另一种液体来改变共沸物的组成，以使水较多较快地蒸出，而被干燥液体尽可能少被蒸出。
例如，工业上制备无水乙醇时，是在95%乙醇中加入适量苯作共沸蒸馏。
首先蒸出的是沸点为64.85℃的三元共沸物，含苯、水、乙醇的比例为74∶7.5∶18.5。
在水完全蒸出后，接着蒸出的是沸点为68.25℃的二元共沸物，其中苯与乙醇之比为67.6∶32.4。
当苯也被蒸完后，温度上升到78.85℃，蒸出的是无水乙醇。
用分子筛干燥：分子筛是一类人工制作的多孔性固体，因取材及处理方法不同而有若干类别和型号，应用最广的是沸石分子筛，它是一种铝硅酸盐的结晶，由其自身的结构，形成大量与外界相通的均一的微孔。
干燥的原理和实际应用
干燥的原理和实际应用01干燥的定义利用热能使湿物料中的湿分（水分或其他溶剂）汽化，水分或蒸汽经气流带走（流化床干燥等）或由真空泵将其抽出以除去（真空干燥），从而获得干燥固体产品的操作。
02干燥的分类按照热能传给湿料的方式，干燥分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥以及其中两种或三种方式组成的联合干燥。
(1) 传导干燥：载热体（加热蒸汽）将热能以传导方式通过金属壁传给湿物料， 由于湿物料与加热介质不是直接接触的， 所以又称为间接加热干燥，传导干燥中热能利用较高， 但是金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。
(2) 对流干燥：载热体（干燥介质）将热能以对流方式传给与其直接接触的湿物料， 故又可称为直接加热干燥。
以沸腾流化床干燥为例， 散状颗粒加入干燥锅后， 空气经加热后 自分布板下端通入，在沸腾床内， 热能以对流的方式由热空气传 给呈沸腾状态的湿物料表面，水分由湿物料表面汽化，水汽自物 料表面扩散至热空气主体之间。
通过干燥， 热空气的温度下降而其中水汽的含量增加， 空气由沸 腾流化床排风口排出， 水分同时被带走。
作为干燥介质的热空气，既是载热体又是载湿体，对流干燥中热空气的温度调节比较 方便，物料不会过热，但是热能利用率较低， 热空气离开时同时 会带走大部分热能。
(3) 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射， 入射至湿 物料表面被吸收而转变为热能，将水分加热汽化达到干燥的目的， 辐射器用电能和热能两种， 发射的是红外线， 又称为红外线 干燥， 生产强度大， 产品洁净干燥均匀，但电能消耗大。
(4)介电加热干燥：将湿物料置千高频电场中，由千高频电场的交变作用使物料加热达到干燥的目的。
03对流干燥原理对流干燥中，通常使用的介质是空气，湿物料中被除去的湿分是水分，空气经预热升温后，与湿物料直接接触，热气流将热能传至物料表面，再由物料表面传至物料内部，这是—个传热过程。
与此同时，水分从物料内部已液态或气态扩散，透过物料层到达表面，然后水汽透过物料表面的气膜扩散至热气流的主体，这是—个传质过程。
干燥的原理和方法
干燥的原理和方法干燥是将含有水分的物质通过一系列工艺和设备去除其中的水分的过程。
干燥的目的是为了减少或消除水分对物质的影响，提高其质量、耐久性和稳定性。
干燥方法有很多种，可以根据不同的物质和工艺要求选择合适的干燥方法。
一、干燥的原理1.热传导原理：通过加热物质，使其温度升高，从而加速水分蒸发。
2.蒸发原理：通过风扇等工具将空气吹过物质表面，加速水分的蒸发。
3.气体吸附原理：通过将物质暴露在低湿度环境中，使物质表面的水分被吸附到环境中的干燥气体中。
4.分子扩散原理：通过在物质表面增加干燥气体的浓度梯度，促使水分分子从高浓度区域扩散到低浓度区域，实现水分的脱除。
二、常见的干燥方法1.热风干燥：利用热风将物质表面的水分加热蒸发，常见的设备有热风干燥箱、热风干燥机等。
2.辐射干燥：利用电磁辐射（如红外线辐射）将物质表面的水分加热蒸发，常用于对含水物质的局部或表面进行干燥。
3.压缩空气干燥：利用压缩空气干燥机，通过降低空气的温度，使其中的水分凝结成液体，然后通过过滤装置排出，实现空气的干燥。
