干燥过程与设备.ppt

单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,干燥设备,气流干燥,喷雾干燥,沸腾干燥与沸腾造粒干燥,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。,一、气流干燥,特点：空气和物料并流，对流传热，干燥物料。,附属设备有：空气过滤器、风机、加料斗、卸料器、分离器等。,（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、干燥强度大，时间短,4,、设备简单，操作容易，投资少。,5,、操作稳定，便于自动化。,6,、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。,7,、可以有很大的装置规模。,喷雾干燥,喷雾干燥是利用不同的喷雾器，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，在几秒至几十秒内获得干燥。成品以粉末状态沉降于干燥室底部，连续或间断地从卸料器排出。,（）压力喷雾法（又称机械喷雾法）,此法是利用往复运动的高压泵，以,520MPa,的压力将液体从,51.5,喷孔喷出。分散成,50100m,的液滴。但因高压泵的加工精度及材料强度都要求比较高，喷嘴易磨损、堵塞，对粒度大的悬浮液不适用。,（二）气流喷雾法,此法是依靠压力为,0.250.6MPa,的压缩空气通过喷嘴时产生的高速度，将液体吸出并被雾化。由于此种喷嘴孔径较大，一般在,14mm,，故能够处理悬浮液和粘性较大的液体。在制药工业中广泛使用，有的工厂用于核苷酸、农用细菌杀虫剂和蛋白酶的干燥。,（三）离心喷雾干燥法,此法是利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，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。目前酶制剂的大型生产大多采用此法，还有用于酵母粉的干燥。,（一）气流喷雾干燥流程、特点,气流喷雾干燥设备除了喷雾干燥塔、喷嘴外，还有空气加热器、压缩空气系统和空气过滤器等。空气加热可用电热或蒸汽加热，,压缩空气从切线方向进入喷雾器外面的套管，由于喷头处有螺旋线，因此形成高速度旋转的圆锥状空气涡流，并在喷嘴处形成低压区，吸引液体在内部或外部混合后，使之微粒化。由空气加热器加热的热风，经过滤器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。这种设备的特点是结构简单，操作方便和可靠，产品质量好。,气流喷雾干燥塔的构造,气流喷雾干燥塔是由圆柱圆锥形构成，塔直径与高度之比为,1,：,2.43,，直径与锥体高度之比为：,1.31.6,，空塔时的气流速度约为,0.150.2m/s,，回风管空气流速约为,1012m/s,。干燥室由,1mm,左右厚度的不锈钢衬里焊接而成，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,分配盘,由,30,片叶子均匀焊接于分配盘顶的周边，并与水平面成,30,角，热风排出的方向依旋风方向而定。设备的下部有螺旋排风管，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,内部混合式：气体与液体在喷嘴内部混合后才由喷嘴喷出，喷出雾滴比较均匀；,外部混合式：气体与液体在喷嘴外面混合，喷成雾滴,喷嘴上有螺旋槽，空气经螺旋槽后形成湍流，将料液喷成雾状。,螺旋排风管,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。,沸腾干燥与沸腾造粒干燥,、沸腾干燥原理、特点和型式,沸腾干燥是利用流态化技术，即利用热的空气使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使水分迅速汽化达到干燥目的。,在干燥时，使气流速度与颗粒的沉降速度相等，当压力降与流动层单位面积的重量达到平衡时（此时压力损失变成恒定），粒子就在气体中呈悬浮状态，并在流动层中自由地转动，流动层犹如正在沸腾，这种状态是比较稳定的流态化。沸腾干燥也称为流化床干燥。,沸腾造粒干燥,利用流化介质（空气）与料液间很高的相对气速，使溶液带进流化床就迅速雾化，这时液滴与原来在沸腾床内的晶体结合，就进行沸腾干燥，故也可看作是喷雾干燥与沸腾干燥的结合。,沸腾干燥的特点,传热传质速率高。由于是利用流态化技术，使气体与固体两相密切接触，虽然气固两相传热系数不大，但由于颗粒度较小，接触表面积大，故容积干燥强度为所有干燥器中最大的一种，这样需要的床层体积就大大减少，无论在传热、传质、容积干燥强度、热效率等方面都较气流干燥优良。,干燥温度均匀，控制容易。,干燥、冷却可连续进行，干燥与分级可同时进行，有利于连续化和自动化。,由于容积干燥强度较大，所以设备紧凑，占地面积小，结构简单，设备生产能力高，而动力消耗少。,但是当连续操作时物料在干燥器内停留时间不一，干燥度不够均匀，对结晶物料有磨损作用。,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二段沸腾干燥，其次还有沸腾造粒干燥等，现着重介绍单层卧式多室的沸腾干燥器和沸腾造粒干燥器。