生化工程设备第二篇第五章干燥设备第三节第四节
生物工程设备各章知识点总结
第一章原料的输送和粉碎设备1.原料粉碎的目的、方法1)目的：a.增加淀粉粒、酶与水的接触面，加速酶促反应与可溶性物质的溶出，提高淀粉的利用率；b.缩短蒸煮时间，使原料中的还原糖少遭破坏，节约蒸汽用量；c.使原料颗粒度变小，增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。
2)方法：a.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，以粉浆状出来特点：无粉尘飞扬，排料方便，不需粉尘通风等；不易贮藏，耗电量大b.干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎特点：需配通风除尘设备（通风管道装在粉碎室）c.回潮干法粉碎：原料喷少量水后在进行粉碎（啤酒厂粉碎）d.连续调湿粉碎：粉碎过程连续喷水2.选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求1)原则：①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击③韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压④方向性物料：劈裂2)粉碎度：物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2D1 粉碎前物料的平均粒径D2粉碎后物料的平均粒径3）粉碎程度：按粉碎物料和成品的粒度大小分类：粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨；筛析法：以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4）设备要求：①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④容易更换磨碎的部位，在操作发生障碍时有保险装置，能自动停车。
3.锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构（酒精厂）①锤刀:高碳钢或锰钢，40*125-180*6-7mm。
末端V=25-55m/s,V越大，产品粒度越小，锤刀重量小，易产生自转；重量大，功率大。
②筛板：用以控制粉碎物料的粒度，圆形或长条形。
锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm③锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2)特点：①可做粗碎和细碎②体积紧凑，构造简单，生产能力高③适用于不同性质的物料，物料含水量≤15%④锤刀磨损快，筛网易损坏⑤运转时震动较大，应安装在底层⑥粉碎机底部可采用吸引式气流输送，防止粉尘飞扬，提高产量。
《化工单元操作》干燥与干燥设备课件
干 燥与干燥设备
9.1.1 概 述 去湿: 将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂）去除至规
定指标的操作。
去湿方法： 机械去湿法 ——能耗少、费用低，但湿分去除不彻底
物理去湿法 ——受吸湿剂的平衡浓度的限制，且只适用
于脱除微量湿分
干燥方法 ——固体物料的去湿主要采用干燥的方法
干燥过程: 利用热能除去固体物料中湿分（水或 其他 溶剂）的单元操作。
机理
质量传递：湿分的转移,由固相 到气相，以蒸汽分压为推动力
热量传递： 由气相到固相， 以温度差为推动力
分类： 操作压力
常压干燥 真空干燥
操作方式
间歇干燥 连续干燥
加热方式
传导干燥 对流干燥 辐射干燥
介电加热干燥
对流干燥：
利用热空气和湿物料作相对运动，气体的热量传递给 湿物料，使湿物料的湿分汽化并传递到气体中，并被带走。 对流干燥是动量、热量、质量传递同时进行的传递过程。
9.4.3 湿分在湿物料中的传递机理
（1）湿物料分类
① 多孔性物料：如催化剂颗粒，砂子等。主要特征：
▲水分存在于物料内部大小不同的细孔和通道中； ▲湿分移动主要靠毛细管作用力 ▲这类物料的临界含水量较低，降速段一般分为两个阶段。
②非多孔性物料，如肥皂、浆糊、骨胶等。主要特征：
▲ 结合水与固相形成了单相溶液 ▲ 湿分靠物料内部存在的湿分差以扩散的方式进行迁移 ▲ 这类物料的干燥曲线的特点是恒速阶段短，临界含水量
▲ 非多孔性湿物料的降速干燥过程较符合扩散理论。
（3）毛细管理论 ▲ 主要论点：
多孔性物料具有复杂的网状结构的孔道，水分在多 孔性物料中的移动主要依靠毛细管力。
多孔性物料的干燥过程较好地符合这一理论。
设备的设计与选型
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第二节 专业设备的设计与选型
• 一、专业设备设计与选型的依据 • 二、专业设备设计与选型的程序和
内容 • 三、计算选型实例
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一、专业设备设计与选型的依据
1、工艺计算结果 成品量、物料量、汽、水、空气、冷耗量
2、工艺操作的最适外部条件 温度、压力、真空度等
Δt1=32-20=12 (℃ )
Δt2=32-27=(5℃)
Δtm=8 (℃ ) P118
换热面积(牛顿传热定律公式）
A=Q/(K×Δtm) =4.18×6000×440/(4.18×500×8)
=660(m2）
每m3发酵液每小时传给冷却器的最大热量 4.18×6000kJ/(m3h)
竖式列管式换热器K=4.18×500kJ/(m3h ℃) 精选ppt
面积
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二、发酵设备设计与选型的内容（12）
（7）设备的传动搅拌和动力消耗的计算。 （8）设备结构的工艺设计。 （9）支撑方式的计算选型。 （10）壁厚的计算选择。 （11）材质的选择和用量的计算。 （12）其他特殊情况的考虑。
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三、计算选型实例
• 对发酵产品要充分了解。产品之间差异大 生产特点、原料性质来源、现阶段生产水平 可能达到的技术经济指标、有效生产天数、 各个环节生产周期
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（6）搅拌轴功率的计算
修正的迈凯尔（Michel.B.J)公式求搅拌功率， 并由此选择电机。 淀粉水解糖低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 1、计算Rem 2、计算不通气时搅拌功率P0 3、计算通气时的搅拌功率Pg 4、求电机功率 谷氨酸发酵按1kW/m3发酵醪，550m3装440m3 取功率大于440kW的电机
化工设备课件第三节干燥设备..
