第十章

通用干燥設備01干燥基本知識02干燥器的選擇03干燥設備目

錄§10-1干燥基本知識知識目標要求:１.掌握物料干燥過程的特性曲線及其影響因素；２.掌握物料中水分的存在狀態和性質。能力目標要求:１.能夠根據物料中水分的性質，選擇合適的干燥方式；２.能夠熟練繪制物料干燥曲線。-4

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固體物料的干燥過程不僅涉及氣固兩相間的傳熱和傳質，還涉及物料中的水分以氣態或液態的形式自物料內部向表面的傳遞問題。水分在物料內部的傳遞主要和水分與物料的結合方式，即物料的結構有關，即使在同一種物料中，有時所含水分的性質也不盡相同。一、物料中水分的性質-5

-因此，物料和水分的結合形式不同，去除水分耗費的能量不同，干燥所需要的熱能也不一樣。根據物料與水分結合力的不同：將物料中所含水分分為結合水分與非結合水分。一、物料中水分的性質（１）結合水分結合水分是借化學力或物理化學力與固體相結合的，包括物料細胞或纖維管壁及毛細管中所含的水分。這類水分結合力強，其蒸氣壓低于同溫度下純水的飽和蒸氣壓，較難除去。結合水分可細分為化學結合水、物理化學結合水與機械結合水。1、結合水分和非結合水分一、物料中水分的性質（２）非結合水分當物料中含水較多時，除一部分水與固體結合外，其余的水只是機械地附著在物料表面或顆粒堆積層中的大空隙中（不存在毛細管力），這些水稱為非結合水。非結合水分的性質與純水相同，在干燥過程中較易除去。1、結合水分和非結合水分一、物料中水分的性質根據物料在一定干燥操作條件下，物料中所含水分能否被除去來劃分，可將物料中的水分分為自由水分和平衡水分。（１）自由水分在干燥操作條件下，物料中能夠被去除的水分稱為自由水分。自由水分包括物料中的全部非結合水分和部分結合水分。２、自由水分和平衡水分一、物料中水分的性質固體物料中水分性質示意圖1-非結合水；2-總水分；3-結合水；4-自由水；5-平衡水分（２）平衡水分將某種物料與一定溫度和相對濕度的空氣相接觸，當濕物料表面的水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣分壓不等時，物料將脫除水分或吸收水分，直至二者相等。例如，在日常生活中，經常會遇到這種情況，當天氣潮濕時，物料不易干燥，有的物料甚至會吸水而出現“返潮”現象。這是因為空氣中的水蒸氣分壓大于物料表面的水蒸氣分壓，所以空氣中的水分就向物料中傳遞，傳遞的方向正好與干燥過程相反；于是，物料出現了“返潮”現象。２、自由水分和平衡水分一、物料中水分的性質（２）平衡水分只要空氣的狀態不變，物料與空氣接觸的時間又足夠長，物料中所含水分不再因與空氣接觸時間的延長而增減，物料中水分與空氣達到平衡，此時物料中所含的水分就稱為此空氣狀態下該物料的平衡水分。２、自由水分和平衡水分一、物料中水分的性質（２）平衡水分同一干燥條件下，不同物料的平衡水分不同；同一種物料，空氣狀態（溫度、相對濕度）不同時，平衡水分值也不相同。因此，研究一定條件下藥物的平衡含水量，對藥物的干燥工藝參數選擇、儲藏和保質都具有指導性意義。２、自由水分和平衡水分一、物料中水分的性質室溫下幾種物料的平衡水分（Xt）1-石棉纖維板；2-聚氯乙烯粉（50℃）；3-木炭；4-牛皮紙；5-黃麻；6-小麥；7-土豆干燥過程的設計，除了確定干燥的操作條件外，還需要確定干燥器的尺寸、干燥時間等，因此，必須知道干燥過程的干燥速率。由于干燥機理和干燥過程比較復雜，通常干燥速率是從實驗測得的干燥曲線中求得。根據干燥過程中空氣狀態參數是否變化，干燥可分為恒定條件的干燥與非恒定條件的干燥。恒定條件的干燥是指在干燥過程中，空氣的溫度、濕度、流速以及與物料的接觸方式都不隨時間而變動。