,单层卧式多室的沸腾干燥设备构造和操作,单层卧式多室与单层卧式单室的沸腾干燥器的构造相似，其不同处是前者将沸腾床分为若干部分，并单独设有风门，可根据干燥的要求调节风量，而后者只有一个沸腾床。这种设备广泛应用于颗粒状物料的干燥,干燥箱内平放有一块多孔金属网板，开孔率一般在,413,，在板上面的加料口不断加入被干燥的物料，金属网板下方有热空气通道，不断送入热空气，每个通道均有阀门控制，送入的热空气通过网板上的小孔使固体颗悬浮起来，并激烈地形成均匀的混合状态，犹如沸腾一样。控制的干燥温度一般比室温高,34,，热空气与固体颗粒均匀地接触，进行传热，使固体颗粒所含的水分得到蒸发，吸湿后的废气从干燥箱上部经旋风分离器排出，废气中所夹带的微小颗粒在旋风分离器底部收集，被干燥的物料在箱内沿水平方向移动。,在金属网板上垂直地安装数块分隔扳，使干燥箱分为多窒，使物料在箱内平均停留时间延长，同时借助物料与分隔板的撞击作用，使它获得在垂直方向的运动，从而改善物料与热空气的混合效果，热空气是通过散热器用蒸汽加热的。为了便于控制卸料速度以及避免卸科不均匀而产生的结疤现象，可在沸腾床上装有往复运动的推料机构，不过这只能用在单层卧式单室的沸腾床。,沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造,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。在沸腾床中由于高速的气流与颗粒的湍动，使悬浮在床中的液滴与颗粒具有很大的蒸发表面积，增加了水分由物料表面扩散到气流中的速度，并增加物料内部水分由中央扩散到表面的速度。因此，当液滴喷入沸腾床后，在接触种子之前，水分已完全蒸发，自己形成一个较小的固体颗粒，即“自我成粒”，或者附在种子的表面，然后水分才完全蒸发，在种子表面形成一层薄膜，而使种子颗粒长大，犹如滚雪球一样，即“涂布成粒”。如果雾滴附着在种子表面，还未完全干燥，即与其他种子碰撞时，有一部分可能与其他种子粘在一起而成为大颗粒，即“粘结成粒”。生产上要求第二种情况占主要组分为好。,影响产晶颗粒大小的因素,（,1,）停留时间的影响,物料在床内停留时间越长，则颗粒的增长也越大，如欲得到颗粒状的产品，必须设法增加其停留时间。,（,2,）摩擦的影响,颗粒在沸腾床内剧烈运动，它们之间由于摩擦作用，造成产品粒度减少。摩擦的影响随着气流速度和喷嘴中分散液体用的压缩空气量的增大而增加。,（,3,）干燥过程温度的影响,在操作过程中供料温度与沸腾床温度存在一定差值，如温度差较大，则当液体还没有与固体颗粒接触前，液滴中的水已经完全蒸发，因而形成一个干的新质点。反之，当温度差较小时，则液滴还未与床层中固体颗粒接触前，水分不能全部蒸发，因此液滴就可能粘附在固体颗粒表面，吸收固体颗粒的显热，使水分继续蒸发，这样就在固体粒子外表面结膜，使粒度增大。但如果液滴所需的水分蒸发热大于固体颗粒湿热时，则形成一个湿的质点，而使其他小颗粒粘结聚合而成为较大的颗粒，甚至结块。,葡萄糖造粒干燥,糖液在蒸发器内预先浓缩到,70%,左右的浓度，为了避免糖液在管道中由于冷却后凝固而造成堵塞，在进入喷嘴前经过加热槽，糖液保持在,60,左右，与压缩空气一起经喷嘴喷入锥形沸腾床。喷嘴的位置一般多采用侧喷，直径较大的锥形沸腾床可用,36,个喷嘴，同时沿器壁周围喷入，喷嘴结构有二流式和三流式的。中心管走压缩空气，内环隙走糖液，外管走压缩空气，内管与外管间的环隙有螺旋线，即空气导向装置，压缩空气从此处喷出，此种喷嘴雾化较好。,干燥塔的几何形状为倒圆锥形，锥角为,30,度，由于是锥形沸腾床，沿床气速有不断起变化的特点，致使不同大小的颗粒能在不同的截面上达到均匀良好的沸腾和使颗粒在沸腾床中发生分级，使较大的颗粒先从下部排出，以免继续长大，而较细的颗粒在上面继续长大，小颗粒继续留在床层内以保持一定的粒度分布。,热风从干燥器底部的风帽上升，与雾化的料液相遇，进风温度为,80,，床层温度约,50,左右，废气从上部由排风机经旋风分离器排入大气，细粉末从分离器下部收集。,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。在葡萄糖生产中返料比高达,50%,以上，返料比也影响产品的粒度，返料比小时，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。此外进料液的浓度、温度、干燥速率也影响产品的粒度。,在开始生产时必须预先在干燥器内加入一定量的晶核（称底料）才能喷入糖液，防止喷入的糖液贴壁。,这种设备的优点是使葡萄糖溶液的蒸发、结晶合并为一个操作过程，不会剩下母液，简化了工艺操作，因而缩短了生产周期，节约了劳动力和降低劳动强度，缩小了占地面积。若用于蛋白酶的生产，与喷雾法比较，则解决了劳动保护的问题和产品的吸潮问题。但还存在下列问题有待于解决：,因返料比太大，设备生产能力较低,由于在葡萄糖生产中热风温度不能高，与料液温度接近，故需要的空气量大，同时干燥塔的压力降也较大。,维持连续稳定生产是采用返料的方法解决的，因此要增加辅助设备，如粉碎机等，生产过程复杂。今后应探索不返料的方法，采用自身达到乎衡的方法。,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,SZG,系列双锥回转真空干燥机,ZPG,系列真空耙式干燥机,无泄漏双锥真空干燥机,