它仍残存在物料中。
枯燥介质
大多数工业枯燥过程均承受预热后的空气 作为枯燥介质。环境空气是含有少量水蒸气的 气一汽混合物，所以又称为湿空气。枯燥理论 中之所以称其为“枯燥介质”，是由于它在枯 燥过程中担当着热、湿载体的作用。它将热量 传递给湿物料，为其供给枯燥能量；同时，又 把湿物料中的湿分〔通常是水分〕携带出枯燥 器，从而到达枯燥的目的。
置稍有调整，但仍处于接触状态，只是床层变松，略有膨胀〔即床层
略有增高〕，这时床层处于初始或临界流化状态中.当气速高于初始流
化的流速时，即进人流化状态，气体以鼓泡方式通过床层，随着气速
的增加，固体颗粒在床层中的运动也愈剧烈。
流化床示意
1一容器壁；2一分布板；3一风帽
不同流速时床层的变化
流化床的类型
主要枯燥设备
〔一〕、喷雾枯燥装置
喷雾枯燥器是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的
枯燥器。它是用喷雾的方法，使物料成为雾滴分散在
热气流中，物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式
相互接触，使水分快速蒸发，到达枯燥目的。承受这
种枯燥方法，可以省去浓缩或过滤等化工单元操作，
可以获得30～500μm的粒状产品，而枯燥时间极短。 一般枯燥时间为5～30s,适用于高热敏性物料和料液
1一密闭罩；2一进气头；3一刮料器；4一主动滚筒；5一料堰； 6一从动滚筒；7一螺旋输送器；8一传动小齿轮
下部进料的双滚筒枯燥器
1一进气头；2一料液槽；3一主动滚筒；4一排气口；5一排液虹吸管；6一从动滚 筒；7一刮料器；8一螺旋输送器
双滚筒真空枯燥器
真空枯燥器的枯燥流程
厢式枯燥器
厢式枯燥器是指外形像箱子的枯燥器。枯 燥器外壁是绝热层，内部构造则种类繁多。应 依据物料的性质、状态和生产力量的大小选用 适当构造。
(推荐)《生物工程设备》PPT课件
干燥速率曲线
恒速阶段的干燥速度取决于物料表面水分的汽化速率，即取决于物料外部 的干燥条件（空气温度、湿度及流速等），又被称之为表面汽化控制阶段，
主要是排除游离水分。
2、降速干燥阶段
物料湿含量降至临界点以后，开始进入降速干燥阶段。水分由物料内部
向物料表面传递的速率小于湿物料表面水分的汽化速率，且随着物料湿
水平式烘床
一层 单层高效圆柱型 二层 矩形 三层
垂直烘床
㈠单层高效麦芽干燥塔的结构与操作 结构一般为圆形，砖混结构，装置如图
12
烘床开孔率20%~40%， 干燥室高度6m以上， 麦芽含水降 至10%以下时使用循环风，节热 30%，干麦芽由刮板机排出塔外。
13
单层水平式高效麦芽干燥塔技术指标如下：
3
干燥速率的强化
（一）表面汽化控制的干燥过程（改善外部传递因素） 常压对流干燥：因物料表面保持充分湿润，物料的表 面温度可近似为空气的湿球温度，水分的汽化可看做 是湿球温度下纯水表面的汽化。应提高空气温度，降 低空气湿度，改善空气与物料之间的流动和接触状况， 均有利于提高干燥速率。 真空干燥条件：提高干燥室的真空度，可降低水分的 汽化温度，从而可有效提高干燥速率。
第五章 干燥设备
1
主要内容
• 干燥机理 • 生物工业产品干燥的特点 • 生物工业制品干燥设备
2
第一节 物料干燥过程及生物制品干燥的特点 一、固体物料干燥机理
湿物料的干燥有2个基本过程同时进行： 1.热量由气体传递给湿物料，使其温度升高； 2.物料内部的水分向表面扩散，并在表面汽化被气流带走。 其中质量传递过程又由两步构成： •水分由物料内部向表面扩散（推动力是湿度梯度，扩散阻力与物 料的内部结构有关、与水分和物料的结合方式有关） •水分在物料表面汽化并被气流带走。（推动力是物料表面气膜内 的水蒸气分压与气流主体中水蒸气分压的差值）。
生物工程设备教学大纲
生物工程设备教学大纲《生物工程设备与实验操作技术》教学大纲【课程名称】《生物工程设备与实验操作技术》【课程类别】专业基础课【教学时数】 72 学时【课程学分 4学分【开设专业】生物制药、生化制药【开设学期】第五学期【选用教材】《生物工程设备与实验操作技术》.黄亚东.中国轻工业出版社，2008.8.【参考教材】1(梁世中《生物工程设备》北京:中国轻工业出版社，2002，22(段开红《生物工程设备》北京:科学出版社，2008，23(鲍新华《生物工程》北京:化学工业出版社，2008，7【教学性质和目的】本学科为校企合作开发的高职教育教材，较为全面地阐述了生物工程操作原理及典型设备，旨在培养生物技术应用领域高技能应用型专门人才。