為了簡化影響因素，干燥實驗往往是在恒定條件下進行的。二、干燥特性曲線二、干燥特性曲線1、干燥曲線在恒定的干燥條件下，實驗中記錄物料的含水量ｘ、物料的表面溫度ｔ隨干燥時間τ的變化數據。隨著干燥過程的進行，水分被不斷汽化，濕物料質量逐漸減少，直至物料質量恒定或接近恒定為止。此時物料與空氣達到平衡狀態，物料中所含水分即為該空氣條件下的平衡水分。最后取出物料，放入烘箱內烘干至恒重，此時的質量稱為絕干物料的質量。二、干燥特性曲線1、干燥曲線整理不同時間測得的數據，繪制成物料的含水量ｘ、物料的表面溫度ｔ和干燥時間τ的關系曲線，即為干燥曲線。恒定干燥條件下的干燥曲線示意圖1-x-τ曲線；2-t-τ曲線二、干燥特性曲線2、干燥速率曲線在單位時間內，單位干燥面積上汽化的水分質量稱為干燥速率，用Ｕ表示，即二、干燥特性曲線2、干燥速率曲線由于dW=-mddx故：式中，md為干燥操作中濕物料中絕干物料的質量，單位：kg。二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素濕物料在干燥過程中，可分為幾個不同的干燥階段：物料預熱階段、恒速干燥階段和降速干燥階段。恒定干燥條件下的干燥速率曲線1-預熱階段；2-恒速干燥階段；3-第一降速階段；4-第二降速階段二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素（１）、物料預熱階段圖中A點表示物料剛移入干燥器時的狀態，物料含水量為xi，由于物料的初始溫度不會恰好與恒定干燥條件下的干燥溫度一致，干燥初期會有一段為時不長的預熱階段，即為圖中AB段，因此我們把AB段稱為干燥預熱階段。二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素（2）、恒速干燥階段在恒定干燥條件下，物料被加熱，水分開始汽化，氣固兩相間進行熱量、質量傳遞，到達Ｂ點前，物料表面溫度隨時間增加而升高，干燥速率也隨時間而增加。到達Ｂ點時，物料含水量由xi降至xB，此時物料內部的水分能及時遷移到物料表面，使物料表面保持完全潤濕。二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素（2）、恒速干燥階段物料表面充滿非結合水分，由于非結合水分的性質與液態純水相同，空氣傳給物料的熱量，全部用于汽化這些水分，物料表面溫度始終保持空氣的濕球溫度tw（不計濕物料受輻射傳熱的影響），干燥速率保持恒定，直至曲線上的Ｃ點。即為圖中BC段，因此把BC（包括C點）段稱為恒速干燥階段。二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素（3）、降速干燥階段圖中曲線上的C點是由恒速干燥階段轉至降速干燥階段的轉折點，亦稱為臨界點，該點對應的濕物料的含水量降到xc，稱為臨界含水量。從C點往后，物料內部的水分遷移到物料表面的速率趕不上表面水分汽化的速率，物料表面不能繼續維持全部濕潤，致使干燥速率開始減小。干燥過程進行到C點后，水分汽化量減少，干燥速率逐漸減小，物料表面溫度稍有上升，到達D點時，全部物料表面都不含非結合水。CD段稱為第一降速干燥階段。二、干燥特性曲線3、干燥過程及影響因素（3）、降速干燥階段過了D點后，物料表面溫度開始升高，物料中結合水分及剩余非結合水分的汽化則由表面開始向內部移動，空氣傳遞的熱量必須達到物料內部才能使物料內部的水分汽化，干燥過程的傳熱、傳質途徑增加，阻力加大，水分由內部向表面傳遞的速率越來越小，干燥速率比CD段下降更快（圖中DE段），到達E點時速率降為零，物料的含水量降至該空氣狀態下的平衡含水量x*，再繼續干燥也不可能降低物料的含水量。