第6章干燥技術(shù) (1)

1、任務(wù)六 干燥原理與設(shè)備 一.干燥的概念 1.干燥的定義： 借助加熱使物料中的水分蒸發(fā)或借助冷凍使物 料中的水結(jié)冰后升華而被除去的單元操作。 2.干燥的目的： （1）可以減輕重量，縮小體積，降低運(yùn) 輸費(fèi)用 （2）增加藥物的穩(wěn)定性，便于貯存 （3）便于制備各種劑型 （4）便于進(jìn)一步處理 濕熱氣體濕熱氣體流過(guò)流過(guò)濕物料濕物料的的 表面，物料表面溫度表面，物料表面溫度低于低于 氣體溫度氣體溫度; ;由于溫差的存在由于溫差的存在， 氣體以對(duì)流方式向固體物氣體以對(duì)流方式向固體物 料傳熱，使料傳熱，使?jié)穹萜瘽穹萜?；在；?分壓差的作用下，濕份由分壓差的作用下，濕份由 物料表面向氣流主體擴(kuò)散，物料表面向氣

2、流主體擴(kuò)散， 并被氣流帶走。并被氣流帶走。本質(zhì)是被本質(zhì)是被 除去的濕分除去的濕分從從固相固相（被干（被干 燥 的 固 體 ） 轉(zhuǎn) 移 到燥 的 固 體 ） 轉(zhuǎn) 移 到 氣 相氣 相 （干燥介質(zhì)）中。（干燥介質(zhì)）中。 H t q W ti p pi M 二、干燥過(guò)程的本質(zhì) 干燥過(guò)程干燥過(guò)程 熱空熱空 氣流氣流 過(guò)濕過(guò)濕 物料物料 表面表面 熱量熱量 傳遞傳遞 到濕到濕 物料物料 表面表面 濕物濕物 料表料表 面水面水 分汽分汽 化并化并 被帶被帶 走走 表面表面 與內(nèi)與內(nèi) 部出部出 現(xiàn)水現(xiàn)水 分濃分濃 度差度差 內(nèi)部?jī)?nèi)部 水分水分 擴(kuò)散擴(kuò)散 到表到表 面面 傳熱過(guò)程傳熱過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)

3、程傳質(zhì)過(guò)程 干燥過(guò)程推動(dòng)力干燥過(guò)程推動(dòng)力 傳質(zhì)推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：物料表面水分壓物料表面水分壓P P 熱空氣中的水分壓熱空氣中的水分壓P P 傳熱推動(dòng)力：傳熱推動(dòng)力：熱空氣的溫度熱空氣的溫度tt物料表面的溫度物料表面的溫度t t 三. .干燥過(guò)程的機(jī)理 四、常用的干燥方法及所用設(shè)備四、常用的干燥方法及所用設(shè)備 真空 干燥 微波 干燥 紅外線 干燥 冷凍 干燥 噴霧 干燥 沸騰 干燥 氣流 干燥 干燥方法干燥方法 1.干燥原理 利用熱空氣通過(guò)粉狀或顆粒狀濕物料的表利用熱空氣通過(guò)粉狀或顆粒狀濕物料的表 面，在流動(dòng)過(guò)程中充分與其接觸，面，在流動(dòng)過(guò)程中充分與其接觸，氣體與固體氣體與固體 物料之間進(jìn)行傳

4、熱與傳質(zhì)，物料之間進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，從而使?jié)裎锪线_(dá)到從而使?jié)裎锪线_(dá)到 干燥的目的。干燥的目的。 2.2.適用范圍適用范圍 箱式干燥器是制藥生產(chǎn)中應(yīng)用箱式干燥器是制藥生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛最廣泛 的一種干燥器，常用于干燥末期易產(chǎn)的一種干燥器，常用于干燥末期易產(chǎn) 生粉塵的糊狀、粉狀物料。特別生粉塵的糊狀、粉狀物料。特別適用適用 于小規(guī)模的干燥于小規(guī)模的干燥，如實(shí)驗(yàn)室或中間實(shí)，如實(shí)驗(yàn)室或中間實(shí) 驗(yàn)品的干燥。驗(yàn)品的干燥。 3. 箱式干燥器的種類 （1）按照氣體流動(dòng)的方式不同：分為水 平氣流箱式、穿流氣流箱式; （2）按照處理量不同:分為擱板式、小 車式。 4.箱式干燥器優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，

