第十一章生物工程设备课件
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第十一章生物工程设备课件
四、气流干燥的计算
（1）通过基尔比切夫准数求出物料的悬浮速度和干燥过程终 空气与物料的给热系数α ：
——微粒平均直径，m，可用筛子分级，根据筛孔平均直径计算； ——微粒的平均密度，kg/m3； ——空气在干燥管内平均温度时的密度，kg/m3； ——空气在干燥管内平均温度时的运动粘度，m2/s。
l 组成：喷雾干燥塔、喷嘴外，还有空气加热器、压缩空气系统和 空气过滤器等
l 流程：压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管，形成空气涡 流 ，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体混合并使之微粒化。热风 从干燥塔的上部经空气分配盘进入，与喷雾后的液体微粒相遇， 使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，废气沿回风管导入袋滤 器或旋风分离器，收集随废气带走的粉末状产品，然后经排风机 排入大气中。
——干燥管长度，m； ——空气在干燥管内流速，根据物料性质选用，一般为10~20m/s； ——颗粒悬浮速度，m/s；
式中 D——干燥管的直径，m。
第十一章生物工程设备课件
第二节 喷雾干燥
喷雾干燥：利用喷雾器将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具 有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热交 换，迅速排除本身的水分，在短时间内获得干燥 。
l 操作方式 ：连续操作和间歇操作
第十一章生物工程设备课件
1.直接干燥
l 热空气与物料直接接触，物料干燥所需的热量主要 依靠物料与热空气的对流传热。
l 包括：表面干燥、气流干燥、喷雾干燥、振动干燥 及沸腾造粒干燥
l 热空气温度较高，干燥速度大，设备投资少，但热 效率低
l 应用最广泛
第十一章生物工程设备课件
空气传给物料的热量可用下列公式计算：
——空气加热器的热损失，kJ/h，； ——干燥器的热损失，kJ/h； ——当初始空气湿含量为，离开干燥器的温度为时的热焓量。 ——初始空气的热焓量，kJ/h； ——通过物料平衡计算得到的空气量，kg干空气/h。
干燥过程所需要的时间：
第十一章生物工程设备课件
（4）干燥管的长度与直径
l 设备简单，操作中故障少，投资和操作费用少； l 其缺点是物料受热时间长，不适用热敏物料；
劳动强度大；自动控制比较麻烦
第十一章生物工程设备课件
连续操作
l 热效率比间歇干燥高，容易实现自动化， 操作人员少
l 大量处理及热敏性物质的干燥
第十一章生物工程设备课件
我国干燥设备现状
l 数百家干燥设备制造企业 ，干燥设备行 业协会
第十一章生物工程设备课件
（2）微粒总表面积的计算
设微粒为规则的球形，表面积为：
式中 ——每小时进入干燥管的微粒个数
式中 ——干燥器的生产能力，kg/h
所以
，m2/h
第十一章生物工程设备课件
（3）干燥时间的计算 物料与空气之间的平均温差为：
， ——进入和离开干燥器的热空气的温度，℃； ——干燥时的微粒的温度，即湿球温度。
第十一章生物工程设备课件
l 求得准数Ki后，可根据图11-5所示的关系求 出颗粒悬浮雷诺准数 ，这样便可以求出颗 粒的悬浮速度。
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
可以从雷诺准数 来查出努塞尔特准数 ，这样就能 确定空气与物料颗粒之间的给热系数 。
式中 ——在平均温度时，空气的导热系数，kJ/（m2·h·℃）。
l 基本上已经满足国内市场的需求，某些 型号的设备还出口到国外
l 接近或达到90年代国际水平 l 仍有差距
第十一章生物工程设备课件
第一节 气流干燥
一、气流干燥流程与设备 二、气流干燥器的型式 三、气流干燥的特点和适用范围 四、气流干燥的计算
第十一章生物工程设备课件
一、气流干燥流程与设备
l 概念：
2．间接干燥
l 物料干燥所需要的热量通过金属等材料 直接传递
l 干燥速度慢，设备造价高，但热效率高 l 间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、
辐射干燥
第十一章生物工程设备课件
3．介电加热干燥
l 高频高燥和微波干燥等
第十一章生物工程设备课件Hale Waihona Puke Baidu
间歇操作