DE段稱為第二降速階段。課堂小結1、物料中水分的性質（1）非結合水和結合水（2）自由水和平衡水2、干燥特性曲線3、干燥過程及其影響因素：物料預熱階段、恒速干燥階段和降速干燥階段§10-2干燥器的選擇知識目標要求:１.掌握干燥器的選用原則；２.了解各類干燥方法的優缺點。能力目標要求:能夠運用干燥器的選用原則，正確判斷和選用干燥設備。根據操作壓力不同，干燥可分為常壓干燥和真空干燥。常壓干燥適合于干燥沒有特殊要求的物料；真空干燥操作溫度相對較低，適合于特殊物料的干燥，如熱敏性、易氧化或要求產品含水量極低的物料干燥。一、干燥分類根據操作壓力不同，干燥可分為常壓干燥和真空干燥。常壓干燥適合于干燥沒有特殊要求的物料；真空干燥操作溫度相對較低，適合于特殊物料的干燥，如熱敏性、易氧化或要求產品含水量極低的物料干燥。-26

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根據對物料加熱方式的不同，干燥可分為對流干燥、傳導干燥、輻射干燥、介電干燥，以及由其中兩種或兩種以上方式組成的組合干燥。干燥設備通常就是根據對物料加熱方式的不同進行設計制造的。一、干燥分類-27

-對流干燥又稱直接加熱干燥，在化工生產中，對流干燥是最普遍的方式，常以熱空氣或其他高溫氣體（如煙道氣、惰性氣體等）為干燥介質，使之與濕物料直接接觸，以對流方式給物料供熱使濕分汽化，所產生的蒸氣被干燥介質帶走，空氣既是載熱體，又是載濕體。對流干燥的優點是干燥溫度易于控制，物料不易過熱變質，處理量大；缺點是熱能利用程度低。典型干燥設備有噴霧干燥設備、真空干燥設備、氣流干燥設備等。一、干燥分類1、對流干燥-28

-傳導干燥又稱間接加熱干燥，通過讓濕物料與設備的加熱面相接觸，將熱能直接傳導給濕物料，使物料中水分汽化，同時用空氣將濕氣帶走。干燥時設備的加熱面是載熱體，空氣是載濕體。傳導干燥的優點是熱能利用程度高，水分蒸發量大，干燥速度快；缺點是當溫度較高時易使物料過熱而變質。典型干燥設備有轉筒干燥設備、真空干燥設備、冷凍干燥設備。一、干燥分類2、傳導干燥-29

-輻射干燥是利用輻射器產生的輻射能以電磁波的形式（如微波、紅外線）發射到濕物料表面，被物料吸收并轉化為熱能，使濕分汽化而被帶走。輻射源有電能和熱能兩種。其中用電能的輻射器有專供發射紅外線、遠紅外線或微波的裝置。輻射干燥是以電磁輻射波為熱源，空氣為載濕體，其優點是安全、環保、效率高；缺點是耗電量較大，設備投入高。這類干燥設備有紅外線輻射干燥器等。一、干燥分類3、輻射干燥-30

-介電干燥是將需要干燥的物料置于高頻電場內，利用高頻電場的交變作用將濕物料加熱，汽化水分。其加熱方式不是由外而內，而是內外同時加熱，可以加快水分的汽化，縮短干燥時間。這類干燥設備有微波干燥器等。一、干燥分類4、介電干燥-31

-有些物料的特性較為復雜，用單一的干燥方法往往達不到工藝要求。若將兩種或兩種以上的干燥方法適當串聯組合，則有可能滿足生產的要求，這就是組合干燥，如噴霧和流化床組合干燥、噴霧和輻射組合干燥等。一、干燥分類5、組合干燥-32

-干燥器是干燥設備的簡稱，少數情況下也稱干燥機（如有運動裝置的干燥設備）。由于藥品種類繁多，物理和化學性質復雜多樣，質量標準和工藝對干燥的要求各不相同，為適應被處理物料在形態、物性上的多樣性以及對干燥成品規格的不同要求，工業上應用的干燥器類型很多，可根據不同的方法對干燥器進行分類。二、干燥器的分類和選用原則（１）按操作壓力可分為常壓干燥設備和減壓（真空）干燥設備。（２）按操作方式可分為連續干燥設備和間歇干燥設備。間歇干燥設備是藥品干燥過程經常采用的設備。（３）按被干燥物料的形態可分為塊狀、帶狀、粒狀、溶液、膏糊狀或漿狀物料干燥器等。