全书共分为四篇，第一篇为原料预处理设备，主要包括原料的筛选与分级设备、粉碎设备、水处理系统及设备、空气除菌设备、培养基制备设备;第二篇为生物反应器，主要包括生物反应器设计基础、通风发酵设备、厌氧发酵设备、固态发酵生物反应器、动植物细胞培养反应器、酶反应器、生物反应器的放大与参数检测;第三篇为产物分离提纯设备，主要包括细胞的破碎与分离设备、沉降设备、过滤设备、离心分离设备、压榨设备、膜分离设备、萃取设备、液体吸附设备、浸出设备、离子交换设备、蒸发设备、结晶设备、干燥设备、蒸馏设备;第四篇为附属设备，主要包括物料输送设备、设备与管道的清洗与灭菌、产品包装设备及制冷设备。
【课程的基本要求】《生物工程设备与实验操作技术》是一门实践性很强的课程，要求学生在学过生物工程类基础课的基础上，通过本课程的学习，了解生物工程操作的基本概念和基本原理，掌握典型设备的结构、工作原理、性能特点、操作要点、选用及保养方法，并懂得运用所学知识和技能分析、分析和解决生物工业生产中的一般性技术问题，同时培养学生的工程意识、职业意识和责任意识。
【各章节内容及学时分配】备注(教学方法如:一般讲授，课堂讨论，章节教学内容学时作业，实际操作等) 第一篇一般讲授、课堂讨论、作业原料预处理设备 12 第二篇一般讲授、课堂讨论、作业生物反应器 30产物分离提纯设第三篇一般讲授、课堂讨论、作业 20备第四篇一般讲授、课堂讨论、作业附属设备 10合计 72第一篇，原料预处理设备第一章原料的筛选与分级设备【目的要求】1(掌握磁力除铁器的结构和工作原理;筛分的基本概念;常用筛分设备的操作要点 2(熟悉精选机的结构和工作原理;常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用 3(了解磁力除铁的意义和方法;物料粒度分布的测定方法;【教学重点、难点】重点:磁力除铁器的结构和工作原理难点:常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用【教学内容】第一节原料的除铁设备第二节原料的精选设备第三节物料筛分设备第二章粉碎设备【目的要求】1( 掌握原料粉碎的目的和意义;常用粉碎设备的结构和工作原理 2( 熟悉物料粉碎机理;常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项 3( 了解粉碎操作在生物工业中的应用;粉碎方法的分类;粉碎设备的选择【教学重点、难点】重点:常用粉碎设备的结构和工作原理难点:常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项【教学内容】第一节粉碎的基本概念和理论第二节常用粉碎设备第三章水处理系统及设备【目的要求】1.掌握生物工业中常用的水处理方法;常用水处理装置的结构和工作原理 2(熟悉培养基制备对水的质量要求;常用水处理装置的特点及操作要点 3(了解水的质量分级及质量要求;根据水源状况及生产工艺要求明确水处理方法【教学重点、难点】重点:常用水处理装置的结构和工作原理难点:常用水处理装置的特点及操作要点【教学内容】第一节水质分级及水质要求第二节水的过滤装置第三节水的软化及脱盐第四节水的杀菌第四章空气除菌设备【目的要求】1(掌握生物工业生产对空气质量要求;染菌几率;典型的空气过滤除菌流程2(熟悉空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用 3(了解空气洁净度等级及要求;空气除菌方法;常用的过滤介质及特点【教学重点、难点】重点:典型的空气过滤除菌流程难点:空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用【教学内容】第一节空气除菌方法第二节空气过滤除菌流程第三节空气过滤除菌设备培养基制备设备第五章【目的要求】1(掌握淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;培养基连续灭菌设备的结构及灭菌过程2(熟悉淀粉质原料间歇蒸煮糖化设备结构、特点;培养基制备中间灭菌设备、固体培养基制备中的润水设备的结构及操作要点3(了解蒸煮锅数量的确定方法;糖蜜稀释器的类型与结构【教学重点、难点】重点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;难点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;【教学内容】第一节淀粉质原料蒸煮与糖化设备第二节糖蜜稀释器第三节淀粉水解制糖设备第四节培养基灭菌设备第五节固体培养基制备设备第二篇生物反应器第一章生物反应器设计基础【目的要求】1( 掌握生物反应器的化学计量与动力学基础;生物反应器的质量传递与热量传递2( 熟悉生物反应器的特点及作用3.