4.冷冻干燥：将物质表面的水分冷冻成固体，然后利用减压设备将水分直接转化为气体，同时排出，常用于对易变质物质的干燥。
5.喷雾干燥：将含水物质喷成细小液滴，然后利用热风将液滴中的水分蒸发掉，常用于制备粉末状物质的干燥。
6.水解干燥：利用化学反应将水分从物质中剥离出来，例如利用硫酸将纸张中的水分转化为硫酸盐。
三、选择合适的干燥方法在实际应用中，选择合适的干燥方法应根据物质的性质和要求进行综合考虑。
1.物质的性质：不同的物质具有不同的物化性质，包括热敏性、易溶性、粘性等，要考虑这些因素对干燥过程和设备的影响。
2.干燥速度：根据物质的含水量和干燥要求，选择能够实现较快干燥速度的方法，以提高生产效率。
3.干燥后质量：干燥过程中，避免物质的质量受损，选择能够减少物质的氧化、分解等不利因素的干燥方法。
4.经济性：根据生产规模和经济预算，选择适合的干燥设备和技术，以降低成本，提高效益。
烘箱干燥原理
烘箱干燥原理
烘箱干燥是一种常见的物料干燥方法，其原理主要包括热传导、对流与辐射三种方式。
首先，热传导是指通过物料内部的热传导来完成干燥过程。
烘箱内部设置有加热器，通过加热器的加热作用，使热量传递到物料表面，并逐渐向内部传导。
物料在接触到高温表面后开始蒸发水分，水分通过热传导的方式被蒸发出去。
其次，对流是指通过热风对物料进行加热和干燥的过程。
烘箱中装有风机，风机通过产生强制对流，将加热器中产生的热风吹到物料表面，使物料表面迅速被加热，水分蒸发。
同时，风扇带走了蒸发的水分，维持了烘箱内的湿度。
最后，辐射是指烘箱内的物料受到的来自加热器的辐射热。
加热器产生的热辐射能够直接传递到物料表面，使其受热。
物料吸收辐射热后，温度升高，水分开始蒸发。
综上所述，烘箱干燥的原理主要包括热传导、对流和辐射三种方式。
这些方式相互作用，使物料表面温度升高，水分蒸发，从而达到干燥的效果。
干燥的原理和方法
干燥的原理和方法干燥（Drying）是指将湿度较高的物体或物质中的水分去除，使其达到一定的干燥程度的过程。
干燥的原理是依靠热传递、质量传递和动力学平衡的过程实现。
干燥可应用于众多工业领域，如食品加工、化工制药、建筑材料等。
干燥的原理主要涉及热传递、湿物发热以及传质过程。
具体来说，干燥是通过在物体表面和内部加热，使水分分子吸收能量分解为水蒸气，然后通过传质过程将水分从物体中移除。
传质过程包括自由传质和强制传质，其中自由传质通过物体表面的扩散和对流实现，而强制传质则通过外部气流的输入和排除实现。
在实现干燥过程中，常用的方法包括空气干燥法、减压干燥法、冷凝干燥法和辐射干燥法等。
1.空气干燥法：利用热空气对物体进行加热和冷却，实现水分迁移到空气中的干燥方法。
常见的设备包括干燥车间和干燥箱，其通过空气循环、加热、通风和湿度控制等步骤实现干燥过程。
2.减压干燥法：通过降低物体的压力，使水分降低沸点，从而加速水分的蒸发和传质过程。
常见的设备有真空干燥箱和滚筒干燥机，其通过调节环境压力和温度实现干燥过程。
3.冷凝干燥法：利用降低空气温度使其饱和度下降，从而导致空气中的水分凝结成液态水，进而从物体中脱离出来。
冷凝干燥法适用于湿度较高、温度较低的环境。
常见的设备有冷冻干燥机和湿空调系统。
4.辐射干燥法：通过加热物体表面使其蒸发水分的干燥方法。
此方法常用于特定材料如颗粒、纤维和粉末等干燥。
常见的设备有微波干燥机和红外线干燥机。
除了上述方法外，还有一些辅助干燥的方法，如紫外线辐射、电场干燥和电磁振荡干燥等。
这些方法的使用取决于干燥物体的性质和目标要求。
总结起来，干燥的原理是通过热传递和传质过程将物体中的水分蒸发和移除。
常见的干燥方法包括空气干燥法、减压干燥法、冷凝干燥法和辐射干燥法等。
在实际应用中，根据不同物体的性质和干燥要求选择适合的干燥方法。
干燥实验实验报告
干燥实验实验报告实验名称：干燥实验实验目的：1. 了解干燥的原理和方法。
2. 掌握不同物体干燥的时间和方法。
3. 掌握各种物体干燥时可能遇到的问题及解决方法。
