第十五章干燥設(shè)備噴霧干燥、熱風(fēng)干燥、流化床干燥、微波干燥、輻射干燥、冷凍干燥等。用熱能加熱物料，使物料中濕分蒸發(fā)而除去的過程為干燥。1、按壓力分：常壓、真空。2、按操作方式分：間歇式、連續(xù)式。3、按給熱方式分：傳導(dǎo)、對流、輻射、介電。一、干燥的分類二、常用的干燥方法1、加熱器2、循環(huán)風(fēng)機(jī)3、干燥板層4、支架5、干燥箱主體第一節(jié)廂式干燥器外形像箱子，外壁是石棉等類似物作絕熱保溫層以阻止熱量的失散。一、水平氣流廂式干燥器熱風(fēng)沿著物料表面平行通過，物料放于盤中，盤按一定間距放于固定架上或小車型的可推動(dòng)架上二、穿流氣流廂式干燥器1、料盤2、過濾器3、蓋網(wǎng)4、風(fēng)機(jī)克服了水平氣流式干燥器的氣流只在物料表面通過，傳熱系數(shù)較低的缺點(diǎn)，使氣流穿過物料層，可以提高傳熱效率。1、物料以粒狀、片狀、短纖維等宜于氣流通過。2、通過床層的熱風(fēng)風(fēng)速以物料不被帶走為宜，一般為0.6-1.2m/s。料層厚度為25-65mm。盛料盤上蓋有金屬網(wǎng)。3、料層厚度要均勻，有相同的壓力降，氣流通過料層時(shí)無死角。注意：廂式干燥器的特點(diǎn)：1、容易裝卸，物料損失小，盤易清洗。適用于經(jīng)常更換產(chǎn)品、價(jià)高的成品或小批量的物料。2、物料得不到分散，干燥時(shí)間長；若物料量大，所需設(shè)備的容積也大；定時(shí)裝卸或翻動(dòng)物料時(shí)造成環(huán)境污染；產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。第二節(jié)帶式干燥器由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成，每個(gè)單元段包括旋風(fēng)風(fēng)機(jī)、加熱裝置、進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。被干燥物料由加料裝置均勻分布到輸送帶上，輸送帶用穿孔的不銹鋼板制成?？諝饨?jīng)加熱后先由下部垂直上吹，為使脫水均勻，再下吹，再冷卻，最后卸出。1、對于干燥介質(zhì)的數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量等操作參數(shù)可進(jìn)行獨(dú)立控制，保證工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。2、物料隨同輸送帶移動(dòng)，物料顆粒間的相對位置固定，具有基本相同的干燥時(shí)間，對干燥物料色澤變化和濕含量均至關(guān)重要的過程非常適用。帶式干燥器的特點(diǎn)：第二節(jié)流化床干燥器將顆粒物料堆放在分布板上，當(dāng)氣流由設(shè)備的下部通入床層時(shí)，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床層內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，這種床層稱為流化床，采用這種方式進(jìn)行物料的干燥即稱為流化床干燥。一、干燥原理二、干燥流程1、引風(fēng)機(jī)2、料倉3、星形加料器4、集灰斗5、旋風(fēng)分離器6、皮帶輸送機(jī)7、拋料機(jī)8、排料管9、流化床10、加熱器11、鼓風(fēng)機(jī)12、空氣過濾器皮帶輸送機(jī)-料斗-流化床-空氣過濾器-鼓風(fēng)機(jī)-底部進(jìn)入-排料口-尾氣頂部排出特點(diǎn)：1、顆粒與熱干燥介質(zhì)在沸騰下充分混合與分散，接觸面積大，傳熱系數(shù)大。