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1、v干燥机理及生物工业产品干燥的特点v非绝热干燥设备v绝热干燥设备v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：1.1.热量由气体传递给湿物料，使其温度升高；热量由气体传递给湿物料，使其温度升高；2.2.物料内部的水分向表面扩散，并在表面汽物料内部的水分向表面扩散，并在表面汽化被气流带走。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。 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。干燥设备的选型原则选型原则产品的
2、质量要求产品的质量要求产品的纯度产品的纯度物料的特性物料的特性产量及劳动条件产量及劳动条件生物工业制品的干燥设备类型瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥设瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备备、气流干燥设备、沸腾干燥设备低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备设备类型干燥物料固定床干燥固定床干燥啤酒酿造用绿麦芽啤酒酿造用绿麦芽卧式沸腾干燥卧式沸腾干燥柠檬酸晶体、酵母、抗生素柠檬酸晶体、酵母、抗生素沸腾造粒干燥沸腾造粒干燥葡萄糖、味精、酶制剂葡萄糖、味精、酶制剂气流干燥气流干燥味精、抗生素、葡萄糖味精、抗生素、葡萄糖
3、旋风式气流干燥旋风式气流干燥四环素类四环素类气流式喷雾干燥气流式喷雾干燥蛋白酶、核酸、抗生素蛋白酶、核酸、抗生素压力式喷雾干燥压力式喷雾干燥酵母酵母离心式喷雾干燥离心式喷雾干燥酶制剂、酵母酶制剂、酵母喷雾干燥与振动流化干燥喷雾干燥与振动流化干燥酶制剂酶制剂滚筒干燥滚筒干燥酵母、单细胞蛋白酵母、单细胞蛋白真空干燥真空干燥青霉素钾盐、土霉素等青霉素钾盐、土霉素等冷冻干燥冷冻干燥抗肿瘤抗生素、乙肝疫苗抗肿瘤抗生素、乙肝疫苗生物工业常用的干燥设备非绝热干燥设备单层高效麦芽干燥塔单层水平式流化层麦芽干燥塔非绝热干燥设备真空干燥设备 真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器
4、和真空泵和真空泵3 3部分组成。部分组成。 常用的真空干燥设备有真空箱式干燥器、常用的真空干燥设备有真空箱式干燥器、带式真空干燥器、耙式真空干燥器。带式真空干燥器、耙式真空干燥器。 生物工程中常用于维生素、热敏性的产品生物工程中常用于维生素、热敏性的产品等生产中。等生产中。非绝热干燥设备带式真空干燥器非绝热干燥设备耙式真空干燥器非绝热干燥设备动画演示动画演示气流干燥原理及特点 工作原理工作原理：利用热空气与粉状或颗粒状湿物料利用热空气与粉状或颗粒状湿物料在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到干燥的目的。行传热与传质，从
5、而使湿物料达到干燥的目的。气流干燥设备气流干燥的特点气流干燥的特点1.1.干燥强度大；干燥强度大； 2.2.干燥时间短，对热敏性物料可选较高温介质；干燥时间短，对热敏性物料可选较高温介质； 3.3.可把干燥、粉碎、输送、包装等组成一道工序可把干燥、粉碎、输送、包装等组成一道工序; ;4.4.设备结构简单，占地面积小，生产能力小，能连设备结构简单，占地面积小，生产能力小，能连续操作，可实现自动化控制；续操作，可实现自动化控制；5.5.适用性广，可使用于各种粉粒状、碎块状物料；适用性广，可使用于各种粉粒状、碎块状物料；6.6.对晶形磨损厉害；对晶形磨损厉害；7.7.热能利用率低。热能利用率低。气流
6、干燥设备气流干燥设备 目前使用的气流干燥器形式：目前使用的气流干燥器形式：长管气流干燥器长管气流干燥器、短管气流干燥器和短管气流干燥器和旋风气流干燥器旋风气流干燥器等。等。 应用应用： 生物工业中味精、柠檬酸、四环类抗生生物工业中味精、柠檬酸、四环类抗生素等的干燥。素等的干燥。气流干燥设备气流干燥设备气流干燥设备长管气流干燥味精流程长管气流干燥味精流程气流干燥设备气流干燥设备脉脉冲冲式式干干燥燥管管气流干燥设备气流干燥设备旋风式气流干燥管旋风式气流干燥管旋风式干燥器流程图旋风式干燥器流程图喷雾干燥原理 喷雾干燥原理喷雾干燥原理：喷雾干燥是利用不同的喷雾喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞
7、的液体喷成雾状，形成具有器，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质较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热质交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。获得干燥。喷雾干燥设备喷雾干燥特点 1.干燥速率快、时间短；干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低；干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。应用 特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的制品生产中，如酵母、核
8、苷酸和某些抗生素药物的干燥。干燥。喷雾干燥设备喷雾干燥设备连续喷雾干燥流程连续喷雾干燥流程喷雾干燥流程压力式喷雾干燥设备工作原理 采用压力式喷嘴借助高压泵的压力将溶液、悬采用压力式喷嘴借助高压泵的压力将溶液、悬浮液、乳浊液、膏糊状物料雾化成细小液滴，然浮液、乳浊液、膏糊状物料雾化成细小液滴，然后与高温热空气进行快速热交换，在极短时间内后与高温热空气进行快速热交换，在极短时间内以简单的工艺迅速连续干燥成细颗粒状物料的设以简单的工艺迅速连续干燥成细颗粒状物料的设备。备。喷雾干燥设备喷雾器：压力式喷雾器、气流式喷雾器和离心式压力式喷雾器、气流式喷雾器和离心式喷雾器。喷雾器。压力式喷雾干燥设备喷雾干燥
9、设备气流喷雾干燥设备工作原理 洁净空气加热后进入干燥塔，在塔内热风中用洁净空气加热后进入干燥塔，在塔内热风中用二流体（或三流体）喷嘴将各种料液雾化成微小二流体（或三流体）喷嘴将各种料液雾化成微小液滴，与热风进行快速热交换，蒸发掉液料的水液滴，与热风进行快速热交换，蒸发掉液料的水份（或溶剂），并随热风排出，得到粉状产品。份（或溶剂），并随热风排出，得到粉状产品。喷雾干燥设备1.适用于一般溶液的高、低温干燥，特别对粘性、膏状、适用于一般溶液的高、低温干燥，特别对粘性、膏状、稀浆状物料的干燥效果更佳。稀浆状物料的干燥效果更佳。2.喷雾设备结构合理，维修方便，运行费用低，适用于喷雾设备结构合理，维修方
10、便，运行费用低，适用于自动化流水作业。自动化流水作业。3.产品为粉状、粒状，可根据需要自行调节粒产品为粉状、粒状，可根据需要自行调节粒4.所得产品粉状流动性好、颗粒产品真密度高，基本为所得产品粉状流动性好、颗粒产品真密度高，基本为球形颗粒。球形颗粒。气流喷雾干燥特点喷雾干燥设备气流喷雾干燥流程喷雾干燥设备1.液料槽液料槽 2.液料泵液料泵 3.压缩空气压缩空气 4.气流喷嘴气流喷嘴 5.干燥塔干燥塔 6.旋风分离器旋风分离器 7.布袋除尘器布袋除尘器 8.加热器加热器气流喷雾干燥设备喷雾干燥设备 气流喷雾器：内部混合式和外部混合式，常用的是内内部混合式和外部混合式，常用的是内部混合式。部混合式
11、。双流式喷嘴三流式喷嘴气流喷雾干燥设备喷雾干燥设备气气流流喷喷雾雾干干燥燥塔塔离心喷雾干燥设备工作原理喷雾干燥设备 空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器，（旋转）喷液经塔体顶部的高速离心雾化器，（旋转）喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触，雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触，在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由风机干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由风机排空。排