二、干燥器的分類和選用原則1、干燥器的分類（４）按干燥器的結構可分為廂式、隧道式、轉筒式、氣流式干燥器等。（５）按傳熱方式可分為傳導干燥、對流干燥、輻射干燥和介電干燥以及由上述兩種或兩種以上方式組成的組合干燥器。二、干燥器的分類和選用原則1、干燥器的分類（１）干燥器的基本要求１）干燥器能滿足產品的干燥工藝要求，如能達到指定的干燥程度等。２）干燥器對干燥產品無損害，如能夠保持產品的結晶性狀、色澤，產品在干燥中不變形或龜裂等。３）干燥速率快，提高設備的生產能力，縮短干燥時間，做到“小設備，大生產”。二、干燥器的分類和選用原則2、干燥器的基本要求和選用原則（１）干燥器的基本要求４）干燥系統的熱效率高，熱效率是干燥設備的主要經濟指標，干燥裝置熱利用好，熱效率高，節約生產成本。５）干燥系統的流體流動阻力要小，以降低輸送機械能量的消耗，降低成本。６）操作控制簡單方便，安全可靠，對環境污染小，勞動條件良好，附屬設備簡單等二、干燥器的分類和選用原則2、干燥器的基本要求和選用原則（２）干燥器的選用原則１）干燥器能保證干燥產品的質量，干燥后的產品能符合GMP等相關法規的規定，這需要了解被干燥物料的性質，如耐溫性、熱敏性、黏附性、初始和最終濕含量、毒性、可燃性等。２）干燥器符合化工設備強度、精度、表面粗糙度及運轉可靠性等要求，根據被干燥物料的性質和產量，生產工藝要求和特點，以及干燥器是否可拆卸、易清洗、無死角、環境保護等方面綜合考量，選擇干燥器的結構、型號及規格。二、干燥器的分類和選用原則2、干燥器的基本要求和選用原則（２）干燥器的選用原則３）干燥器的生產能力盡可能強，或者說物料達到指定干燥程度所需時間盡可能短。這需要了解被干燥物料中水分的結合性質，選擇干燥方式，盡可能使物料分散以降低物料臨界含水率，設法提高降速階段的干燥速率。４）干燥器具有較高的熱效率，采用價格低廉的熱源。５）干燥器操作的勞動強度、操作難易、安全環保、占地面積及高度等其他方面的因素.二、干燥器的分類和選用原則2、干燥器的基本要求和選用原則（3）干燥器選擇的影響因素１）物料的形態２）物料的熱敏性３）物料的黏附性４）操作壓力５）生產方式二、干燥器的分類和選用原則2、干燥器的基本要求和選用原則６）干燥量７）干燥產品的形狀８）經濟性９）環境及其他因素10）其他因素課堂小結1、干燥分類（1）對流干燥、傳導干燥（2）輻射干燥、介電干燥、組合干燥2、干燥器的分類和選用原則（1）干燥器的分類（2）干燥器選擇的基本要求和影響因素§10-3干燥設備知識目標要求:１.掌握各類干燥設備的使用方法、優缺點及注意事項；２.掌握各類干燥設備的結構；３.熟悉各類干燥設備的工作原理。能力目標要求:１.能夠運用所學的理論知識，判斷和選用合適的干燥設備；２.能夠運用所學的理論知識，解決實際生產操作問題。一、廂式干燥器廂式干燥器又稱盤架式干燥器，一般由鼓風機、氣流調節器、裝料托盤、裝料推車、隔板、加熱器和溫度控制系統等部分組成。廂式干燥器主要是以強制的方式，使熱空氣通過濕物料表面而達到干燥的目的，是一種間歇、對流式干燥器，一般為常壓操作，物料分批放入，干燥結束后批量取出。小型的廂式干燥器稱為烘箱，大型的稱為烘房。一、廂式干燥器箱式干燥器

