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1、2、水份与物料(wlio)结合方式非结合水份（游离(yul)水份）:细胞外或大孔物料的毛细管中。结合水份：较小毛细管中，活细胞壁内，渗透水分、结构水份等。第2页/共62页第1页/共62页第一页，共63页。3 3、影响干燥(gnzo)(gnzo)因素空气性质：热空气的温度(wnd)热空气的湿含量物料性质：物料的含水量物料中水份的性质操作方式：热空气流速热空气与物料接触时间第3页/共62页第2页/共62页第二页，共63页。4 4、恒速干燥(gnzo)(gnzo)和降速干燥(gnzo)(gnzo)第4页/共62页第3页/共62页第三页，共63页。恒速干燥(gnzo)(gnzo)湿物料中水份能以恒定速
2、率向空气中传递。恒速阶段的干燥(gnzo)(gnzo)速度取决于物料表面水份的汽化速度即取决于物料外部的干燥(gnzo)(gnzo)条件（空气稳定、湿度及流速）第5页/共62页第4页/共62页第四页，共63页。降速干燥(gnzo)(gnzo)内部扩散控制阶段，主要排除结合水。水份(shu fn)(shu fn)由物料内部向表面传递的速率小于湿物料表面水份(shu (shu fn)fn)的汽化速率。降速干燥阶段的干燥速度主要取决于物料本身的结构、形状及大小等特性。第6页/共62页第5页/共62页第五页，共63页。二、干燥设备概述(ish)1、干燥设备的类型传导传热干燥：真空干燥冷冻干燥对流传热干
3、燥：气流干燥喷雾干燥沸腾(fitng)干燥热风干燥辐射传热干燥：红外干燥电介加热干燥：微波干燥高频加热干燥第7页/共62页第6页/共62页第六页，共63页。2、生物(shngw)工业制品的干燥设备1.瞬时(shnsh)快速干燥设备：2.滚筒干燥设备、喷雾干燥设备、气流干燥、沸腾干燥；3.2.低温干燥设备：4.真空干燥设备、冷冻干燥设备；5.3.红外干燥和微波干燥。第8页/共62页第7页/共62页第七页，共63页。3、干燥设备的选型原则(yunz)1)产品的质量要求(yoqi)2)产品的纯度3)物料的特性4)产量及劳动条件第9页/共62页第8页/共62页第八页，共63页。4、国内干燥设备生产(s
4、hngchn)情况数百家干燥设备制造企业干燥行业协会国际先进设备喷雾干燥设备旋转快速(kuis)干燥装置流化床干燥机回转筒干燥机粮油干燥机第10页/共62页第9页/共62页第九页，共63页。第二节 气流(qli)(qli)干燥利用高速的热气流将物料在流态化输送过程进行(jnxng)干燥的操作。第11页/共62页第10页/共62页第十页，共63页。一、气流干燥(gnzo)(gnzo)流程第12页/共62页第11页/共62页第十一页，共63页。气流(qli)(qli)干燥流程 加料器(lioq)空气过滤器 加热器 干燥管 旋风分离器 袋滤器 风机（负压防尘） 卸料器(lioq)第13页/共62页第
5、12页/共62页第十二页，共63页。第14页/共62页第13页/共62页第十三页，共63页。二、气流(qli)(qli)干燥的特点优点：1.1.干燥强度大，体积传热系数大。 (4100 (410012500kJ/m3h)12500kJ/m3h)2.2.粒子在干燥器内停留时间短，0.50.52 2秒。3.3.适用性广，粒径范围约0.10.110mm10mm。4.4.设备结构简单，生产能力大，能连续(linx)(linx)操作，可实现自动控制。第15页/共62页第14页/共62页第十四页，共63页。缺点1.气流干燥不适宜(shy)干燥临界含水率高、降速段长的物料；2. 粒子碰撞、摩擦剧烈对晶体有磨
6、损；3.对粘性物料不适用；4.对厂房要求高。第16页/共62页第15页/共62页第十五页，共63页。三、气流(qli)干燥计算 干燥管长度 直径(zhjng) 干燥时间第17页/共62页第16页/共62页第十六页，共63页。（1）悬浮(xunf)速度及传热系数通过(tnggu)基尔比切夫准数Ki第18页/共62页第17页/共62页第十七页，共63页。第19页/共62页第18页/共62页第十八页，共63页。由Re-Ki图求出颗粒(kl)在悬浮速度下的雷诺准数Ret。物料颗粒(kl)的悬浮速度第20页/共62页第19页/共62页第十九页，共63页。第21页/共62页第20页/共62页第二十页，共6