了解生物反应器的含义和分类方法【教学重点、难点】重点:生物反应器的化学计量与动力学基础难点:生物反应器的质量传递与热量传递【教学内容】第一节生物反应器概述第二节生物反应器设计基础第二章通风发酵设备【目的要求】1( 掌握种子罐空实消的操作要点;机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点2( 熟悉培养箱的使用注意事项;种子培养罐的结构及特点;轴封的作用及结构;常用联轴器的形式;自吸式发酵罐的结构及充气原理2( 了解培养箱的结构特点;影响带升式发酵罐性能的主要因素;塔式发酵罐的特点;文氏发酵罐的结构、工作机理及优缺点【教学重点、难点】重点:机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点难点:升式发酵罐、塔式发酵罐、文氏发酵罐的特点与结构、工作机理及优缺点【教学内容】第一节菌种培养设备第二节机械搅拌通风种子培养罐第三节机械搅拌通风发酵罐第四节其他通风发酵罐第三章厌氧发酵设备【目的要求】1( 掌握密闭式酒精发酵罐的结构、特点及操作要点;酵母扩大培养罐的结构及操作要点;啤酒锥底罐的结构、特点、安装及使用要求2(熟悉酒精捕集器的作用、类型、工作原理及结构;糖蜜原料制酒精连续发酵的设备组成、特点及操作要点;啤酒大直径露天贮酒罐和朝日罐的结构及特点 3(了解淀粉质原料制酒精连续发酵的设备组成、特点;啤酒连续发酵特点、流程及设备组成。
干燥设备的分类及常见干燥设备培训课件
废气
溢流管
加料
多层流化床干燥器
出料
单层多室流化床干燥器
动画演示
流化床干燥设备
•单层卧式多室流化床干燥器
生物工业常用的干燥设备
设备类型
固定床干燥 卧式沸腾干燥 沸腾造粒干燥
气流干燥 旋风式气流干燥 气流式喷雾干燥 压力式喷雾干燥 离心式喷雾干燥 喷雾干燥与振动流化干燥
滚筒干燥 真空干燥 冷冻干燥
干燥物料
啤酒酿造用绿麦芽 柠檬酸晶体、酵母、抗生素
葡萄糖、味精、酶制剂 味精、抗生素、葡萄糖
四环素类 蛋白酶、核酸、抗生素
❖干燥机理及生物工业产品干燥的特点 ❖非绝热干燥设备 ❖绝热干燥设备 ❖冷冻干燥及其其他干燥设备
固体物料干燥机理
➢干燥机理
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进 行： 1.热量由气体传递给湿物料，使其温度升高； 2.物料内部的水分向表面扩散，并在表面汽 化被气流带走。
生物工业产品干燥的特点
➢特点
1.快速高效，加热温度不宜过高； 2.产品与干燥介质的接触时间不能太长； 3.干燥产品应保持一定的纯度，在干燥过程中不 得有杂质混入。
气流干燥设备
➢气流干燥设备
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。
气流干燥设备
➢气流干燥设备
长管气流干燥味精流程
气流干燥设备
➢气流干燥设备
脉冲式干燥管
气流干燥设备
➢气流干燥设备
旋风式干燥器流程图
旋风式气流干燥管
•离心喷雾干燥设备工作原理
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第三节第四节
气流干燥的计算包括：干燥管长度L、直径D1、干燥时间τ等，计算过程 如下：
(1)由基尔比切夫准数求得物料的悬浮速度v和干燥过程中空气与物料间的 对流传 热系数K
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
（1）干燥速度快、时间短，一般为3~30s，由 于料液雾化成20~60μm的雾滴，其表 面积相 应高达200~5000m2 /m3 ，物料水分极易汽化 而干燥。
(2)干燥温度较低，虽然采用较高温度的热空气. 但由于雾满中含有大量水分，其表 面温度不会 超过加热空气的湿球温度.一般为50-60℃ ，加 之物料在干燥器内停留时间 短.因此物料最终温 度不会太高，非常适合于热敏性物料的干燥。