2、流化床內(nèi)溫度均一，故可得到均勻的干燥產(chǎn)品。3、物料在床層內(nèi)的停留時(shí)間可調(diào)，對難干燥或要求產(chǎn)品含濕量低的物料特別適用。4、對于物料的粒徑有限制，一般為20m-6mm，球形為佳。5、密封性能好，不會(huì)有雜質(zhì)混入。臥式多室流化床干燥器1、引風(fēng)機(jī)2、卸料管3、干燥器4、旋風(fēng)分離器5、袋式分離器6、搖擺顆粒機(jī)7、空氣過濾器8、加熱器底部為多孔篩，篩板上按一定間距設(shè)置隔板，每小室下有進(jìn)氣支管，濕物料連續(xù)加入1室，通過流化床分布板與隔板之間的間隙向出口側(cè)移動(dòng)。振動(dòng)流化床將機(jī)械振動(dòng)施加于流化床上，調(diào)整振動(dòng)參數(shù)，使返混較嚴(yán)重的普通流化床得到改善。1、振動(dòng)給料機(jī)2，8、過濾器3、給風(fēng)機(jī)4、換熱器5、旋風(fēng)除塵器6、排風(fēng)機(jī)7、給風(fēng)機(jī)物料經(jīng)給料器均勻加到振動(dòng)流化床中，同時(shí)空氣過濾后加熱到一定溫度由給風(fēng)口進(jìn)入干燥機(jī)風(fēng)室，物料落到分布板上后，在振動(dòng)力和熱氣流雙重作用下形成流化狀態(tài)，干燥后的產(chǎn)品經(jīng)排料口排出。第三節(jié)噴霧干燥器采用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。原料液可以是溶液、乳濁液、懸浮液也可以是熔融液或膏糊液。1、供料系統(tǒng)2、空氣過濾器3、鼓風(fēng)機(jī)4、加熱器5、空氣分布器6、霧化器7、干燥塔8、旋風(fēng)分離器9、引風(fēng)機(jī)10、11卸料閥包括空氣加熱系統(tǒng)，原料液供給系統(tǒng)，干燥系統(tǒng)，氣固分離系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。料液由泵輸送至霧化器，霧化后的霧滴與熱空氣在塔中接觸，最后由旋風(fēng)分離器底部得到干燥產(chǎn)品，是將濕物料由液體一次變成固體的干燥方法。噴霧干燥的特點(diǎn)：1、噴霧干燥時(shí)間很短，一般在30秒以內(nèi)，而且物料升溫不高，特別適合于熱敏性物料的干燥。2、可在較大范圍內(nèi)改變操作條件以控制產(chǎn)品的粒度分布、濕含量、產(chǎn)品形狀、性能等。3、工藝過程簡單，將液體直接變?yōu)楣腆w，省去了蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、離心等中間過程。4、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。5、生產(chǎn)能力大，每小時(shí)噴霧量可達(dá)幾百噸。為干燥器中產(chǎn)量較大者。霧化器結(jié)構(gòu)及種類：1、氣流式霧化器：采用壓縮空氣或蒸汽以很高的速度從噴嘴噴出，靠氣液兩相間的速度差所產(chǎn)生的摩擦力，使料液分裂為霧滴。2、壓力式霧化器：用高壓泵使液體獲得高壓，高壓液體通過噴嘴時(shí)，將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能而高速噴出時(shí)分散為霧滴。3、旋轉(zhuǎn)式霧化器：料液在高速轉(zhuǎn)盤中受離心力作用從盤邊緣甩出而霧化。第四節(jié)真空干燥器特點(diǎn)：1、能用較低的溫度得到較高的干燥速率。2、能以低溫干燥熱敏性物料。3、可干燥易受空氣氧化或有燃燒危險(xiǎn)的物料。4、適于干燥含有溶劑或有毒氣體的物料5、能將物料干燥到很低水分，故可用于低含水率物料的二次干燥。一、真空耙式干燥器1、電機(jī)2、減速機(jī)3、軸承座4、干燥器5、支座6、干式除塵器7、濕式除塵器8、冷凝器