实验原理：干燥是通过蒸发物质中的水分来将物体变得更加干燥。
在本实验中，我们将探究三种不同物体的干燥过程–棉布、铁钉和橘子皮–并比较不同物体所需的时间和方法。
实验步骤：1. 准备三个试管，将它们标记为“棉布”、“铁钉”和“橘子皮”。
2. 将一块棉布、一些钉子和一些橘子皮放入相应的试管中。
3. 每个试管都要用蓝色封口膜密封，使里面的气体保持不变。
4. 用电子天平称出每个试管中物体的质量，记录下来。
5. 将三个试管并排放在室温下，保持室温不变化。
6. 每隔1天记录一次每个试管的质量，直到它们不再减少。
7. 分析数据并比较三种物体的干燥速度。
实验结果：在棉布、铁钉和橘子皮的干燥实验中，我们发现三种物体的干燥速度各不相同。
具体来说，铁钉的干燥速度最快，两天后就已经减轻了1.7克，而橘子皮和棉布的干燥速度相对较慢，分别用了10天和7天才完全干燥。
我们还注意到，封口膜非常重要，因为它可以防止试管内外的气体混合。
当然，在干燥过程中还可能遇到一些问题。
比如，某些物体可能会变硬或僵硬。
这时，我们可以在干燥过程中轻轻摇晃试管以防止物体变形。
结论：干燥是一种常见的处理方法，可以去除物体中的水分，从而延长物体的寿命。
不同物体有不同的干燥速度和方法，并且在干燥过程中还可能遇到一些问题。
因此，我们应该遵循正确的干燥方法，认真注意干燥过程中的问题，以确保实验结果的准确性。
化工原理干燥
化工原理干燥
在化工原理中，干燥是一种常见的操作过程，用于去除物料中的水分或其他溶剂。
干燥的目的是提高物料的质量和稳定性，同时也有助于后续的加工和储存。
干燥的原理可以根据物料和工艺的不同而有所区别。
常见的干燥方法包括热风干燥、真空干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等。
在热风干燥中，通过加热空气并将其送入干燥室，物料与热空气进行热交换，从而使物料中的水分蒸发。
这种干燥方法适用于水分含量较高的物料，可以快速去除大部分的水分。
真空干燥是在低压下进行的干燥过程。
通过降低环境压力，使物料中的水分在较低温度下蒸发，从而减少热量对物料的影响。
真空干燥适用于对温度敏感的物料，可以保持其原有的质量和活性。
喷雾干燥是将物料以细小颗粒的形式喷雾进入干燥室，通过热空气的作用使水分蒸发，从而干燥物料。
这种方法适用于对颗粒度要求较高的物料，可以获得均匀的干燥效果。
冷冻干燥是在低温条件下进行的干燥过程。
物料先被冷冻，然后通过升温使水分从固态直接转变为气态，从而干燥物料。
冷冻干燥适用于对物料品质要求较高的情况，可以保持原有的味道、香气和营养成分。
除了选择适当的干燥方法外，干燥过程中还需要注意一些关键
参数，如温度、湿度、干燥时间等。
恰当地控制这些参数可以避免物料过热或过干，从而保证产品质量。
总之，干燥作为一种重要的化工操作过程，在化工原理中发挥着关键作用。
选择适当的干燥方法和优化干燥参数对于提高产品质量和工艺效果至关重要。
十六章 第四节 固体的干燥
2．流化床干燥器
使热空气自下而上通过松散的粒状或粉状物料层形成“沸 腾床”而进行干燥的操作。因此生产上也叫沸腾干燥器， 在制剂工业中常用的卧式多室沸腾干燥器。 结构简单，操作方便，操 作时颗粒与气流间的相对 运动激烈，接触面积大， 强化了传热、传质，提高 了干燥速率；适宜于热敏 性物料，要求粒度适宜。 。 不适宜于含水量高，易粘 结成团的物料。 流化床干燥器在片剂颗粒 的干燥中得到广泛的应用。
3．空气消耗量L（kg干空气/S）
因为进入和离开干燥器的绝干空气质量不变，， 空气湿度由H1变为H2，因此水分蒸发量等于空 气中水分增加量，即W=L （ H2-H1 ） 。所以空 气消耗量L为：
W L H 2 H1
（二）干燥速率 干燥速率是在单位时间、单位干燥面积上 被干物料所能气化的水分量。即物料中水 分量的减少值，其单位为kg/m2s。根据定 义：
（1）冷冻干燥原理
