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1、第15章 干燥設備,第15章 干燥設備,第1節(jié) 廂式干燥器 第2節(jié) 帶式干燥器 第3節(jié) 流化床干燥器 第4節(jié) 噴霧干燥器 第5節(jié) 真空干燥器 第6節(jié) 真空冷凍干燥器 第7節(jié) 微波真空干燥器,五、固體的干燥,干燥是利用熱能使物料中的濕分(水分或其它溶劑)汽化，并利用氣流或真空帶走汽化的濕分，從而獲得干燥產(chǎn)品的操作。 使?jié)穹制募訜岱绞接校簾醾鲗Ъ訜?、對流加熱、熱輻射加熱、介電加熱等?干燥的目的：使藥物便于加工、運輸、貯藏和使用，保證藥品的質量和提高藥物的穩(wěn)定性，但并不是說干燥后水份含量越低越好。,(一)干燥的基本理論,1、干燥原理 pwp，進行干燥； pw=p，干燥即行停止； pw
2、。 pw為濕物料表面的水蒸氣分壓；p為水蒸氣分壓； tw為物料表面溫度； 為物料表面氣膜的厚度。,2、濕空氣的性質,濕空氣是絕干空氣和水蒸氣的混合物。能用于干燥的濕空氣必須是不飽和空氣，從而可繼續(xù)容納水分。 采用熱空氣作為干燥介質的目的不僅是為了提供水分氣化所需的熱量，而且是為了降低空氣的相對濕度以提高空氣的吸濕能力。 空氣性質對物料的干燥影響很大，而且隨著干燥過程的進行不斷發(fā)生變化。,空氣的常用性質：,當空氣達飽和時， t=tw。 當空氣未飽和時， ttw。 空氣的濕度越小， t和tw的差值越大。,(1)干球溫度與濕球溫度,干球溫度(dry bulb temperature)是用普通溫度計在
3、空氣中直接測得的溫度，常用t表示。 濕球溫度(wet bulb temperature)是在溫度計的感溫球包以濕紗布放置在空氣中，傳熱和傳質達到平衡時所測得的溫度，常用tw表示。,空氣的常用性質：,空氣濕度(humidity，H)系單位質量干空氣帶有的水蒸氣的質量(kg水蒸氣/kg干空氣)。 H=0.622p/(P-p) 式中，P為濕空氣的總壓，Pa；p為水蒸氣分壓；0.622為水分子量18與空氣分子量29之比。,(2)濕度和相對濕度,相對濕度 (relative humidity，RH) 是指在一定總壓及溫度下，濕空氣中水蒸氣分壓p與飽和空氣中水蒸氣分壓ps之比的百分數(shù)，常用RH%
4、表示。 RH%= p/ps100% 飽和空氣的RH=100%； 未飽和空氣的RH<100%； 絕空氣的RH=0%； 空氣的相對濕度直接反映空氣中濕度的飽和程度。,空氣的常用性質：,(2)濕度和相對濕度,根據(jù)物料中所含水分能否干燥來劃分平衡水分與自由水分。 平衡水分 (equilibrium water)系指在一定空氣條件下，物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓等于該空氣中水蒸氣分壓，此時物料所含水分為平衡水分，是不能干燥的水分。 平衡水分與物料的種類、空氣狀態(tài)有關，根據(jù)干燥要求選擇適宜的空氣條件。 自由水分(free water)系指物料所含的水分中多于平衡水分的部分，或稱游離水分，是能干燥除去的