7、3页。第22页/共62页第21页/共62页第二十一页，共63页。（2）物料(wlio)的总表面积第23页/共62页第22页/共62页第二十二页，共63页。（3）干燥(gnzo)时间第24页/共62页第23页/共62页第二十三页，共63页。（4）干燥管的长度(chngd)和直径第26页/共62页第25页/共62页第二十五页，共63页。第三节喷雾干燥一、喷雾干燥的原理利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，与热空气发生(fshng)强烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内干燥。第27页/共62页第26页/共62页第二十六页，共63页。第28页/共62页第27页/共62页第二十七页
8、，共63页。二、喷雾干燥的特点(tdin)(tdin)1 1、优点：1 1）干燥速度快、时间短，一般为3 330s30s。由于料液雾化成101060um60um的雾滴，其表面积高达100100600m2600m2m3m3。2 2）干燥温度较低。3 3）可由液料直接(zhji)(zhji)获得粉末, ,省去蒸发结晶、分离粉碎工序。4 4）成品质量可以控制。并具有良好的分散性和溶解性。第30页/共62页第29页/共62页第二十九页，共63页。2 2、喷雾干燥(gnzo)(gnzo)缺点1 1）喷雾干燥(gnzo)(gnzo)的容积干燥(gnzo)(gnzo)强度小，故干燥(gnzo)(gnzo)室
9、体积大。2 2）热量消耗多，一般蒸发lkglkg水分约需6280kJ6280kJ热量，相当于消耗2 25 53 35kg5kg的蒸汽。3 3）会发生产品黏壁情况。酵酵母母、核核苷苷酸酸，某某些些(mu (mu xi)xi)抗抗生生素素药药物物的干燥。的干燥。 第31页/共62页第30页/共62页第三十页，共63页。图2512为典型(dinxng)的连续喷雾干燥流程。 第32页/共62页第31页/共62页第三十一页，共63页。三、喷雾干燥设备(shbi)喷雾干燥的关键是料液的(雾化)。核心(hxn)设备是雾化器。理想的喷雾器要求喷雾粒子均匀，结构简单、产量大、能耗小。第33页/共62页第32页/
10、共62页第三十二页，共63页。1.1.气流(qli)(qli)喷雾干燥设备圆柱(yunzh)圆锥形压缩空气：0.250.6MPa第35页/共62页第34页/共62页第三十四页，共63页。第36页/共62页第35页/共62页第三十五页，共63页。主要(zhyo)部件1、气流喷雾器喷嘴2、空气分配盘（扩散盘）3、螺旋(luxun)排风管空气流速约为1012米/秒。第37页/共62页第36页/共62页第三十六页，共63页。气流(qli)喷雾器喷嘴喷嘴直径(zhjng)14mm,能够处理悬浮液和黏性较大的料液。第38页/共62页第37页/共62页第三十七页，共63页。2 2离心(lxn)(lxn)喷雾
11、干燥利用高速旋转的圆盘给予料液以离心力，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而干燥(gnzo)(gnzo)的过程。第39页/共62页第38页/共62页第三十八页，共63页。离心(lxn)(lxn)喷雾干燥塔主要结构1、离心(lxn)喷雾机(喷盘)2、热风盘 第40页/共62页第39页/共62页第三十九页，共63页。第41页/共62页第40页/共62页第四十页，共63页。离心(lxn)(lxn)喷雾机( (喷盘) )形式：喷枪型锥型圆帽型平板(pngbn)型皿型碗型第42页/共62页第41页/共62页第四十一页，共63页。第43页/共62页第42
12、页/共62页第四十二页，共63页。热风(r fn)(r fn)盘作用：进塔后的热风分配均匀，避免造成(zochn)塔内局部黏壁。第44页/共62页第43页/共62页第四十三页，共63页。第四节 其它(qt)(qt)干燥设备 流化床干燥（沸腾干燥） 冷冻干燥 真空(zhnkng)干燥(自学)第45页/共62页第44页/共62页第四十四页，共63页。一、流化床干燥(gnzo)（沸腾干燥(gnzo)）利用热的空气流使置于筛板上的粒状物料或粉状的物料呈沸腾状态，干燥过程。适用于颗粒(kl)(kl)直径在30um6mm30um6mm间的物料第46页/共62页第45页/共62页第四十五页，共63页。第47