水的三元相图 —— OA线是冰和水的平衡曲线； OB线是水和水蒸气的平衡曲线； OC线是冰和水蒸气的平衡曲线； O点是冰、水、气的平衡点，温度 为0.01℃，压力为613.3Pa。 （冰、水、气共存）。 从图可以看出当压力低于 613.3Pa时，不管温度如何变化， 只有水的固态和气态存在，液 态不存在。冰受热时不经液态 直接变气态而气相遇冷时放热 直接变为冰。冷冻干燥就是根 据这个原理进行的。
平衡水分：0.4%
三、干燥器的物料衡算与干燥速率
（一）干燥器的物料衡算
物料前后重量与含水量分别为G1W1G2W2; 空气进入干燥器前后温度与湿度分别为t1H1t2H2； 干空气重量L。
1．物料中含水量的表示方法
（1）湿基含水量w，以湿物料为基准的浓度表示法。
湿物料中水分的质量 w 100% 湿物料总质量
化工原理干燥实验原理
化工原理干燥实验原理
干燥实验是一种将湿润或含水物质转化为干燥状态的过程。
在化工工艺中，干燥是一项重要的操作，它可以用于去除物质中的水分或其他挥发性成分，以改变物质的性质和应用。
干燥可以通过多种方法实现，如加热、通风、压缩等。
干燥的原理主要涉及湿润物质中水分或其他挥发性成分的蒸发和扩散。
当湿润物质受热后，水分或其他挥发性成分会转化为气态，并从物质中逸出。
而通过通风或压缩，可以加速气态成分的扩散和远离物质表面，从而降低物质的湿度。
干燥实验的目的是通过实验方法验证和确定最佳的干燥条件。
这些条件可以包括温度、湿度、通风速度、压力等。
通常，实验中会通过称量、加热、定时等方法来监测物质在不同条件下的干燥过程。
通过比较实验结果，可以确定最佳的干燥条件，以提高干燥效率和质量。
实验中还可能涉及到干燥曲线的绘制。
干燥曲线是指在不同时间下，物质湿度与干燥时间之间的关系曲线。
通过绘制干燥曲线，可以更好地了解物质在不同条件下的干燥特性，并为工业生产提供参考和指导。
总之，干燥实验是一种用于确定最佳干燥条件和了解物质干燥特性的重要方法。
通过实验验证，可以为化工工艺提供基础数据和参考，以实现高效、质量优良的干燥操作。
造纸干燥知识点总结
造纸干燥知识点总结一、干燥原理造纸干燥的主要原理是通过热能传递来使纸张中的水分蒸发。
造纸过程中，纸浆被喷淋在网或毛毡上形成湿纸张，然后通过一定的传输系统送到干燥部，经过干燥部的干燥，使纸张的水分得到蒸发。
干燥的主要热能来自于蒸汽、热水或者燃料等，通过热能传递到纸张上使水分挥发。
因此，干燥部的热能传递是干燥的关键。
热能传递主要有三种方式，即对流传热、辐射传热和传导传热。
对流传热是靠热空气或者热气体不断地对纸张进行换热，使纸张中的水分蒸发。
辐射传热是通过热源发出的热辐射，使纸张表面和纸张中的水分进行换热，从而使水分蒸发。
传导传热则是通过直接接触使热能传递到纸张中的水分，使水分蒸发。
在造纸干燥中，通常采用对流传热和辐射传热为主要的传热方式。
二、干燥方法造纸干燥主要采用热能进行水分蒸发，同时需要适当的通风和传输系统来加速水分的蒸发和排出。
根据干燥的方式和设备，可以将干燥分为热气干燥、辊干燥、热压干燥和冷风干燥等几种主要的方法。
1. 热气干燥：热气干燥是指通过热气对纸张进行烘烤，使纸张中的水分蒸发。
这是最常用的干燥方法，通常采用的热源有蒸汽、热水或者燃料等。
热气干燥可以分为单层干燥和多层干燥，单层干燥主要是指通过一层干燥装置对纸张进行干燥；多层干燥则是通过多层干燥装置进行连续干燥。
2. 辊干燥：辊干燥是指将纸张经过一定的传输系统送到辊干燥机中，通过辊的旋转来使纸张中的水分蒸发。
辊干燥机通常分为单幅和多幅，多幅辊干燥机通过多个辊的组合来加速纸张的干燥。
3. 热压干燥：热压干燥是指通过热压来使纸张中的水分蒸发，通常采用的设备是热压机。
热压干燥可以在一定程度上提高纸张的干燥速度和表面平整度。
4. 冷风干燥：冷风干燥是指通过冷风对纸张进行吹风，使纸张中的水分蒸发。
冷风干燥通常用于特殊纸张的干燥，如涂布纸、涂覆纸等。
以上几种干燥方法可以根据不同的纸张品种和生产工艺进行组合使用，以达到最佳的干燥效果。
三、干燥设备的选型选择合适的干燥设备是保证造纸过程中干燥效果和质量的关键。
化工原理第七章干燥
W G1 w1 G2 w2 1000 0.2 824 .7 0.03 175 .3