过程分别在正压、负压情况下 进行。图2-5-7是长管气流干 燥味精的流程。
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
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， 蒸汽压力为0. 2~0. 3MPa，加 热后空 气温度80~90℃。
生化工程设备第二篇第五章干燥设备第 三节第四节
(2)干燥时间短。物料在干燥管内仅停留 1~5s即可达到干燥要求。因此对于热敏性 物料仍可采用较高的介质温度。如用140"C 的热空气干燥赤霉素， 130'C热空气干燥四 环素均能获得优质产品。
(3)适用性广。可使用于各种粉粒状、碎块状 物料的干燥，粒径范围为0.l~l0mm， 湿含 量可大至30%~40%。
(4)设备结构简单，占地面积小，生产能力大， 能连续操作，可实现自动控制。
《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲
《⽣物⼯程设备及⼯⼚设计》课程教学⼤纲《⽣物⼯程设备及⼯⼚设计》课程教学⼤纲课程英⽂名称：Design of Biological Engineering Equipment and Factory课程编号: 1822123002课程计划学时：48学分：3课程简介：《⽣物⼯程设备及⼯⼚设计》是⽣物⼯程专业⼀门专业选修课程，学位课。
该课程是⽣物⼯程技术和化学⼯程与设备交叉的结合体，是⼀门实践性很强的学科。
课程主要介绍⽣物⼯程产业界常见的⼯业⽣产设备及⽣物⼯程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选⽤计算⽅法及发酵车间⼯艺设计。
本课程既有⼀定基础理论，⼜有较强的⼯程实际应⽤，使本专业学⽣成为能在⽣物技术与⼯程领域从事产业化设计、⽣产、管理和新技术研究、新产品开发的⼯程技术⼈才。
课程内容为：发酵设备计算及选型；⽆菌空⽓设备；分离设备；过滤、离⼼、萃取、吸附、离⼦交换、层析、蒸发、结晶、⼲燥等设备；发酵车间⼯艺设计。
通过本课程的学习，了解和掌握不同类型的⽣物⼯程设备⼯作原理，懂得如何应⽤这些基本理论去分析和解决⽣产过程中的具体问题，改造原有⽣产过程使其更符合客观规律，实现⽣产过程的优化，提⾼⽣产过程的经济和社会效益。
⼀、课程教学内容及教学基本要求第⼀章设计概述本章重点是⽣产⼯艺设计，⽣物⼯⼚设计的原则和特点，难点是⽣物⼯⼚设计的特点。
第⼀节⽣物⼯程⼯⼚设计的⽬的和要求本节要求了解⽣物⼯程⼯⼚设计的⽬的和要求，⼯⼚设计在国民经济中的地位和意义(考核概率1%)。
第⼆节设计⼯作的任务和内容本节要求了解设计⼯作的基本任务和内容(考核概率1%)，理解总体设计和局部设计(考核概率2%)。
第三节⽣产⼯艺设计本节要求了解⽣产⼯艺设计在总体设计中的地位，计算机在⼯艺设计中的应⽤(考核概率1%)，理解⽣产⼯艺设计的依据与内容(考核概率2%)。
第四节⼯⼚设计⼯作原则本节要求理解解⽣物⼯⼚设计的基本原则和特点(考核概率2%)。
生化工程设备-第二篇-第五章-干燥设备-第一节
许多生物工业制品都要求保持 一定的生物活性，避免高温分解 和严重失活，因此，干燥设备的 选型首先应满足产品的质量要求。 如高活性且价格昂贵的生物制品 （例如乙肝疫苗等）则必须选择 真空干燥或冷冻干燥设备。
生物产品大都要求有一定的 纯度，且无杂质或杂菌污染， 则干燥设备应能在无菌和密闭 的条件下操作，且应具有灭菌 设施，以保证产品的微生物指 标和纯度要求。
结构有关，且取决于水分与物料的结 合方式。物料内部结构的差异，导致 水分与物料本身的结合方式不间，因 此，根据物料中水分除去的难易程度， 可将其分为游离水分和结合水分。
游离水分多布在于一生物产晶的细胞
外及多孔物料的毛细管中.它与物料的 结合力极弱，水分活度近似等于1，游 离水与普通水有相同的密度、黏度和 热容，游离水能够在原 料中流动，并 能通过毛细管作用达到物料表面，特 别是游离水与普通水有相同的蒸汽压， 因此，在干燥过程中，游离水易于除 去。物料中游离水含量愈多，干燥速 率愈快。
(2) 干燥操作必须在洁净的环 境中进行，防止干燥过程中的 微生物污染，且干燥产品应保 持一定的纯度，干燥过程不得 有杂质混入。因此，选用的干 燥设备应满足无菌操作的要求。