箱式干燥器外形一、廂式干燥器廂式干燥器結構簡單、適應性強，干燥程度可通過改變干燥時間和干燥介質的狀態來調節。但廂式干燥器具有生產效率低、物料不能翻動、干燥不均勻、產品質量不穩定、裝卸勞動強度大、操作條件差等缺點，一般用于小規模物料的干燥，或允許在干燥器內停留時間長而不影響產品質量的物料干燥，適用于多種粒狀、片狀、膏狀、不允許粉碎和較貴重的物料干燥。下面介紹三種常見的廂式干燥器。熱空氣沿濕物料表面平行通過的廂式干燥器稱為水平氣流廂式干燥器，該干燥器整體為一廂形結構，如圖所示，周圍設有保溫層，以防止熱量損失。前面是門，用以裝卸物料。大型廂式干燥器在操作時，將需要干燥的濕物料（料層厚度一般為10～100mm）放在物料盤中，用小車一起推入廂內。新鮮空氣由風機吸入，經加熱器預熱到一定程度后，沿擋板均勻地進入各層擋板之間，在物料上方掠過而起干燥作用；部分廢氣經排出管排出，余下的循環使用，以提高熱利用率。一、廂式干燥器1、水平氣流廂式干燥器廢氣循環量可以用吸入口及排出口的擋板進行調節。空氣的速度由物料的粒度而定，應使物料不被帶走為宜。濕物料經干燥達到質量要求后，打開廂門，取出干燥產品。一、廂式干燥器1、水平氣流廂式干燥器水平氣流廂式干燥器1，13-冷凝水；2-干燥器門；3，8-加熱蒸汽；4-空氣；5-循環風扇；6-尾氣；7-上部加熱管；9-氣流導向板；10-隔熱器壁；11-下部加熱管；12-干燥物料；14-載料小車對于顆粒狀物料的干燥，可將物料放在多孔的淺盤（網）上，鋪成一薄層。每層物料盤之間插入斜放的擋風板，引導熱風自下而上或自上而下均勻地通過物料層。這種干燥器中熱空氣與濕物料的接觸面積大，內部水分擴散距離短，因此干燥效果較水平氣流廂式好，其干燥速率通常為水平氣流廂式的３～10倍。但穿流氣流廂式干燥器動力消耗大，對設備密封性要求較高。另外，熱風形成穿流氣流容易引起物料飛散，要注意選擇適宜風速和料層厚度。一、廂式干燥器2、穿流氣流廂式干燥器若被干燥的物料熱敏性強、易氧化及易燃燒，或排出的尾氣需要回收以防污染環境，則在生產中往往使用真空廂式干燥器。其干燥室為鋼制外殼，內部安裝有多層空心隔板承載被干燥物料。干燥時用真空泵抽走由物料中汽化的水氣或其他蒸氣，從而維持干燥器中的真空度，使物料在一定的真空度下達到干燥的效果。真空廂式干燥器的熱源為低壓蒸氣或熱水，熱效率高，被干燥物料不受污染；缺點是設備結構和生產操作都較為復雜，相應的費用也較高。一、廂式干燥器3、真空廂式干燥器在制藥生產中，帶式干燥器是最常用的一類連續式干燥設備，簡稱帶干機。其基本工作原理是將濕物料平鋪在帆布或金屬絲等連續傳動的傳送帶上，利用熱氣流、紅外線或微波等加熱干燥物料。干燥室的截面多為長方形，內部安裝有網狀傳送帶，物料置于傳送帶上，氣流與物料錯流流動，在傳送帶前移過程中，物料不斷地與熱空氣接觸而達到干燥的目的。干燥室通常分成多個區段，每個區段都可安裝風機和加熱器。在不同區段內，氣流的方向、溫度、濕度及速度都可以不同，如在濕料區段，操作氣速可大些。二、帶式干燥器根據帶式干燥器的結構，可分為單級帶式干燥器、多級帶式干燥器、多層帶式干燥器等。制藥行業中主要使用的是單級帶式干燥器和多層帶式干燥器。帶式干燥器僅適用于具有一定粒度且沒有黏性的固態物料的干燥，其優點是物料的色澤變化和濕含量指標一致；物料形狀不易受到損壞；結構簡單，使用方便；干燥介質的質量、溫度、濕度和排氣的循環量等可根據工藝的需要實施單元控制。其缺點是這種干燥器的生產能力及熱效率均較低，熱效率在40％以下，占地面積大，運行時噪聲也大。二、帶式干燥器一定粒度的濕物料從進料端由加料裝置被連續均勻地分布到傳送帶上，傳送帶具有用不銹鋼絲網或穿孔不銹鋼薄板制成的網目結構，以一定速度傳動；空氣經過濾、加熱后，垂直穿過物料和傳送帶，完成傳熱傳質過程，物料被干燥后傳送至卸料端，循環運行的傳送帶將干燥料自動卸下。整個干燥過程是連續的。1、單級帶式干燥器二、帶式干燥器由于干燥有不同階段，干燥室往往被分隔成幾個區間，這樣每個區間可以獨立控制溫度、風速、風向等運行參數。例如，在進料口濕含量較高區間，可選用溫度、氣流速度都較高的操作參數；中段可適當降低溫度、氣流速度；末端氣流不加熱，用于冷卻物料。這樣不但能使干燥有效均衡地進行，而且還能節約能源，降低設備運行費用。