(4) L0 L(1 H0 ) 3506 (1 0.001) 3510kg湿空气/ h
二、热量衡算
第四节 物料的平衡含水量与干燥速率 一.湿物料中水分的性质
1.结合水分与非结合水分 根据水分干燥的难易程度，可以将湿物 pw 料中的水分划分为结合水分与非结合水分。 S 非结合水分：机械附着水分和大毛细管 p s 水分，易于干燥； 结合水分：与物料借化学力或物理化学 pw 力结合的水分,小毛细管水分等，难于干燥； X X* XS 当湿空气 =100%时的物料平衡含水量 pw- X*关系示意图 * 为结合水分，其余为非结合水分。
一、物料衡算
1.湿基含水量( w)：
w
kg水 分
kg湿 物 料
100%
2.干基含水量( X )：
X
kg水 分 kg绝 干 料
100%
X w 1 X
w X 1 w
1.干燥后的产品量( L2 )：
Lc : 绝干物料的流量
G : 绝干空气的流量
Lc L1 (1 w1 ) L2 (1 w2 )
③比热容
C H 1.01 1.88H
1.01 1.88 0.014673 1.038kJ
(kg绝干气。 ) C
④ 焓
I (1.01 1.88H )t 2491H
(1.01 1.88 0.014673 20 2491 0.014673 )
57.29 kJ kg绝干气
100%时 的 等 线 称 为 饱 和 空 气 线 。
水蒸汽分压( p )线
HP p p H 0.622 0.622 H P p
干燥的原理和方法
干燥的原理和方法干燥是指通过一定的方法将液体、固体或气体中的水分含量降低到一定的程度，使其达到其中一种特定的要求。
干燥的原理主要有蒸发、扩散和冷凝。
蒸发是指将液体中的水分分子脱离液体表面，变为气态。
液体中的水分子从低温的液体表面进入到高温的气体中，水分子的动能增加，从而形成水蒸气。
因此，蒸发是将液体中的水分分子转化为气体状态的过程。
常见的蒸发干燥方法包括空气干燥、真空干燥、喷雾干燥等。
扩散是指气体中的水分子通过浓度梯度的作用，从高浓度区域移动到低浓度区域的过程。
扩散是一种分子运动形式，其速度与温度、压强、浓度梯度有关。
通常采用的扩散干燥方法有分子扩散干燥、膜扩散干燥等。
冷凝是指将气态中的水分子以冷却方式转化为液态的过程。
冷凝干燥是通过将湿空气或气体通过冷凝器冷却至露点以下的温度，使水分子由气态转化为液态，从而实现干燥的过程。
冷凝干燥常见的方法有冷凝干燥机、制冷干燥机等。
干燥的方法根据干燥物料的不同可以分为固体干燥、液体干燥和气体干燥。
固体干燥主要包括自然干燥、太阳干燥、烘箱干燥等。
自然干燥是将湿固体暴露在自然环境中，利用自然风力、太阳热能等将水分蒸发掉的方法。
太阳干燥是利用太阳能将表面水分蒸发的干燥方式。
烘箱干燥是将湿固体放置在加热设备中进行干燥，通过热空气将水分蒸发掉。
液体干燥主要包括自然干燥、真空干燥、喷雾干燥等。
自然干燥是将湿液体置于自然温度下，利用自然气流将水分蒸发的干燥方式。
真空干燥是通过将液体在低压下进行蒸发，降低液体的沸点从而将水分蒸发掉的干燥方法。
喷雾干燥是将湿液体通过喷雾器喷成雾状，利用热空气将水分蒸发的干燥方式。
气体干燥主要包括过滤干燥、冷凝干燥、吸附干燥等。
过滤干燥是将气体通过过滤器，将其中的水分分离出来的干燥方式。
冷凝干燥是通过冷却气体使其内部的水分凝结，以达到干燥目的的方法。
吸附干燥是通过将气体中的水分吸附到吸附剂上，将水分减少到一定程度的干燥方法。
总之，干燥的原理和方法多种多样，根据不同的物料和要求选择合适的干燥方式非常重要。
直接干燥法的原理
直接干燥法的原理直接干燥法是一种常用的干燥方法，它通过对物质直接施加热量，将其中的水分蒸发，使物质变干。
直接干燥法的原理可以简单描述为以下几个步骤：加热物质、蒸发水分、排除湿气。
直接干燥法的第一步是加热物质。
通过加热物质，可以增加物质内部的能量，使其分子振动加剧。
这样一来，物质中的水分分子也会受到这种加热作用，分子运动变得更加剧烈。
加热后的物质中的水分开始蒸发。