确定合理的干燥方法，选择适宜的干燥设备应以所处理物 料的化学物理性质、生物化学性能及其生产工艺为依据。例 如，物料的黏稠性、分散性、热敏性、失活性能等。就热敏 性而言，生物工业制品的干燥设备有以下几种类型： ①瞬时快速干燥设备，如滚简干燥设备、喷雾干燥设备、气 流干燥设备、沸腾干燥设备等，这类设备干燥时间短，气流 温度高，但被干燥的物料温度不会太高； ②低温干燥设备，如真空干燥设备、冷冻干燥设备，其特点 是在真空低温下进行，更适用于高热敏性物料的干燥，但干 燥时间较长。另外还有其他类型的干燥设备。如红外干燥器、 微波干燥器等。太多情况下，由于生物制品具有热敏性的特 点，因此，干燥设备最好选择快速瞬时干燥设备或低温干燥 设备。具体地讲，可按下列原则选型。
生物工程设备08干燥设备
三 干燥设备选型原则
确定合理的干燥方法，选择适宜的干燥设备应以所处理物料 的物理化学性能、生物化学性能及生产工艺为依据。 原则：
1 产品质量的要求——生物活性； 2 产品的纯度； 3 物料特性： 形状、物化特性等，如：颗粒状物料的干燥可考虑选择拂腾 干燥或者气流干燥；结晶状则应选择固定床干燥；浆状可选择 滚筒干燥或喷雾干燥等。
4 产量及环境。 干燥设备类型： （1）瞬时快速干燥设备（如滚筒干燥设备、喷雾干燥设备、气 流干燥设备、沸腾干燥设备等），这类设备干燥时间短，气流温 度高，但被干燥的物料温度不会太高。 （2）低温干燥设备（如真空干燥设备、冷冻干燥设备），适用 于高热敏性物料的干燥，但干燥时间较高热敏性长。 （3）其他类型的干燥设备（如红外干燥器、微波干燥器等。
二 气流干燥味精流程
典型的气流干燥器为长管式气流干燥器，它是一根几米至几 十米的垂直管，物料及热空气在管的下端进入，干燥后的物料 则在管的顶端进入分离器，在此物料和空气加以分离。
在气流干燥过程中，热空气的上升流速应大于物料颗粒的自 由沉降速度，空气在气流干燥中既是干燥介质，又是固体物料 的输送介质。
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： 1 表面汽化控制：表面汽化速率＜内部扩散速率
内部水分能迅速到达表面，物料表面足够湿润，此时干燥速 率受表面汽化速率控制，此类干燥操作完全受干燥介质性质而 定。强化操作必须改善外部传递因素，如提高气体温度，降低 气体湿度，改善气体与物料间的流动和接触状态，或提高干燥 室的真空度。 2 内部扩散控制：表面汽化速率＞内部扩散速率
其次有不同直径交替的脉冲管，颗粒不断地加速减速，强化 传热传质速率。
干燥机设备详解
干燥机干燥机简介又名硫苦、苦盐、泻利盐、泻盐，是一种含镁的化合物。
市面上的分为：七水、三水、一水和无水几种，七水在空气（干燥）中易风化为粉状，加热时渐渐脱去结晶水变为三水、一水和无水，分子式为MgSO4，是一种化工原料子。
一水大部分用在兽药行业，可以替换葡萄糖作为水溶性载体，无水的是一种常用的化学试剂及干燥试剂。
但是常指七水，由于它不简单溶解，比无水更简单称量，便于在工业中进行的定量掌控。
有无水物一水物，四水物，五水物，六水物，七水物和十二水物。
但二水、四水、五水、六水物都不稳定，工业品只有一水、七水和无水物三种。
七水物为无色四角柱状结晶，属斜方晶系，相对密度1.68—1.71、无臭，无味，在干燥空气中易风化易溶于水，微溶于乙醇，在67.5℃融于自身的结晶水中。
受热分解，70—80℃时失去四分子结晶水；300℃以上则失去全部结晶水成无水物。
[1] 干燥机设备简介七水干燥机简介：七水在结晶离心后还含有肯定的表面水，这样会导致在包装存储和运输的过程中会产生结块现象。
为了保证包装存储和运输的过程中物料的品质，要进行再次干燥后包装存储。
七水干燥系统由热源（燃煤、燃油、燃气、蒸汽、电等）、流化床干燥主机、分别设备（内置袋式除尘器、外置旋风除尘器+布袋除尘器、多级旋风除尘器）、风机、掌控系统等构成。
可进行连续或间歇操作。
工作原理：高速气流均匀吹动流化床内的七水，使物料悬浮在气流中形成流态化，七水颗粒在非匀速状态下与气流快速完成热质交换，实现七水的干燥或冷却过程，同时起到了输送作用。
物料流程：合格的符合（合同）要求的七水原料子由定量加料机送入流化床干燥机，物料在流化床流化料层内与热空气进行充足的热交换完成干燥过程。
极少部分的物料被旋风除尘器收集和完成干燥后的物料作为产品收集包装。
系统工艺特点★热利用率高。
★采纳动态干燥方式，干燥效率高，干燥强度大。