但由于傳送帶不可能很長，所以單級帶式干燥器只適用于干燥時間短的物料。1、單級帶式干燥器二、帶式干燥器空氣經預熱后從下部進入，由下向上依次流過各層物料。相鄰的兩根環帶的運動方向相反。濕物料從最上層的帶子上方加入，隨著帶子移動，并依次落入下一根環帶，最后從下部卸出干燥的物料。這種干燥器不僅使物料多次翻轉，維持了通氣性，還增加了堆積厚度，增大了比表面積，提高了降速階段的干燥速率。2、多層帶式干燥器二、帶式干燥器多層帶式干燥器的傳送帶層數通常為3～5層，多的可達15層，上下相鄰兩層的傳送方向相反。傳送帶的運行速度由物料性質、空氣參數和生產要求決定，上下層可以速度相同，也可以不相同，許多情況是最后一層或幾層的傳送帶運行速度適當降低，這樣可以調節物料層厚度，達到更合理利用熱能的目的。2、多層帶式干燥器二、帶式干燥器采用氣體在管內流動來輸送粉粒狀固體的方法稱為氣力輸送。在氣力輸送狀態下進行的干燥方法稱為氣流干燥。氣流干燥器主要用于在潮濕狀態時仍能在氣體中自由流動的顆粒物料，可利用高速的熱氣流使粉、粒狀的物料懸浮于其中，在氣流輸送過程中進行干燥。氣流式干燥器屬于連續式、對流式、常壓干燥器，被廣泛用于熱敏性、含有較多非結合水的粉狀或顆粒狀物料的干燥，是目前制藥工業中應用最廣泛的一種干燥設備。三、氣流干燥器氣流干燥器主要由預熱器、螺旋加料器、干燥器、旋風分離器、風機等組成。干燥器是一個直立的干燥管，一般長度均在10ｍ以上。被干燥的物料直接從加料器加入氣流管中，空氣由鼓風機送入，經過濾并經預熱器加熱后進入氣流干燥管內，而濕物料經螺旋加料器連續送入干燥管，在干燥管中被高速上升的熱氣流分散并呈懸浮狀，空氣與濕物料在流動中充分接觸，并做劇烈的相對運動，進行熱量和質量的傳遞，從而達到干燥的目的。已干燥的顆粒經旋風分離器分離后流出，廢氣則由風機排出。三、氣流干燥器1、氣流干燥器及其流程（１）優點１）干燥效率高，生產能力強。２）熱損失小，熱效率高。３）設備結構簡單，易制造，易維修，成本低，且操作連續穩定，自動化程度高，便于控制。三、氣流干燥器2、氣流干燥器的特點（2）缺點１）動力消耗大。２）物料與器壁的磨損較大，難以保持干燥前的結晶狀態和光澤，不適用于易粉碎物料的干燥。３）物料在器內的停留時間短，不適用于含結合水較多的物料的干燥。４）為了除去被氣流夾帶的細小顆粒，對除塵器的要求高，且不適用于干燥有毒的物質。５）干燥器的主體較高，對廠房高度有一定的要求。三、氣流干燥器2、氣流干燥器的特點為了提高氣流干燥器的干燥效果或降低干燥管的高度，盡量提高干燥管底部氣體和顆粒間的相對速度，可以做以下改進。（１）多級氣流干燥器（２）脈沖式氣流干燥器（３）旋風式氣流干燥器三、氣流干燥器3、氣流干燥器的改進在一個干燥設備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當氣體由設備下部通入床層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床層內就會產生沸騰狀態，這種床層稱為流化床。采用這種方法進行物料干燥稱為流化床干燥，又稱沸騰床干燥，是固體流態化技術在干燥過程中的應用，適用于粉粒狀物料的干燥。流化床干燥器的形式很多，按操作方式可分為間歇式和連續式流化床干燥器；按結構形式可分為單層流化床、多層流化床、臥式多室流化床等。四、流化床干燥器單層流化床干燥器是最簡單的流化床干燥器，主要由鼓風機、加熱器、加料器、流化床干燥室、旋風分離器、過濾器等組成。單層流化床干燥器上大下小，呈蘑菇形，流化床下部的圓筒直徑逐漸減小，底部裝有氣體分布板，在干燥室中部設計有加料口；流化床上部的圓筒直徑較大，形成開闊空間，供物料顆粒上下沸騰使用。