随着温度的升高，物质中水分的蒸气压也会增加，直到达到与周围环境湿度相等的饱和蒸气压。
当物质中的水分蒸气压大于周围环境的湿度时，水分分子会从物质表面逸出，使物质逐渐变干。
排除湿气是直接干燥法的最后一步。
当物质中的水分蒸发时，会产生湿气。
这些湿气必须及时排除，以保持干燥的环境。
在工业生产中，常常会使用通风设备或其他方法将湿气排出。
直接干燥法的原理是基于物质中水分蒸发的特性。
通过加热物质，使水分分子获得足够的能量，从而从物质中蒸发出来。
这种方法适用于许多不同类型的物质，包括固体、液体和气体。
直接干燥法相对简单易行，但也存在一些问题。
首先，加热过程可能会导致物质中的其他成分发生变化，从而影响物质的质量。
其次，加热过程需要消耗大量的能量，造成能源浪费。
此外，直接干燥法可能会产生高温，对环境和操作人员造成安全隐患。
为了解决这些问题，人们逐渐发展了其他干燥方法，如间接干燥法和微波干燥法。
这些方法在一定程度上改善了干燥过程中的问题，提高了效率和质量。
直接干燥法通过加热物质、蒸发水分和排除湿气的过程，实现了物质的干燥。
虽然存在一些问题，但直接干燥法仍然是一种常用的干燥方法，被广泛应用于不同领域的生产过程中。
通过不断改进和创新，我们可以进一步提高干燥效率，减少资源消耗，实现可持续发展。
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干燥干燥是有机化学实验室中最常用到的重要操作之一，其目的在于除去化合物中存在的少量水分或其他溶剂。
液体中的水分会与液体形成共沸物，在蒸馏时就有过多的“前馏分”，造成物料的严重损失；固体中的水分会造成熔点降低，而得不到正确的测定结果。
试剂中的水分会严重干扰反应，如在制备格氏试剂或酰氯的反应中若不能保证反应体系的充分干燥就得不到预期产物；而反应产物如不能充分干燥，则在分析测试中就得不到正确的结果，甚至可能得出完全错误的结论。
所有这些情况中都需要用到干燥。
干燥的方法因被干燥物料的物理性质、化学性质及要求干燥的程度不同而不同，如果处置不当就不能得到预期的效果。
1.液体的干燥实验室中干燥液体有机化合物的方法可分为物理方法和化学方法两类。
(1)物理干燥法①分馏法：可溶于水但不形成共沸物的有机液体可用分馏法干燥，如实验4那样。
②共沸蒸(分)馏法：许多有机液体可与水形成二元最低共沸物(见书末附录3)，可用共沸蒸馏法除去其中的水分，其原理见第74～77页。
当共沸物的沸点与其有机组分的沸点相差不大时，可采用分馏法除去含水的共沸物，以获得干燥的有机液体。
但若液体的含水量大于共沸物中的含水量，则直接的蒸(分)馏只能得到共沸物而不能得到干燥的有机液体。
在这种情况下常需加入另一种液体来改变共沸物的组成，以使水较多较快地蒸出，而被干燥液体尽可能少被蒸出。
例如，工业上制备无水乙醇时，是在95%乙醇中加入适量苯作共沸蒸馏。
首先蒸出的是沸点为℃的三元共沸物，含苯、水、乙醇的比例为74∶∶。
在水完全蒸出后，接着蒸出的是沸点为℃的二元共沸物，其中苯与乙醇之比为∶。
当苯也被蒸完后，温度上升到℃，蒸出的是无水乙醇。
③ 用分子筛干燥：分子筛是一类人工制作的多孔性固体，因取材及处理方法不同而有若干类别和型号，应用最广的是沸石分子筛，它是一种铝硅酸盐的结晶，由其自身的结构，形成大量与外界相通的均一的微孔。
化合物的分子若小于其孔径，可进入这些孔道；若大于其孔径则只能留在外面，从而起到对不同种分子进行“筛分”的作用。
选用合适型号的分子筛，直接浸入待干燥液体中密封放置一段时间后过滤，即可有选择地除去有机液体中的少量水分或其他溶剂。
分子筛干燥的作用原理是物理吸附，其主要优点是选择性高，干燥效果好，可在pH 5～12的介质中使用。
表3-3列出了几种最常用的分子筛供选用时参考。
分子筛在使用后需用水蒸气或惰性气体将其中的有机分子代换出来，然后在(550±10)℃下活化2h，待冷却至约200℃时取出，放进干燥器中备用。
若被干燥液体中含水较多，则宜用其他方法先作初步干燥后再用分子筛干燥。