l 小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥 衔接的前后工段生产不连续；物料的供给、成 品的排出和物料在干燥器内连续输送有困难； 干燥时间极长的物料
l 直接加料型 l 带分散机型 l 带粉碎机型
第十一章生物工程设备课件
（二）按干燥管形状分类 l 直管式
适用于比较容易干燥的物
l 变径管式
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
第十一章生物工程设备课件
三、气流干燥的特点
l 可获得高度干燥的成品 l 适用于热敏性物料的干燥 l 热效率高 l 热损失少 l 设备简单，操作容易，投资少 l 操作稳定，便于自动化。 l 整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接 l 可以有很大的装置规模。
把含有水的块状或粉粒状物料，通过适当的方法使它们分散到热空气中， 在与热气流并流输送的同时进行干燥而获得粉状干燥制品的过程。
l 流程：
湿物料
加料斗
器
固体产品
风机排走废气经
加料器 锁气管
气流干燥管 出口9卸出，
分离
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
二、气流干燥器的型式 （一）按照加料方式分类
第十一章生物工程设备 课件
2020/11/28
第十一章生物工程设备课件
概论
l 利用热能除去固体物料中湿份的单元操 作
l 产品生产最后工序
l 常用方法：对流干燥、冷冻干燥、 真空干燥、微波干燥等
l 主要内容：干燥设备和计算
第十一章生物工程设备课件
分类方式
l 热能传递给湿物料的方式：直接干燥、 间接干燥、介电加热干燥
压力喷雾法（又称机械喷雾法）：利用往复运动的高压泵
气流喷雾法：依靠的压缩空气通过喷嘴时产生的高速度，将液 体吸出并雾化
离心喷雾干燥法 ：利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液 离心力，使其高速甩出，形成薄膜、细丝或 液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与 撕裂等作用形成细雾
第十一章生物工程设备课件
气流喷雾干燥设备 气流喷雾干燥流程、特点
l 特点：结构简单，操作方便和可靠，获得的产品质量好
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
气流喷雾干燥塔的构造
l 构成：干燥室 、气流喷雾器、分配盘 、螺旋排风管 、回风 管 、袋滤器。
四、气流干燥的计算
（1）通过基尔比切夫准数求出物料的悬浮速度和干燥过程终 空气与物料的给热系数α ：
——微粒平均直径，m，可用筛子分级，根据筛孔平均直径计算； ——微粒的平均密度，kg/m3； ——空气在干燥管内平均温度时的密度，kg/m3； ——空气在干燥管内平均温度时的运动粘度，m2/s。
l 组成：喷雾干燥塔、喷嘴外，还有空气加热器、压缩空气系统和 空气过滤器等
l 流程：压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管，形成空气涡 流 ，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体混合并使之微粒化。热风 从干燥塔的上部经空气分配盘进入，与喷雾后的液体微粒相遇， 使之干燥，干燥后的物料由塔底部排出，废气沿回风管导入袋滤 器或旋风分离器，收集随废气带走的粉末状产品，然后经排风机 排入大气中。
——干燥管长度，m； ——空气在干燥管内流速，根据物料性质选用，一般为10~20m/s； ——颗粒悬浮速度，m/s；
式中 D——干燥管的直径，m。
第十一章生物工程设备课件
第二节 喷雾干燥
喷雾干燥：利用喷雾器将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具 有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热交 换，迅速排除本身的水分，在短时间内获得干燥 。
l 操作方式 ：连续操作和间歇操作
第十一章生物工程设备课件
1.直接干燥
l 热空气与物料直接接触，物料干燥所需的热量主要 依靠物料与热空气的对流传热。
l 包括：表面干燥、气流干燥、喷雾干燥、振动干燥 及沸腾造粒干燥
l 热空气温度较高，干燥速度大，设备投资少，但热 效率低
l 应用最广泛
第十一章生物工程设备课件
空气传给物料的热量可用下列公式计算：
——空气加热器的热损失，kJ/h，； ——干燥器的热损失，kJ/h； ——当初始空气湿含量为，离开干燥器的温度为时的热焓量。 ——初始空气的热焓量，kJ/h； ——通过物料平衡计算得到的空气量，kg干空气/h。