★在干燥机内将原料子完成干燥过程，产品水份均匀稳定，粒度均匀，出料温度为≤50℃，可以直接包装，物料不结块，不影响品质。
5干燥设备基本知识
第五部分干燥基础知识一、三合一结构、操作、使用1、设备结构三合一为过滤、洗涤干燥器，可完成过滤、洗涤、干燥和自动卸料几个工艺过程。
本设备系机、电、液一体化设备，主要由以下部件组成：1.1 设备本体：由内筒体、夹套保温加热层、封头、底部组件（上铺金属球型网、滤布、加热鼻子）、以及人孔、接管等组成。
1.2 搅拌系统：包括搅拌轴、搅拌叶、填料密封、防爆电机、减速机以及支架等组成。
1.3 配电系统、包括动力配电柜、变频器等。
1.4 操作系统、包括防爆控制箱、液压控制站等。
1.5 清洗系统：包括三个3600旋转清洗球。
2、工作原理2.1.通过设备加压或底部抽真空的方法，使结晶液的固液分离；2.2.由可升降搅拌器实现滤饼与洗涤液的充分混合达到洗涤目的，或通过清洗球对滤饼和设备内壁进行均匀洗涤或清洗，过滤时如果滤饼高低不平或产生裂缝，可使用设备低速反转抹平滤饼；2.2.1.加热介质通过夹套和罐底的加热篦子对罐体内的物料进行干燥处理；2.2.2.通过搅拌器顺时针旋转将滤饼逐层刮疏松；2.2.3.打开出料阀使搅拌器顺时针旋转，使物料通过侧出料口自动卸料。
3、操作说明3.1.使用前对设备各密封部位进行检查，确认无泄漏后按生产工艺进料，然后进行压滤或抽滤。
过滤时应将搅拌停在最高位，以免影响滤饼的形成和搅拌的启动。
3.2.打开电源总开关，电源指示灯亮，此时可进行搅拌转动和升降操作；按下相应的转动按钮，搅拌按要求的方向转动，旋转防爆控制箱上的电位器旋钮可实现搅拌调速。
按下油泵启动按钮，液压油泵启动，按下相应的搅拌升降按钮使搅拌进行升降运动，调节升降速度调节阀使搅拌以不同的速度进行运动。
3.3..滤饼进行抹平时，使搅拌逆时针低速旋转，可进行抹平操作；调节升降调速阀可以改变抹平压力。
3.4.使搅拌顺时针旋转，并打开出料阀，同时搅拌向下运动，物料通过出料阀进行包装，直至物料包装完毕；4、注意事项4.1.液压泵站调整完毕，禁止随意调节液压阀压力，以免泵站出现故障。
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(1)干燥强度大。由于气体在干燥管 内流速大， 般为10~20m/s，气固间存在一定的相对速度，因而固 体物料与空气之间产生剧烈的相对 运动，使物料表面的气膜不断更 新， 大大降低了传热和传质的气膜阻力. 一般干燥器全管平均体积传热系数 为4200~ 13000kJ/(m3• h • ℃)。
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(一) 喷雾干燥原理及特点
啧芬干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液或黏滞的液 体喷成雾状，因此料液能形成很大的比表面积，使雾 滴同热空气产生剧烈的热质交换，在几秒至几十秒内 迅速排除物科水 分而获得干燥。成品以粉末状态沉 降于干燥室底部，连续或阅断地从卸料器排出。它特 别 适用于不能借给品方法得到固体产品的生物制品 生产中，如酵母、核昔酸，某些抗生素药 物的干燥。
--第三节，第四节
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一、气流干燥原理及设备
(一)气流干燥原理及特点
气流干燥是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。 干燥操作中，湿物料在热气流中 呈悬浮状态，每个物料 颗粒都被热空气所包围，因而使湿物料在流动过程中最大 限度地与空气 充分接触，气体与固体之间进行传热和传 质，达到干燥的目的。气流干燥适用于潮湿分散状态 颗 粒物料的干燥， 如(生物工业中味精、拧橡酸、冈环类抗 生素等的干燥。气流干燥有以下特点:
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旋风干燥器的进口管常做成矩形， 高宽之比为1.7~3.0。为了使气流 在干燥器下部 加速运动，因筒横截 面自上而下可逐渐收缩，其底部直 径制D成2喇=D叭1形－，0.有0利5H于.排物气料管进的入入。口
干燥器一般用不锈钢板制成，内慰 要光滑，外部有良好的保温层，常 用石棉泥保温， 厚度约为50mm。