9、冷凝受水器10、真空泵11、氣水分離器被干燥物料從加料口加入后，將加料口密封好，在殼體夾套通入加熱介質(zhì)，啟動(dòng)真空泵，啟動(dòng)干燥器。電動(dòng)機(jī)通過減速傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)干燥器主軸旋轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)時(shí)主軸上安裝的耙齒組將物料撥動(dòng)移向兩側(cè)，反轉(zhuǎn)時(shí)，物料被移向中央。物料被夾套加熱，被耙齒不斷翻動(dòng)，物料逐漸變干。1、殼體2，3、耙齒（左向）4、傳動(dòng)軸5、壓緊圈6、封頭7、填料8、壓蓋9、軸承10、無縫鋼管11、耙齒（右向）耙齒根部有一方形孔與傳動(dòng)軸配合，相鄰耙齒之間錯(cuò)開90o裝配，在耙齒的四個(gè)象限內(nèi)各自由放置一根與主軸平行兩端封閉的無縫鋼管，作為破碎與清理物料之用。耙齒有兩種形狀，一種有弧度，一種沒有弧度。無弧度的放中間，有弧度的放兩端。耙齒面與傳動(dòng)軸成一角度，一種左向，一種右向。耙齒正反轉(zhuǎn)時(shí)，能使物料先往兩側(cè)后往中間移動(dòng)，交替進(jìn)行，使物料受到均勻攪拌，促進(jìn)干燥進(jìn)程。1，6溫度計(jì)2、密封裝置3、安全罩4、保溫層5、旋轉(zhuǎn)接頭7、電機(jī)減速機(jī)二、雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器中間為圓筒形，兩端為圓錐形，外有加熱夾套，兩側(cè)有空心轉(zhuǎn)軸，一側(cè)通入蒸汽并排出冷凝水，另一側(cè)連接真空系統(tǒng)。抽真空管直插入容器內(nèi)，使容器內(nèi)保持設(shè)定的真空度。干燥器繞水平軸線緩慢勻速回轉(zhuǎn)，物料在真空條件下，邊翻動(dòng)，邊通過器壁取得熱量，被蒸出的濕氣被真空泵抽走，物料受熱均勻，干燥速率快，產(chǎn)品質(zhì)量好。第五節(jié)真空冷凍干燥器真空冷凍干燥是將物料或溶液在較低的溫度下凍結(jié)成固態(tài)，然后在真空下將其中水分不經(jīng)液態(tài)直接升華成氣態(tài)而脫水的干燥過程。水的相圖原理：在三相點(diǎn)O以下的壓力和溫度下，水可由固相不經(jīng)液相直接變?yōu)闅庀?，根?jù)冰的升華曲線OB，對于水升高溫度或降低壓力都可打破氣固平衡，使整個(gè)系統(tǒng)朝著冰轉(zhuǎn)為汽的方向進(jìn)行，把水蒸氣抽走，最后達(dá)到干燥的目的。冷凍干燥可分為預(yù)凍、升華干燥、解析干燥三個(gè)階段。冷凍干燥器的特點(diǎn)：1、因物料處于冷凍狀態(tài)下干燥，水分以冰的狀態(tài)直接升華成水蒸氣，故物料的物理結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)變化極小。2、由于物料在低溫真空條件下進(jìn)行干燥操作，故對熱敏性物料，亦能在不喪失其酶活性或生物試樣原來性質(zhì)的條件下長期保存，故干燥產(chǎn)品十分穩(wěn)定。3、因?yàn)楦稍锖蟮奈锪掀浣M織的多孔性能不變，故若添加水，即可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)干燥前的狀態(tài)。4、因干燥后物料的殘存水分很低，若防濕包裝良好，可在常溫條件下長期貯存。