5、同一臺(tái)設(shè)備可適 用于干燥多種物料； 溫度可控，物料破損 少，粉塵少； 缺點(diǎn)： 裝卸物料的勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備的利用率低， 耗熱大；產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻，干燥時(shí)間長(zhǎng)； 設(shè)備容積小，物料分散不均勻。 5.5.箱式干燥器的結(jié)構(gòu)箱式干燥器的結(jié)構(gòu) 7. 箱式干燥器操作規(guī)程 (1) 通電前，先檢查設(shè)備性能是否完好，接 地線是否良好，并應(yīng)注意是否有斷電或漏 電現(xiàn)象。 (2) 接上電源，開啟電源加熱開關(guān)。 (3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定，設(shè)定極限溫度，并在溫 度快升到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，打開鼓風(fēng)。 (4) 待一切準(zhǔn)備就緒時(shí)，放入試品，關(guān)上箱 門，旋開排氣閥。 (5) 物料放置設(shè)備內(nèi)不宜過(guò)擠，散熱板上不 應(yīng)放物料。 (6) 嚴(yán)禁烘焙易燃

6、、易爆、易揮發(fā)及有腐蝕 性的物品。 (7) 打開干燥箱門觀察物料時(shí)，不能將水點(diǎn) 濺在玻璃門上，以防玻璃受驟冷而爆裂。 (8) 操作完畢后，關(guān)閉電源，清理完現(xiàn)場(chǎng)后， 方可離開。 (9) 設(shè)備由專人定期校準(zhǔn)、維護(hù)。 8. 設(shè)備安全操作規(guī)程 （1）設(shè)備要按照所規(guī)定的溫度范圍使用， 烘箱必須保持接地良好。 （2）設(shè)備附近不得堆放油盆、油桶、棉紗、布 屑等易燃物品，不得在烘箱旁進(jìn)行洗滌、刮 漆和噴漆等工作。 （3）要防止其他物件落入設(shè)備底部與電阻絲接觸 造成短路。 （4）打開烘箱前，必須先斷電。加溫過(guò)程中操作 者不得離開。 （5）不得在烘箱內(nèi)存放物品，如工具，器材零件及 油料揮發(fā)物。 （6）烘箱在工作時(shí)

7、不得進(jìn)行清潔工作，更不得用汽 油擦拭。 （7）非金屬物品放入烘箱內(nèi)加溫，一定要按照工藝 規(guī)程進(jìn)行。 （8）烘箱工作前必須將通風(fēng)閘門打開，以防爆炸。 （9）使用前要檢查自控裝置，指示信號(hào)是否靈敏有 效，線路絕緣是否完好可靠。 氣流干燥定義：氣流干燥定義：利用熱空氣與粉狀或利用熱空氣與粉狀或 顆粒狀濕物料在流動(dòng)過(guò)程中充分接觸，顆粒狀濕物料在流動(dòng)過(guò)程中充分接觸， 氣體與固體物料之間進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，氣體與固體物料之間進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)， 從而使?jié)裎锪线_(dá)到干燥的目的。從而使?jié)裎锪线_(dá)到干燥的目的。 優(yōu)點(diǎn)： 1、干燥時(shí)間短 2、適用于熱敏物質(zhì) 3、生產(chǎn)能力大，投資費(fèi)用少； 4、有機(jī)的把干燥、粉碎、輸送、包裝組合

8、成一道工 序，整個(gè)過(guò)程在密閉條件下進(jìn)行，減少物料飛揚(yáng)， 防止雜質(zhì)污染，既改善了產(chǎn)品質(zhì)量，又提高了收 得率。 缺點(diǎn)： 1、不適于粘厚物料的干燥 2、對(duì)晶形磨損厲害 氣流干燥的操作原理 2.2.氣流干燥器基本構(gòu)造氣流干燥器基本構(gòu)造 利用熱空氣使?jié)耦w粒懸浮、翻滾如沸騰狀， 物料的跳動(dòng)大大增加了蒸發(fā)面積，熱空氣 在顆粒間通過(guò)，在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行熱交換而達(dá) 到干燥的目的。 2.流化床干燥器的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：熱利用率高，干燥速度快；產(chǎn)品質(zhì)量好， 干燥均勻；產(chǎn)量大；干燥時(shí)不需翻料，能 自動(dòng)出料；節(jié)省勞動(dòng)力，操作方便；占地 面積小等； 缺點(diǎn)：消耗熱能大，清掃麻煩等缺點(diǎn)。 3.設(shè)備基本構(gòu)造 空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器 沸騰干燥