过程分别在正压、负压情况下 进行。图2-5-7是长管气流干 燥味精的流程。
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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， 蒸汽压力为0. 2~0. 3MPa，加 热后空 气温度80~90℃。
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干燥管：常为圆形长管。为了充分 利用气流干燥中颗粒加速段较强的 传热 传质作用，可采用管径交替缩 小与扩大 的脉冲式气流干燥管（图 2-5-8)。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。
(4)设备结构简单，占地面积小，生产能力大， 能连续操作，可实现自动控制。
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另外，气流干燥对物料有一定的磨损， 因此不适合于对晶形有一定要求的物 料，且热 能利用程度较低，一般热利 用率仅为30%左右。目前使用的气流 干燥器形式有长管气流 干燥器(长度 10~20m) ，短管气流干燥器(长度4m 左右)和旋风气流干燥器等。
气流干燥的计算包括：干燥管长度L、直径D1、干燥时间τ等，计算过程 如下：
(1)由基尔比切夫准数求得物料的悬浮速度v和干燥过程中空气与物料间的 对流传 热系数K
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由于湿物料是在旋风干燥器前的风管中 加人的，湿物料从加料口至旋风干燥器 人口问 的这段管道中已开始干燥，这段 管道具有加速段的性质，因此，物料在 进入干燥器前已有 相当数量的水分被除 去，对于抗生素类的干燥，根据实测， 在物料进入干燥器前约有 50%的水分被 除去.
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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
厉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 尾部和中部，这样就可使干燥
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（1）干燥速度快、时间短，一般为3~30s，由 于液雾化成20~60μm的雾滴，其表 面积相 应高达200~5000m2 /m3 ，物料水分极易汽化 而干燥。
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旋风式气流干燥器没有长管式 那样的长管，因此不需高层的 厂房，操作也较简便。旋风 式 干燥器具有一个圆筒形的筒身， 带有物料的气流在上部以切线 方向迸人干燥器，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(图2-5-9)。简 身处必要时可附有蒸汽夹 套。 气体在中央排气管中的流速→ 般为20m/s左右，而在环管中 的流速约3m/s，即筒身直 径 D1与中央管直径D之比约为 2.77。
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(2)干燥时间短。物料在干燥管内仅停留 1~5s即可达到干燥要求。因此对于热敏性 物料仍可采用较高的介质温度。如用140"C 的热空气干燥赤霉素， 130'C热空气干燥四 环素均能获得优质产品。
(3)适用性广。可使用于各种粉粒状、碎块状 物料的干燥，粒径范围为0.l~l0mm， 湿含 量可大至30%~40%。
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加料器.有螺旋加料器和文丘里加料器 等。常用螺旋加料器，这种加热器不 泄漏且不易堵塞。文丘里管加料器的 工作原理是利用管截面缩小时，产生 的负压将物料吸人，但这 种加料器长 时间使用会使物料在边上站住易堵塞， 对性不大的物料可采用这种加料器。
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