空氣出，被引風機輸送到旋風分離器分離收集顆粒，從旋風分離器中出來的氣體含有細粉，經袋式過濾機過濾后，空氣和水蒸氣排空，細粉被收集在細粉儲存器中。四、流化床干燥器1、單層流化床干燥器單層流化床干燥器結構簡單，操作方便，生產能力大，在制藥行業上應用廣泛，適用于床層顆粒靜止高度低（300～400mm）、容易干燥、處理量較大且對最終含水量要求不高的產品。缺點是物料都在一個干燥室里，因此從排料口出來的物料干燥產品含水量不夠均勻。四、流化床干燥器1、單層流化床干燥器為解決單層流化床干燥器存在的物料停留時間分布寬、干燥產品殘余水分不均勻等問題，就出現了多層流化床干燥器。多層流化床干燥器的結構，類似于氣液傳質設備中的板式塔，可分為溢流管式和多孔板式。溢流管式多層流化床干燥器的關鍵是溢流管的設計和操作，但不易掌握，為了簡化結構，多采用多孔板式，但后者操作控制要求較嚴，如控制不當則各層不易形成穩定的流化層，物料也不能有控制地由上層定量流至下層。在多層流化床中，濕物料從床頂加入逐漸下移，由床底排出。四、流化床干燥器2、多層流化床干燥器熱空氣由床底送入，并向上通過各層，形成物流與氣流逆向流動狀況，物料的停留時間分布和干燥程度較均勻，產品質量易控制。由于氣體與物料多次接觸，使廢氣的水蒸氣飽和度提高，熱利用率得到提高。多層流化床干燥器主要適用于干燥降速階段的物料，或干燥產品濕含量很低的物料。四、流化床干燥器2、多層流化床干燥器為了克服多層流化床干燥器結構復雜、床層阻力大、操作不易控制等缺點，以及保證干燥后產品的質量，后來又開發出一種臥式多室流化床干燥器。臥式流化床干燥器中物料通過方向與重力方向垂直，物料的通過完全依靠外界動力，因而易于控制。四、流化床干燥器3、臥室多室流化床干燥器與多層流化床干燥器相比，臥式多室流化床干燥器高度較低，結構簡單，操作方便，易于控制，流體阻力較小，對各種物料的適應性強，不僅適用于各種難于干燥的粒狀物料和熱敏性物料，而且已逐步推廣到粉狀、片狀等物料的干燥，且干燥產品含濕量均勻，因而應用非常廣泛。四、流化床干燥器3、臥室多室流化床干燥器振動流化床干燥器是一種新技術，是在普通流化床干燥器上施加振動而成的，是普通流化床干燥器的一種改進形式。振動流化床干燥器有間歇式和連續式兩類，床型有直形槽或螺旋形槽，空氣的動力由真空裝置或鼓風裝置提供。四、流化床干燥器4、振動流化床干燥器塞流式流化床干燥器從氣體分布板中心進料，在分布板邊緣出料，進、出料口之間設有一道螺旋形塞流擋板。物料從中心進料管進入后即被熱空氣流化，并被強制沿著螺旋形塞流擋板通道移動，一直到達邊緣的溢流堰出料口卸出。由于連續的物料流動和窄的通道限制了物料的返混，停留時間得到很好的控制。因此，在多種復雜的操作中能夠保持顆粒停留時間基本一致，產品濕含量低，與熱空氣接近平衡，且無過熱現象。四、流化床干燥器5、塞流式流化床干燥器閉路循環流化床干燥器是采用低含水率（含濕0.01％）氣體作為干燥介質。通常，濕分為有機溶劑時，一般采用氮氣作為干燥介質；濕分為水時，則采用空氣。在閉路循環干燥過程中，蒸發出來的濕分被連續冷凝成液體而除去，介質濕分的含量降低。四、流化床干燥器6、閉路循環流化床干燥器干燥介質經加熱后重新循環利用，其相對濕度進一步降低，又擁有較大的載濕能力，為深度干燥創造條件，成品的含水率可達0.02％～0.1％。采用氮氣作為干燥介質時，產品穩定性好，并消除了爆炸、燃燒等危險。干燥速度快，生產能力較強，無污染，生產環境好，勞動強度低等都是其顯著優點。四、流化床干燥器6、閉路循環流化床干燥器將溶液、乳濁液、懸浮液或漿料等在熱風中噴霧成細小的液滴，在它下落的過程中，液滴中的水分被蒸發而形成粉末或顆粒狀產品，這樣的過程稱為噴霧干燥。