13、页/共62页第46页/共62页第四十六页，共63页。单层卧式多室流化床干燥器箱式流化床干燥器第48页/共62页第47页/共62页第四十七页，共63页。第49页/共62页第48页/共62页第四十八页，共63页。二、冷冻干燥（升华(shnghu)干燥）原理:将湿物料（或溶液）在较低温度(wnd)下（1050）冻结成固态，然后在高度真空（10.001mmHg）下，将其中固态水分直接升华为气态的干燥过程。第50页/共62页第49页/共62页第四十九页，共63页。第51页/共62页第50页/共62页第五十页，共63页。水的三相(snxin)平衡点当压力降低到某一值时，水的沸点与冰点相重合，即达到水的三相
14、平衡点，这时压力称为(chnwi)三相点压力，相应的温度称为(chnwi)三相点温度。水的三相点压力：609.3Pa三相点温度：0.0098第52页/共62页第51页/共62页第五十一页，共63页。当压力控制在当压力控制在609.3Pa以上，冰需先转化为以上，冰需先转化为水，水再转化成汽，属于真空水，水再转化成汽，属于真空(蒸发蒸发(zhngf)干燥。干燥。当压力控制在当压力控制在609.3Pa以下，冰将由固态直以下，冰将由固态直接升华为气态，此过程属于真空冷冻干燥。接升华为气态，此过程属于真空冷冻干燥。第53页/共62页第52页/共62页第五十二页，共63页。真空冷冻干燥的必要条件:干燥过程
15、压力应低于操作温度下冰的饱和蒸汽压。常控制(kngzh)在相应温度下冻结物料（冰）的饱和蒸汽压的1/21/4.例如冰：40操作压力应为2.76.7Pa第54页/共62页第53页/共62页第五十三页，共63页。1克0的冰变成0的蒸汽需吸热(xr)580千卡。第55页/共62页第54页/共62页第五十四页，共63页。真空(zhnkng)冷冻干燥过程第一阶段：在低于熔点的温度下，使物料中的固态水分直接升华(shnghu)，大约有9899的水分除去。第二阶段：将物料温度逐渐升高至于室温，使水分汽化除去，此时水分可减少到0.5。第56页/共62页第55页/共62页第五十五页，共63页。冷冻干燥的特点(t
16、din)1、干燥温度低，特别适合(shh)高热敏性的物料干燥。（-35-5）2、能保持原物料的外观形状。3、冻干制品有多孔结构，因而有理想的速溶性和快速复水性。4、冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。第59页/共62页第58页/共62页第五十八页，共63页。缺点(qudin)1.昂贵(nggu)的专用设备，干燥周期长，能耗较大，产量小，加工成本高。2.抗生素类，生物制品等活性物质。第60页/共62页第59页/共62页第五十九页，共63页。冷冻干燥设备(shbi)第61页/共62页第60页/共62页第六十页，共63页。第七章习题(xt)1)1)气流干燥的原理及干燥特点气流干燥的原理及干燥特点
17、(tdin)(tdin)有哪些？有哪些？2)2)喷雾干燥的原理及干燥特点喷雾干燥的原理及干燥特点(tdin)(tdin)有哪些？有哪些？3)3)生物工程产品经常使用冷冻干燥的方法对物料进行干燥，请你叙述一下生物工程产品经常使用冷冻干燥的方法对物料进行干燥，请你叙述一下冷冻干燥的原理及特点冷冻干燥的原理及特点(tdin)(tdin)。第62页/共62页第61页/共62页第六十一页，共63页。感谢您的欣赏(xnshng)！第62页/共62页第六十二页，共63页。内容(nirng)总结2、水份与物料结合方式。非结合水份（游离水份）:细胞外或大孔物料的毛细管中。第1页/共62页。湿物料中水份能以恒定速率(sl)向空气中传递。1.干燥强度大，体积传热系数大。2.粒子在干燥器内停留时间短，0.52秒。由于料液雾化成1060um的雾滴，其表面积高达100600m2m3。2、空气分配盘（扩散盘）。（-35-5）。3、冻干制品有多孔结构，因而有理想的速溶性和快速复水性。第61页/共62页。感谢您的欣赏第六十三页，共63页。