9、室沸騰干燥室 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 細(xì)粉捕集器細(xì)粉捕集器 排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī) （一）干燥原理（一）干燥原理 利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯 的液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的的液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的 分散微粒同熱空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅分散微粒同熱空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅 速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒內(nèi)獲速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒內(nèi)獲 得干燥。成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥室底得干燥。成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥室底 部，連續(xù)或間斷從卸料器排出。部，連續(xù)或間斷從卸料器排出。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 直接干燥溶液狀態(tài)的物料，特別是粘稠液；直接干燥溶液狀態(tài)的物料，特別是

10、粘稠液； 可控制成品含濕量；可控制成品含濕量； 可以得到空心球狀產(chǎn)品；可以得到空心球狀產(chǎn)品； 時(shí)間短，在常壓下能干燥熱敏物質(zhì)；時(shí)間短，在常壓下能干燥熱敏物質(zhì)； 規(guī)模效益，規(guī)模越大成本越低效益越規(guī)模效益，規(guī)模越大成本越低效益越高。高。 堆積比重小，體積龐大，占地大；堆積比重小，體積龐大，占地大； 粒度小，收集貯存要求高；粒度小，收集貯存要求高； 熱容量大，設(shè)備龐大，占地大；熱容量大，設(shè)備龐大，占地大； 霧化時(shí)對(duì)物料的濃度、粘度一定要求。霧化時(shí)對(duì)物料的濃度、粘度一定要求。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) （二）噴霧干燥的特點(diǎn)（二）噴霧干燥的特點(diǎn) （三）（三）噴霧干燥器結(jié)構(gòu)噴霧干燥器結(jié)構(gòu) （四）噴霧干燥的工藝過(guò)程（四）噴

11、霧干燥的工藝過(guò)程 按噴霧液滴和按噴霧液滴和 熱風(fēng)流動(dòng)方向熱風(fēng)流動(dòng)方向 分：分： 并流型并流型液液 滴和熱風(fēng)呈同滴和熱風(fēng)呈同 一方向流動(dòng)。一方向流動(dòng)。 逆流型逆流型液液 滴和熱風(fēng)呈反滴和熱風(fēng)呈反 方向流動(dòng)。方向流動(dòng)。 混流型混流型液液 滴和熱風(fēng)呈不滴和熱風(fēng)呈不 規(guī)則混合流動(dòng)。規(guī)則混合流動(dòng)。 利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤給利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤給 予溶液以離心力，使其高速甩出，形予溶液以離心力，使其高速甩出，形 成薄膜、細(xì)絲或液滴，同時(shí)又受到周成薄膜、細(xì)絲或液滴，同時(shí)又受到周 圍空氣的摩擦、阻礙與撕裂等作用形圍空氣的摩擦、阻礙與撕裂等作用形 成細(xì)霧。目前酶制劑的大型生產(chǎn)大多成細(xì)霧。目前酶

12、制劑的大型生產(chǎn)大多 采用此法，還用于酵母粉的干燥。采用此法，還用于酵母粉的干燥。 利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高壓泵將物料噴出利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高壓泵將物料噴出 分散成液滴。制藥企業(yè)用于中藥浸分散成液滴。制藥企業(yè)用于中藥浸 膏的干燥。膏的干燥。 依靠壓縮空氣或蒸氣通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)依靠壓縮空氣或蒸氣通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn) 生的高速將液體吸出并被霧化。在生的高速將液體吸出并被霧化。在 制藥工業(yè)中廣泛使用，核苷酸、農(nóng)制藥工業(yè)中廣泛使用，核苷酸、農(nóng) 用細(xì)菌殺蟲劑、蛋白酶等的干燥。用細(xì)菌殺蟲劑、蛋白酶等的干燥。 （五）霧化方式（五）霧化方式 氣流霧化氣流霧化 壓力霧化壓力霧化 離心霧化離心霧化 （六）噴霧干燥機(jī)常見故障和處理方法 （1