表3-3 几种常用分子筛的吸附作用干燥（续1）(2)化学干燥法化学干燥法是将适当的干燥剂直接加入到待干燥的液体中去，使与液体中的水分发生作用而达到干燥的目的。
依其作用原理的不同可将干燥剂分成两大类：一类是可形成结晶水的无机盐类，如无水氯化钙，无水硫酸镁，无水碳酸钠等；另一类是可与水发生化学反应的物质，如金属钠、五氧化二磷、氧化钙等。
前一类的吸水作用是可逆的，升温即放出结晶水，故在蒸馏之前应将干燥剂滤除，后一类的作用是不可逆的，在蒸馏时可不必滤除。
对于一次具体的干燥过程来说，需要考虑的因素有干燥剂的种类、用量、干燥的温度和时间以及干燥效果的判断等。
这些因素是相互联系、相互制约的，因此需要综合考虑。
① 干燥剂的种类选择选择干燥剂主要考虑：(a)所用干燥剂不能溶解于被干燥液体，不能与被干燥液体发生化学反应，也不能催化被干燥液体发生自身反应。
如碱性干燥剂不能用以干燥酸性液体；酸性干燥剂不可用来干燥碱性液体；强碱性干燥剂不可用以干燥醛、酮、酯、酰胺类物质，以免催化这些物质的缩合或水解；氯化钙不宜用于干燥醇类、胺类及某些酯类，以免与之形成络合物等。
表3-4列出了干燥各类有机物所适用的干燥剂。
表3-4 适合于各类有机液体的干燥剂(b)干燥剂的干燥效能和需要干燥的程度。
无机盐类干燥剂不可能完全除去有机液体中的水。
因所用干燥剂的种类及用量不同，所能达到的干燥程度亦不同。
应根据需要干燥的程度来选择(见第107～108页)。
至于与水发生不可逆化学反应的干燥剂，其干燥是较为彻底的，但使用金属钠干燥醇类时却不能除尽其中的水分，因为生成的氢氧化钠与醇钠间存在着可逆反应：C2H5ONa + H2O ＝ C2H5OH + NaOH因此必须加入邻苯二甲酸乙酯或琥珀酸乙酯使平衡向右移动。
②干燥剂的用量干燥剂的用量主要决定于：a.被干燥液体的含水量。
液体的含水量包括两部分：一是液体中溶解的水，可以根据水在该液体中的溶解度进行计算；表3-5列出了水在一些常用溶剂中的溶解度。
对于表中未列出的有机溶剂，可从其他文献中去查找，也可根据其分子结构估计。
二是在萃取分离等操作过程中带进的水分，无法计算，只能根据分离时的具体情况进行推估。
例如，在分离过程中若油层与水层界面清楚，各层都清晰透明，分离操作适当，则带进的水就较少；若分离时乳化现象严重，油层与水层界面模糊，分得的有机液体浑浊，甚至带有水包油或油包水的珠滴，则会夹带有大量水分。
表3-5 水在有机溶剂中的溶解度b.干燥剂的吸水容量及需要干燥的程度。
吸水容量指每克干燥剂能够吸收的水的最大量。
通过化学反应除水的干燥剂，其吸水容量可由反应方程式计算出来。
无机盐类干燥剂的吸水容量可按其最高水合物的示性式计算。
用液体的含水量除以干燥剂的吸水容量可得干燥剂的最低需用量，而实际干燥过程中所用干燥剂的量往往是其最低需用量的数倍，以使其形成含结晶水数目较少的水合物，从而提高其干燥程度。
当然，干燥剂也不是用得越多越好，因为过多的干燥剂会吸附较多的被干燥液体，造成不必要的损失。
干燥（续2）③ 温度、时间及干燥剂的粒度对干燥效果的影响。
无机盐类干燥剂生成水合物的反应是可逆的，在不同的温度下有不同的平衡。
在较低温度下水合物较稳定，在较高温度下则会有较多的结晶水释放出来，所以在较低温度下干燥较为有利。
干燥所需的时间因干燥剂的种类不同而不同，通常需两个小时，以利干燥剂充分与水作用，最少也需半小时。
若干燥剂颗粒小，与水接触面大，所需时间就短些，但小颗粒干燥剂总表面积大，会吸附过多被干燥液体而造成损失；大颗粒干燥剂总表面积小，吸附被干燥液体少，但吸水速度慢。
所以太大的块状干燥剂宜作适当破碎，但又不宜破得太碎。
④干燥的实际操作。
使用无机盐类干燥剂干燥有机液体时通常是将待干燥的液体置于锥形瓶中，根据粗略估计的含水量大小，按照每10mL液体～1g干燥剂的比例加入干燥剂，塞紧瓶口，稍加摇振，室温放置半小时，观察干燥剂的吸水情况。
若块状干燥剂的棱角基本完好；或细粒状的干燥剂无明显粘连；或粉末状的干燥剂无结团、附壁现象，同时被干燥液体已由浑浊变得清亮，则说明干燥剂用量已足，继续放置一段时间即可过滤。