（1）預(yù)凍階段預(yù)凍是在常壓下使制品凍結(jié)，使之進(jìn)入適于升華干燥的狀態(tài)。預(yù)凍時(shí)，冷卻速度、制品的成分、含水量、液體粘度和不可結(jié)晶成分的存在等是影響晶體大小、形狀和對升華階段的主要因素。冷卻速度緩慢時(shí)，所得晶體較大，升華后制品中空隙相對較大；快速冷卻時(shí)，晶體中空隙較小，制品粒子均勻細(xì)膩，具有較大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，但升華過程速度較慢，成品引濕性也較大。藥品的冷凍干燥預(yù)凍方式有二種：靜態(tài)預(yù)凍和旋轉(zhuǎn)預(yù)凍。靜態(tài)預(yù)凍是制品通過擱板的低溫表面接觸而凍結(jié)，常用于西林瓶、安瓿等。旋轉(zhuǎn)預(yù)凍是將溶液凍結(jié)在容器內(nèi)壁上，如輸液瓶等，可減小冰層厚度，縮短干燥周期。（2）升華干燥階段制品預(yù)凍后，啟動(dòng)真空泵，冰的升華隨即開始。第一階段干燥開始時(shí)，冰的升華在表面進(jìn)行，隨著過程的進(jìn)行，升華面進(jìn)入制品內(nèi)部，水汽需通過已干燥的表層，干燥過程依賴于水汽的傳遞排出速率及所必須的升華熱。升華所需熱量主要依靠擱板對制品的熱傳導(dǎo)，此時(shí)擱板溫度可控制升高一定溫度。另一方面，必須避免升華面的過熱，應(yīng)使傳遞給冰核心表面的熱量與水分升華所需熱量平衡。當(dāng)制品中的冰全部升華完時(shí)，第一干燥階段結(jié)束。（3）解析干燥階段第二階段干燥目的是去除制品內(nèi)以吸附形式結(jié)合的殘余水分，以確保制品可長期貯存的狀態(tài)。一般情況下，為避免制品過熱，不宜過分提高擱板溫度。為克服水的吸附力，凍干設(shè)備在第二階段干燥時(shí)應(yīng)提供較大的壓力梯度，一方面適當(dāng)提高板溫，此時(shí)因水分排出量減少，制品溫度緩慢升高，另方面因水分量減少，干燥器內(nèi)壓力有所下降，確保吸附水分的排除。第二階段干燥必須避免制品過分干燥。凍干過程終點(diǎn)判定：隨著第二階段干燥進(jìn)入末期，制品溫度逐漸升高，直至制品溫度與板溫重合即達(dá)干燥終點(diǎn)。在干燥箱密封條件良好的條件下，新的型號凍干機(jī)采用壓力測量法判定干燥終點(diǎn)，方法是將干燥箱與冷凝器之間的閥門關(guān)閉一段時(shí)間，如果箱內(nèi)壓力沒有變化，即表示干燥已到終點(diǎn)。干燥后的操作：干后制品極易吸潮，干燥后應(yīng)迅速蓋塞。干燥前，將瓶口預(yù)置帶槽橡膠塞，干燥結(jié)束后，箱內(nèi)壓塞裝置將瓶塞壓入瓶口。真空冷凍干燥設(shè)備（1）冷凍部分在冷凍干燥中，預(yù)凍及抽出的水蒸氣的冷凝都離不開冷凍過程。常用的冷凍劑有氨、氟里昂、二氧化碳等。（2）真空部分：真空泵組對系統(tǒng)抽真空，冷凍干燥時(shí)干燥箱中的絕對壓力一般情況下約為0.13-13.3Pa。冷凍干燥機(jī)由凍干箱、冷凝器、冷凍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、冷熱交換系統(tǒng)組成。制品的凍干在凍干箱內(nèi)進(jìn)行。凍干箱內(nèi)有若干層擱板，擱板內(nèi)可通入導(dǎo)熱液，可進(jìn)行對制品的冷凍或加溫。冷凝器內(nèi)有內(nèi)通制冷劑的換熱管，其溫度低于干燥箱內(nèi)制品的溫度，其作用是將來自凍干箱中制品所升華的水汽進(jìn)行冷凝，以保證凍干過程的進(jìn)行。（3）加熱（干燥室）部分：干燥室一般為箱式。干燥室的門及視鏡要求制作得十分嚴(yán)密可靠，否則不能達(dá)到預(yù)期的真空度。加熱的目的是為了提供升華過程中的升華熱