干燥过程所需要的时间：
第十一章生物工程设备课件
（4）干燥管的长度与直径
l 设备简单，操作中故障少，投资和操作费用少； l 其缺点是物料受热时间长，不适用热敏物料；
劳动强度大；自动控制比较麻烦
第十一章生物工程设备课件
连续操作
l 热效率比间歇干燥高，容易实现自动化， 操作人员少
l 大量处理及热敏性物质的干燥
第十一章生物工程设备课件
我国干燥设备现状
l 数百家干燥设备制造企业 ，干燥设备行 业协会
第十一章生物工程设备课件
（2）微粒总表面积的计算
设微粒为规则的球形，表面积为：
式中 ——每小时进入干燥管的微粒个数
式中 ——干燥器的生产能力，kg/h
所以
，m2/h
第十一章生物工程设备课件
（3）干燥时间的计算 物料与空气之间的平均温差为：
， ——进入和离开干燥器的热空气的温度，℃； ——干燥时的微粒的温度，即湿球温度。
第十一章生物工程设备课件
l 求得准数Ki后，可根据图11-5所示的关系求 出颗粒悬浮雷诺准数 ，这样便可以求出颗 粒的悬浮速度。
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
可以从雷诺准数 来查出努塞尔特准数 ，这样就能 确定空气与物料颗粒之间的给热系数 。
式中 ——在平均温度时，空气的导热系数，kJ/（m2·h·℃）。
l 基本上已经满足国内市场的需求，某些 型号的设备还出口到国外
l 接近或达到90年代国际水平 l 仍有差距
第十一章生物工程设备课件
第一节 气流干燥
一、气流干燥流程与设备 二、气流干燥器的型式 三、气流干燥的特点和适用范围 四、气流干燥的计算
第十一章生物工程设备课件
一、气流干燥流程与设备
l 概念：
2．间接干燥
l 物料干燥所需要的热量通过金属等材料 直接传递
l 干燥速度慢，设备造价高，但热效率高 l 间接干燥设备有：真空干燥、冷冻干燥、
辐射干燥
第十一章生物工程设备课件
3．介电加热干燥
l 高频高燥和微波干燥等
第十一章生物工程设备课件Hale Waihona Puke Baidu
间歇操作
l 小批量生产，处理量少或多品种生产；与干燥 衔接的前后工段生产不连续；物料的供给、成 品的排出和物料在干燥器内连续输送有困难； 干燥时间极长的物料
l 直接加料型 l 带分散机型 l 带粉碎机型
第十一章生物工程设备课件
（二）按干燥管形状分类 l 直管式
适用于比较容易干燥的物
l 变径管式
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
第十一章生物工程设备课件
三、气流干燥的特点
l 可获得高度干燥的成品 l 适用于热敏性物料的干燥 l 热效率高 l 热损失少 l 设备简单，操作容易，投资少 l 操作稳定，便于自动化。 l 整个过程都是连续的，便于与前后工序衔接 l 可以有很大的装置规模。
把含有水的块状或粉粒状物料，通过适当的方法使它们分散到热空气中， 在与热气流并流输送的同时进行干燥而获得粉状干燥制品的过程。
l 流程：
湿物料
加料斗
器
固体产品
风机排走废气经
加料器 锁气管
气流干燥管 出口9卸出，
分离
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
二、气流干燥器的型式 （一）按照加料方式分类
第十一章生物工程设备 课件
2020/11/28
第十一章生物工程设备课件
概论
l 利用热能除去固体物料中湿份的单元操 作
l 产品生产最后工序
l 常用方法：对流干燥、冷冻干燥、 真空干燥、微波干燥等
l 主要内容：干燥设备和计算
第十一章生物工程设备课件
分类方式
l 热能传递给湿物料的方式：直接干燥、 间接干燥、介电加热干燥
压力喷雾法（又称机械喷雾法）：利用往复运动的高压泵
气流喷雾法：依靠的压缩空气通过喷嘴时产生的高速度，将液 体吸出并雾化
离心喷雾干燥法 ：利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液 离心力，使其高速甩出，形成薄膜、细丝或 液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与 撕裂等作用形成细雾
第十一章生物工程设备课件
气流喷雾干燥设备 气流喷雾干燥流程、特点
l 特点：结构简单，操作方便和可靠，获得的产品质量好
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
第十一章生物工程设备课件
气流喷雾干燥塔的构造
l 构成：干燥室 、气流喷雾器、分配盘 、螺旋排风管 、回风 管 、袋滤器。