干燥设备培训课件(PPT77页).pptx

➢干燥的基本过程
1 干燥速度的控制机理
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，其表面
温度可取tW，干燥速率受表面汽化速率控制，此类干燥
空气干燥除去的那部分水分。
➢ 根据物料中所含水分去除难易分类 结合水分：凡湿物料的含水量小于Xs的那部分水分称为结
合水分。此时, 其蒸汽压都小于同温度下纯水的 饱和蒸汽压。 非结合水分：含水量超过Xs的那部分水分称为非结合水
分。此时，湿物料中的水分的蒸汽压等于同温 度下纯水的饱和蒸汽压。
平衡水分一定是结合水分； 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。
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。 2．产品的纯度
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。 3. 物料的特性
对于不同的物料特性，如颗粒状、滤饼状、浆状、水分的 性质等应选择不同的干燥设备。 4．产量及劳动条件
依据产量大小可选择不同的干燥方式和干燥设备。产量大 且料浆均匀时，可选择喷雾干燥设备，产量小时可用滚筒干燥 设备。另外，应考虑劳动强度小，连续化、自动化程度高，投 资费用小，便于维修、操作等。
干燥通常为完成产品生产过程中的最后工序，因此 往往与最终产品的质量有密切关系。干燥方法的选择对 于保证产品的质量至关重要。
➢按照热能供给湿物料的方式,干燥可分为以下四种
传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式加热物料，干燥介 质与湿物料不接触。
对流干燥：干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传 递给物料，产生蒸汽被干燥介质带走。
属恒速干燥阶段，为了保持麦芽不收缩、不硬 化、酶不失活，宜采取低温、大空气流量操作, 以除去大量水分,提高干燥速率。 • 后一阶段麦芽水分从8％～10％降至1.5％一3.5 ％，是降速干燥阶段，一般可采取适当提高空 气温度、减少空气流量的操作方式，以提高干 燥速率。
非绝热干燥设备
麦芽干燥塔
用于啤酒生产的麦芽
干燥塔的类型有水平烘床 和垂直烘床，水平式烘床 麦芽干燥塔过去在国内外 广泛采用，外观一般为矩 形，有一层、二层和三层。 由于两层和三层水平烘床 干燥塔的热潜力不足，不 允许强化烘焙过程及增大 烘床上的麦芽层厚度，且 结构复杂、造价高、生产 能力低，近年来国内外已 为单层高效麦芽干燥塔所 代替。
• 物料的性质、结构和形状： 物料的性质和结构不同，物料与水分的结合方式以及 结合水与非结合水的界线也不同，因此干燥的速率也 不同。
• 干燥介质的温度和湿度 干燥介质的温度越高，湿度越低，干燥的速度越大。 但干燥介质的温度过高，影响后期的干燥速率。
• 干燥操作条件 • 干燥介质与物料的接触方式 • 干燥器的结构型式
物料含水量 X
X1 A B
X
X - 线
C
Xc
D
X*
E
0 t2
物料表面温度 t
t1
tW
0
t - 线
干燥时间
➢生物工业产品干燥的特点
生物制品一般为热敏性物质。 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。
生物工业产品干燥通常采用喷雾干燥、气流干燥、沸 腾干燥和冷冻干燥。
操作完全受干燥介质性质而定。
（2）内部扩散控制：表面汽化速率内部扩散速率
•内部水分不能迅速到达表面，物料表面不能完全湿润， 蒸发面向物料内部移动。这种情况必须想法增加内部 扩散速率，或降低表面汽化速率。
如：木材常用湿空气干燥，否则表面干燥，内部潮湿，将 引起表面干燥收缩而发生绕曲。
➢影响干燥速度的因素
辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表 面，被物料吸收转化为热能，使湿分汽化。
介电干燥：将需要干燥的物料放在高频电场内，利用高频电 场的交变作用，将湿物料加热，并汽化湿分。
➢干燥的基百度文库概念和原理
（一）固体物料中的湿分
1、湿基含水量：水分在湿物
湿物料中水分的质量
料中的质量百分数，即： w 湿物料总质量 100%
干燥设备的选型原则
确定合理的干燥方法，选择适宜的干燥设备应以所处 理物料的化学物理性质、生物化学性能及其生产工艺为 依据。
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。
干燥设备的选型原则
l．产品的质量要求 干燥设备的选型首先应满足产品的质量要求。如高活性且
2.干基含水量X：湿物料中的
湿物料中水分的质量
水分与绝干物料的质量比 X 湿物料中绝干物料的质量
3.二者关系
w X 1 X
X w 1 w
➢ 根据物料在一定干燥条件下，其水分能否用对流干燥方法去除分类
平衡水分：等于或小于平衡含水量，无法用相应空气
所干燥的那部分水分。 自由水分：湿物料中大于平衡含水量，有可能被该湿
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
酵母 酶制剂、酵母
酶制剂 酵母、单细胞蛋白 青霉素钾盐、土霉素等 抗肿瘤抗生素、乙肝疫苗
非绝热干燥设备
干燥过程根据系统进出口焓的变化通常 可分为非绝热干燥设备和绝热干燥设备。前 者向干燥设备补充的热量比热损失及物料带 走的热量之和还要大。
非绝热干燥设备
麦芽干燥塔
• 用于啤酒生产的麦芽干燥过程分为2个阶段。 • 前阶段麦芽水分大约从45％降至8％～10％，
干燥设备
❖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
前言
生物工业中，凡是固体产品都需要干燥过程。干燥 是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其他溶剂）的 单元操作。物料经过干燥使湿分降低到规定的范围内， 物料不仅易于包装、运输，更重要的是生物产品在干燥 情况下更稳定，不易破坏，便于贮存。