13、）噴霧干燥機(jī)干燥塔壁粘有濕料 故障原因分析: 1 、進(jìn)料量太大或產(chǎn)品粒度太大,不能充分蒸發(fā) 2 、干燥室內(nèi)溫度太低 3 、進(jìn)料量不穩(wěn)定 故障處理方法: 1 、適當(dāng)減少料量,增加壓力或減小噴咀孔 2 、排風(fēng)溫度未達(dá)到要求時(shí)不進(jìn)料 3 、流量要求逐漸加大調(diào)節(jié)到適當(dāng)為止 （2）噴霧干燥機(jī)產(chǎn)品粉粒太細(xì) 故障原因: 1 、料液含固量太低 2 、進(jìn)料量太小 3 、給料泵壓力過(guò)大或噴咀孔過(guò)小 故障解決方法: 1 、提高料液含固量 2 、加大料量時(shí),相應(yīng)提高進(jìn)風(fēng)溫度 3、 減小壓力或增大噴咀孔 （3）噴霧干燥機(jī)成品雜質(zhì)太多 故障原因: 1 、空氣清潔度低 2、 料液純度不高 3 、設(shè)備清潔不夠 故障解決方法:

14、 1 、將冷空氣引至清潔室內(nèi)或清潔更換空氣 過(guò)濾器 2、 噴霧前將料液過(guò)濾 3 、重新清潔設(shè)備及管道 （4）噴霧干燥機(jī)產(chǎn)品收集率低 故障原因: 旋風(fēng)收集器分離效果差 注:其分離效率還與粉末的比重和粒度有關(guān),某 些物料可根據(jù)需要增加其他收集器 故障解決方法: 提高旋風(fēng)收集器進(jìn)出口的氣密性,檢查其內(nèi)壁 及出料口有無(wú)積料堵塞現(xiàn)象 五.轉(zhuǎn)筒式干燥器 轉(zhuǎn)筒式干燥器的工作流程： 干燥器的主體為一端略呈傾斜放置的圓筒，圓 筒在齒輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，筒內(nèi)沿軸向 裝有若干抄板，物料由轉(zhuǎn)筒的較高一端送入，由 較低端卸出，干燥介質(zhì)（熱空氣、煙道氣、其他 氣體）由 轉(zhuǎn)筒的低端吹入，由較高端排出，氣固 兩相呈逆流

15、接觸。隨著圓筒的旋轉(zhuǎn)，物料首先被 抄板抄起，然后灑下，以改善氣固兩相的傳熱、 傳質(zhì)，提高干燥速率。 轉(zhuǎn)筒式干燥器的結(jié)構(gòu) 抽風(fēng)機(jī)、進(jìn)料口、出料口、轉(zhuǎn)筒、加熱器、驅(qū) 動(dòng)齒輪、 抄板、廢氣排出口等結(jié)構(gòu)。 轉(zhuǎn)筒干燥器的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 機(jī)械化程度高，生產(chǎn)能力大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，操 作穩(wěn)定方便，運(yùn)行費(fèi)用較低。 缺點(diǎn)： 裝置比較笨重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大，設(shè)備投資高， 占地面積大。 六、紅外干燥器 紅外線是一種看不見的電磁波，波長(zhǎng)范圍為 0.80-1000um.通常將波長(zhǎng)在5.6um以下的區(qū)域稱為 近紅外線，波長(zhǎng)在5.6-1000um之間的區(qū)域稱為遠(yuǎn)紅 外線。被干燥物料受到紅外線能量的輻射后，使物 料中的水分

16、氣化而干燥，故紅外干燥亦稱紅外輻射 加熱干燥。 由于物料對(duì)紅外輻射的吸收波段大部分在遠(yuǎn)紅 外區(qū)內(nèi)，因此采用遠(yuǎn)紅外干燥要優(yōu)于近紅外干燥。 1. 紅外干燥器的組成 紅外干燥裝置是由紅外輻射源、干燥室、排氣系統(tǒng)及 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。 2. 適用范圍 遠(yuǎn)紅外干燥器適用于熱敏性大的物料干燥，尤其適 用于多孔性薄層物料。在中藥生產(chǎn)中應(yīng)用于顆粒劑的濕顆 粒干燥，具有色、香、味好及顆粒干燥均勻的效果，也可 用于中藥水丸的干燥。 七.微波干燥器 1.微波干燥器的組成 微波干燥器主要由電源、微波發(fā)生器、干 燥室、連接波導(dǎo)管及冷卻系統(tǒng)等組成。其 中微波加熱器是關(guān)鍵設(shè)備。 3. 紅外干燥器的特點(diǎn) （1）優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，操作方便靈活，溫度可控， 干燥速率