若块状干燥剂棱角消失而变得浑圆，或细粒状、粉末状干燥剂粘连、结块、附壁，则说明干燥剂用量不够，需再加入新鲜干燥剂。
如果干燥剂已变成糊状或部分变成糊状，则说明液体中水分过多，一般需将其过滤，然后重新加入新的干燥剂进行干燥。
若过滤后的滤液中出现分层，则需用分液漏斗将水层分出，或用滴管将水层吸出后再进行干燥，直至被干燥液体均一透明，而所加入的干燥剂形态基本上没有变化为止。
此外，一些化学惰性的液体，如烷烃和醚类等，有时也可用浓硫酸干燥。
当用浓硫酸干燥时，硫酸吸收液体中的水而发热，所以不可将瓶口塞起来，而应将硫酸缓缓注滴入液体中，在瓶口安装氯化钙干燥管与大气相通。
摇振容器使硫酸与液体充分接触，最后用蒸馏法收集纯净的液体。
2.固体的干燥固体有机物在结晶(或沉淀)滤集过程中常吸附一些水分或有机溶剂。
干燥时应根据被干燥有机物的特性和欲除去的溶剂的性质选择合适的干燥方式。
常见的干燥方式有：(1)在空气中晾干。
对于那些热稳定性较差且不吸潮的固体有机物，或当结晶中吸附有易燃的挥发性溶剂如乙醚、石油醚、丙酮等时，可以放在空气中晾干(盖上滤纸以防灰尘落入)。
(2)红外线干燥。
红外灯和红外干燥箱是实验室中常用的干燥固体物质的器具。
它们都是利用红外线穿透能力强的特点，使水分或溶剂从固体内的各个部分迅速蒸发出来。
所以干燥速度较快。
红外灯通常与变压器联用，根据被干燥固体的熔点高低来调整电压，控制加热温度以避免因温度过高而造成固体的熔融或升华。
用红外灯干燥时应注意经常翻搅固体，这样既可加速干燥，又可避免“烤焦”。
(3)烘箱干燥。
烘箱多用于对无机固体的干燥，特别是对干燥剂、吸附剂的焙烘或再生，如硅胶、氧化铝等。
熔点高的不易燃有机固体也可用烘箱干燥，但必须保证其中不含易燃溶剂，而且要严格控制温度以免造成熔融或分解。
(4)真空干燥箱：当被干燥的物质数量较大时，可采用真空干燥箱。
其优点是使样品维持在一定的温度和负压下进行干燥，干燥量大，效率较高。
(5)干燥器干燥。
凡易吸潮或在高温干燥时会分解、变色的固体物质，可置于干燥器中干燥。
用干燥器干燥时需使用干燥剂。
干燥剂与被干燥固体同处于一个密闭的容器内但不相接触，固体中的水或溶剂分子缓缓挥发出来并被干燥剂吸收。
因此对干燥剂的选择原则主要考虑其能否有效地吸收被干燥固体中的溶剂蒸气。
表3-6列出了常用干燥剂可以吸收的溶剂，供选择干燥剂时做参考。
表3-6 干燥固体的常用干燥剂干燥（续3）实验室中常用的干燥器有以下三种：a.普通干燥器：如图1-1中的45所示，是由厚壁玻璃制作的上大下小的圆筒形容器，在上、下腔接合处放置多孔瓷盘，上口与盖子以砂磨口密封。
必要时可在磨口上加涂真空油脂。
干燥剂放在底部，被干燥固体放在表面皿或结晶皿内置于瓷盘上。
图3-45 真空干燥器b.真空干燥器(图3-45)：与普通干燥器大体相似，只是顶部装有带活塞的导气管，可接真空泵抽真空，使干燥器内的压强降低，从而提高干燥速度。
应该注意，真空干燥器在使用前一定要经过试压。
试压时要用铁丝网罩罩住或用布包住以防破裂伤人。
使用时真空度不宜过高，一般在水泵上抽至盖子推不动即可。
解除真空时，进气的速度不宜太快，以免吹散了样品。
真空干燥器一般不宜用硫酸作干燥剂，因为在真空条件下硫酸会挥发出部分蒸气。
如果必须使用，则需在瓷盘上加放一盘固体氢氧化钾。
所用硫酸应为密度为的浓硫酸，并按照每1L浓硫酸18g硫酸钡的比例将硫酸钡加入硫酸中，当硫酸浓度降到93%时，有BaSO４·２Ｈ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ晶体析出，再降至84%时，结晶变得很细，即应更换硫酸。
图3-46 真空恒温干燥器(干燥枪)c.真空恒温干燥器(干燥枪)：对于一些在烘箱和普通干燥器中干燥或经红外线干燥还不能达到分析测试要求的样品，可用真空恒温干燥器(干燥枪，见图3-46)干燥。
其优点是干燥效率高，尤其是除去结晶水和结晶醇效果好。
使用前，应根据被干燥样品和被除去溶剂的性质选好载热溶剂(溶剂沸点应低于样品熔点)，将载热溶剂装进圆底烧瓶中。