12、空。离心喷雾干燥流程喷雾干燥设备离心喷雾干燥设备喷雾干燥设备热风盘构造热风盘构造离心喷雾干燥设备喷雾干燥设备1、空气过滤器、空气过滤器2、加热器、加热器3、热风分配器、热风分配器4、干燥室、干燥室5、过滤器、过滤器6、泵、泵7、喷头、喷头8、旋风分离器、旋风分离器9、风机、风机10、料液槽、料液槽 离心喷雾干燥设备喷雾干燥设备喷雾干燥附属设备o空气加热器o粉尘分离器喷雾干燥设备扩散式旋风分离器扩散式旋风分离器流化床干燥( (沸腾干燥) )原理及特点原理：利用流态化技术，即利用热空气流使置于利用流态化技术，即利用热空气流使置于筛板上的颗粒状湿物料呈沸腾状态的干燥过程。筛板上的颗粒状湿物料呈沸腾状
13、态的干燥过程。特点特点:1.传热传质速率高；传热传质速率高；2.2.干燥温度均匀，控制容易；干燥温度均匀，控制容易；3.3.结构简单，可连续化、自动化生产。结构简单，可连续化、自动化生产。 流化床干燥原理流化床干燥流程流化床干燥流程流化床干燥流程流化床干燥设备流化床干燥设备 流化床干燥器有单层，多层。单层的分单室、流化床干燥器有单层，多层。单层的分单室、多室和有干燥室冷却室的二段沸腾干燥，其次还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。有沸腾造粒干燥。 流化床干燥设备多层流化床干燥器多层流化床干燥器单层多室流化床干燥器单层多室流化床干燥器动画演示动画演示加料加料废气废气出料出料
14、溢流管溢流管单层卧式多室流化床干燥器流化床干燥设备单层卧式多室流化床干燥器流化床干燥设备动画演示动画演示沸腾造粒干燥器流化床干燥设备葡萄糖浓缩液沸腾造粒干燥流程葡萄糖浓缩液沸腾造粒干燥流程沸腾造粒干燥器流化床干燥设备1、测压器、测压器2、喷嘴、喷嘴3、人孔、人孔4、窥镜、窥镜5、测温口、测温口6、出料口、出料口7、灯孔、灯孔8、加料口、加料口9、热空气入口、热空气入口沸腾造粒干燥塔构造特点沸腾造粒干燥塔构造特点 传热面积大、干燥均匀可传热面积大、干燥均匀可连续进行、设备体积小。连续进行、设备体积小。影响产品颗粒大小的因素影响产品颗粒大小的因素 1.1.停留时间停留时间 2.2.摩擦作用摩擦作用
15、3.3.干燥温度干燥温度4.4.返料量和晶核大小返料量和晶核大小二次干燥法喷雾和流化相结合的干燥法流化床干燥设备冷冻干燥原理及其特点原理：将湿物料（或溶液）在较低温度下（将湿物料（或溶液）在较低温度下（-10-10-50-50）冻结成固态，然后在高度真空下，将其中）冻结成固态，然后在高度真空下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。特点：1.1.干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥；干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥；2.2.能保持原物料的外观形状；能保持原物料的外观形状；3.3.冻干制品具有多孔结构，有理想的速溶性和快速复水性；冻干制
16、品具有多孔结构，有理想的速溶性和快速复水性；4.4.冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。冷冻干燥设备冷冻干燥流程及设备冷冻干燥设备LGJ-A型冷冻干燥机流程图型冷冻干燥机流程图连续冷冻干燥机冷冻干燥设备动画演示动画演示冷冻干燥流程及设备冷冻干燥设备冷冻部分冷冻干燥设备蒸汽压缩制冷流程图蒸汽压缩制冷流程图双级压缩制冷系统双级压缩制冷系统微波干燥原理原理：当待干燥的湿物料置于高频电场时，由于当待干燥的湿物料置于高频电场时，由于湿物料中水分子具有极性，则分子沿着外电场方湿物料中水分子具有极性，则分子沿着外电场方向取向排列，随着外电场高频率变换方向，则水向取向排列，随着外电场高频率变换方向，则水分子会迅速转动或快速摆动。又由于分子原有的分子会迅速转动或快速摆动。又由于分子原有的热运动和相邻分子间的相互作用，使分子随着外热运动和相邻分子间的相互作用，使分子随着外电场变化而摆动的规则运动受到干扰和阻碍，从电场变化而摆动的规则运动受到干扰和阻碍，从而引起分子间的摩擦而产生热量，使其温度升高。而引起分子间的摩擦而产生热量，使其温度升高。微波干燥设备微波干燥设