根據干燥產品的要求，可以制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。所用的干燥介質大多數是熱空氣；對于在空氣中容易發生燃燒或爆炸的有機溶劑，應采用惰性氣體（如氮氣、過熱蒸氣）或煙道氣等作為干燥介質。五、噴霧干燥器噴霧干燥器有許多分類方法，按氣液流向分為并流式（順流式）、逆流式和混流式；按霧化器的安裝方式分為上噴下式、下噴上式；按系統分類有開放式、部分循環式和閉路循環式等。目前噴霧干燥的霧化器有多種類型，習慣上，人們常對噴霧干燥器按霧化方式進行分類，也就是按霧化器的結構分類，將其分為轉盤式（離心式）、壓力式（機械式）、氣流式（雙流體或三流體式）三種類型。五、噴霧干燥器噴霧干燥裝置處理的料液雖然差別很大，所得的產品形狀也不盡相同，但其工藝流程卻基本相同。原料液由料液儲罐經過濾器過濾后，由送料泵輸送到噴霧干燥室頂部的霧化器中霧化為霧滴；干燥過程所需的熱空氣由鼓風機經空氣過濾器、預熱器加熱到所要求的溫度后，再經空氣分布器均布后進入噴霧干燥室的頂部；五、噴霧干燥器1、噴霧干燥器的工作原理霧化的霧滴和來自空氣分布器的熱風在噴霧干燥室內相互接觸、混合，進行傳熱與傳質，即進行干燥；干燥的產品一部分由噴霧干燥室的底部經卸料器排出，另一部分與廢氣一起進入旋風分離器被分離下來；廢氣經排風機排空。五、噴霧干燥器1、噴霧干燥器的工作原理五、噴霧干燥器噴霧干燥器示意圖1-料液貯罐；2-料液過濾器；3-送料泵；4-霧化器；5-預熱器；6-鼓風機；7-空氣分布器；8-噴霧干燥室；9-旋風分離器；10-排風機；11-空氣過濾器（１）壓力式霧化器壓力式霧化器即壓力式噴嘴（也稱機械式噴嘴），是噴霧干燥操作廣泛應用的霧化器形式之一。（２）旋轉式霧化器旋轉式霧化器工作原理是將溶液供給到高速旋轉的離心盤上，由于受到離心力及氣液間的相對速度而產生的摩擦力的作用，液體被拉成薄膜，并以不斷增長的速度從盤的邊緣甩出而形成霧滴。五、噴霧干燥器2、霧化系統的分類（３）氣流式霧化器氣流式霧化器是采用壓縮空氣或蒸氣以很高的速度從噴嘴噴出，靠氣液兩相間的速度差所產生的摩擦力，使料液分裂為霧滴。五、噴霧干燥器2、霧化系統的分類噴霧干燥器的最大特點是能將液態物料直接干燥成固態產品，省去了干燥前要進行的蒸發、結晶、過濾以及干燥后的篩分等操作，生產流程縮短，連續化和自動化程度高。物料的溫度不超過熱空氣的濕球溫度，不會產生過熱現象，物料有效成分損失少，產品質量好，且干燥的時間很短，一般為幾秒到幾十秒，故特別適合于熱敏性物料的干燥。五、噴霧干燥器3、噴霧干燥器的特點干燥的產品疏松、易溶，可通過改變操作條件控制或調節產品指標，如顆粒直徑、粒度分布、物料最終濕含量等，根據工藝要求，可將產品制成粉末狀或空心球形等。噴霧干燥是在密閉的設備內進行的，操作環境粉塵少，控制方便，可減輕勞動強度，改善勞動條件。缺點是干燥中霧滴易黏附于器壁上，影響產品的質量，單位產品耗能大，熱效率和體積傳熱系數都較低，設備體積大，干燥輔助設備結構復雜，一次性投資較大，造價高等。五、噴霧干燥器3、噴霧干燥器的特點在工業噴霧干燥操作中，最容易出現的異常情況就是黏壁現象。當噴嘴噴出的霧滴還未完全干燥且帶有黏性時，一旦與干燥塔的塔壁接觸，就會黏附在塔壁上，產品堆積或存在于內壁表面，時間一久，料塊脫落進入產品，嚴重影響產品粒度和質量。黏壁嚴重時，甚至無法正常生產。防止產生黏壁現象的方法主要有以下三種。（１）選用結構合理的噴霧干燥塔（２）注意霧化器的選擇、安裝和操控（３）改進熱風進入塔內的方式五、噴霧干燥器4、噴霧干燥器的黏壁現象轉筒式干燥器也常稱為回轉式烘干機，屬于常壓干燥器，主要部件為一個與水平略呈傾斜的旋轉圓筒。濕物料從圓筒的高端送入，經過圓筒內部時，與通過筒內的熱風或加熱圓筒壁面有效接觸而被干燥