5、水分。,3、物料中水分的性質,(1)平衡水分與自由水分,根據(jù)物料中所含水分的干燥難易程度來劃分結合水分與非結合水分。 結合水分 (bound water)系指以物理化學方式結合的水分，數(shù)字上等于RH=100%時物料的平衡水分。 由于結合水分與物料結合力強，干燥速度緩慢，如動植物細胞壁內的水分、物料內毛細管中的水分、可溶性固體溶液中的水分等。 非結合水分(nonbound water)系指以機械方式結合的水分，與物料結合力很弱，干燥速度較快。,3、物料中水分的性質,(2)結合水分與非結合水分,（二）干燥器的物料衡算,濕物料是由絕干物料與水分所組成，含水量有兩種表示方法： 濕基含水量w,以濕物料為
6、基準的濃度表示法。 W = 濕物料中水分的質量/濕物料總質量100% 干基含水量x,以絕干物料為基準的濃度表示法。 x = 濕物料中水分的質量/濕物料中絕干物料的質量100%,1.物料中含水量的表示方法,在干燥計算中常采用干基含水量,（二）干燥器的物料衡算,按干基計算水分蒸發(fā)量： W=G(x1-x2) 濕基計算水分蒸發(fā)量： W=G1(w1-w2)/(1-w2)=G2(w1-w2)/(1-w1) 空氣消耗量L: L=W/(H2-H1) 式中，干燥前后物料的量(G1 ，G2)；物料中的含水量(w1 ，w2或x1 ,x2)；干燥過程中空氣濕度由H1變成H2。,2.水分蒸發(fā)量W(kg/s)與空氣消耗
7、量L(kg干空氣/s),干燥速度是單位時間、單位干燥面積上被干物料所能汽分的水分量。即水分量的減少值，其單位kg/(m2s)。 U=dW/Ad=-Gdx/Ad 式中，U為干燥的速度，kg/(m2s)； dW為d干燥時間(s)內水分的蒸發(fā)量，kg；A為被干物料的干燥面積，m2； G為濕物料中所含絕干物料的質量，kg；dx為物料的干基含水量的變化，kg水分/kg絕干料；負號表示物料中含水量隨干燥時間的增加而減少。,（三）干燥速度,（四）水分含量的測定方法,(1)測定水分含量時常用干燥失重測定法， 該法的干燥常采用： 保干器干燥法，常用干燥劑為無水氯化鈣、硅膠或五氧化二磷； 常壓加熱干燥；
8、 減壓干燥法等。 (2)精確測定微量水分含量時，必須采用費休法或甲苯法。,（五）干燥方法與設備,按操作方式分類：間歇式、連續(xù)式。 按操作壓力分類：常壓式、真空式。 按加熱方式分類：熱傳導干燥、對流干燥、輻射干燥、介電加熱干燥。,(1)干燥方法,(2)干燥設備,1) 廂式干燥器 廂式干燥器多采用廢氣循環(huán)法和中間加熱法。 廂式干燥器設備簡單，適應性強，應用于生產(chǎn)量少的物料間歇式干燥中。 但勞動強度大，熱量消耗量大。,(2)干燥設備,2) 流化床干燥器 亦稱沸騰干燥器，構造簡單，操作方便，有利于傳熱、傳質，提高了干燥速率；物料停留時間任意調節(jié)，適宜于熱敏性物料。 但不適宜于含水量高，易粘結成團的物料
9、，要求粒度適宜。,噴霧干燥蒸發(fā)表面積大，干燥速度非常快(數(shù)秒至數(shù)十秒)，物料的受熱時間極短，在干燥過程中霧滴的溫度大致等于空氣的濕溫度，一般 50左右，對熱敏性物料及無菌操作時非常適用。 干燥品多為松脆的空心顆粒，溶解性好。,(2)干燥設備,3) 噴霧干燥器,是利用紅外輻射元件所發(fā)射的紅外線對物料直接照射而加熱的一種干燥方式。 波長范圍0.721000m； 0.725.6m近紅外； 5.61000m遠紅外。 優(yōu)點：受熱均勻、干燥快、質量好； 缺點：電能消耗大。,(2)干燥設備,4) 紅外干燥器,使用的頻率為915Hz和245Hz。 優(yōu)點：加熱迅速、均勻、干燥快、熱效率高；對含水物料的干燥特別有利；操作控制靈活、方便； 缺點：成本高，對有些物料的穩(wěn)定性有影響。,(2)干燥設備,5) 微波干燥器,
制藥設備與工程設計第15章干燥設備
