無菌無塵車間干燥器的選擇

一、無菌無塵車間干燥器的分類

1.按操作壓力：可分為常壓干燥和減壓(真空)干燥。減壓(真空)干燥可降低濕分汽化溫度、提高干燥速度尤其適用于熱敏性、易氧化或終態(tài)含水量極低物料的干燥。

2.按操作方式：可分為連續(xù)操作和間歇操作。前者適用于大規(guī)模生產(chǎn)，后者適合小批量、多品種的間歇生產(chǎn)，是產(chǎn)品干燥過程經(jīng)常采用的形式。

3.按被干燥物料的形態(tài)：可分為塊狀、帶狀、粒狀、溶液或漿狀物料干燥器等。

4.按傳熱方式：分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥以及由上述2種或3種方式組成的聯(lián)合干燥器。

(1)熱傳導(dǎo)干燥器：熱量經(jīng)加熱壁以熱傳導(dǎo)方式傳給濕物料，使其中的濕分汽化，再將產(chǎn)生的蒸氣排除。熱效率(70%~80%)較高是該法主要優(yōu)點(diǎn)，但物料容易在加熱壁面因過熱而焦化、變質(zhì)。

(2)對(duì)流干燥器：利用載熱體以對(duì)流傳熱的方式將熱量傳遞給濕物料，使其中的濕分汽化并擴(kuò)散至載熱體中而被帶走。在對(duì)流干燥過程中，干燥介質(zhì)既是載熱體，又是載濕體，此法的優(yōu)點(diǎn)是容易調(diào)控干燥介質(zhì)的溫度、防止物料過熱；但因?yàn)橛写罅康臒釙?huì)隨干燥廢氣排向室而導(dǎo)致熱效率較低(30%~50%)。

(3)輻射干燥器：利用輻射裝置發(fā)射電磁波，濕物料因吸收電磁波而升溫發(fā)熱，致使其中的濕分汽化并加以排除。干燥過程中，由于電磁波將能量直接傳遞給濕物料，所以傳熱效率較高。輻射干燥具有干燥速度快、使用靈活等特點(diǎn)，但在干燥過程中，物料攤鋪不宜過厚。

以上3種方法的共同點(diǎn)在于：傳熱與傳質(zhì)的方向相反。干燥中，熱量均由濕物料表面向內(nèi)部傳遞，而濕分均由濕物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f。由于物料的表面溫度較高，此處的濕分也將首先汽化，并在物料表面形成蒸氣層，增大了傳熱和傳質(zhì)的阻力，所以干燥時(shí)間較長。

(4)介電干燥器：介電干燥又稱為高頻干燥，是將被干燥物料置于高頻電場(chǎng)內(nèi)，在高頻電場(chǎng)的交變作用下，物料內(nèi)部的極性分子的運(yùn)動(dòng)振幅將增大，其振動(dòng)能量使物料發(fā)熱，從而使?jié)穹制_(dá)到干燥的目的。一般情況下，物料內(nèi)部的含濕量比表面的高，而水的介電常數(shù)比固體的介電常數(shù)大，因此物料內(nèi)部的吸熱量較多，從而使物料內(nèi)部的溫度高于其表面溫度。此時(shí)傳熱與傳質(zhì)的方向一致，因此干燥速度較快。

通常將電場(chǎng)頻率低于300MHz的介電加熱稱為高頻加熱，在300MHz至300GHz的介電加熱稱為超高頻加熱，又稱為微波加熱。由于設(shè)備投資大，能耗高，故大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用較少。

二、無菌無塵車間干燥器的選擇原則

干燥器的選擇受多種因素影響和制約，正確的步驟須從被干燥物料的性質(zhì)和產(chǎn)量，生產(chǎn)工藝要求和特點(diǎn)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)、型號(hào)及規(guī)格，環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮，進(jìn)行優(yōu)化選擇。根據(jù)物料中水分的結(jié)合性質(zhì)，選擇干燥方式；依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行熱量衡算，為選擇預(yù)熱器和干燥器的型號(hào)、規(guī)格及確定空氣消耗量、干燥熱效率等提供依據(jù)；計(jì)算得出物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間，確定干燥器的工藝尺寸。中凈環(huán)球凈化可提供無菌車間、無塵車間的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(一)干燥器的基本要求和選用原則

(1)保證產(chǎn)品質(zhì)量要求，如濕含量、粒度分布、外表形狀及光澤等。

(2)干燥速率大，以縮短干燥時(shí)間，減小設(shè)備體積，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。

(3)干燥器熱效率高，干燥是能量消耗較大的單元操作之一，在干燥操作中能的利用率是技術(shù)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。

(4)干燥系統(tǒng)的流體阻力要小，以降低流體輸送機(jī)械的能耗。

(5)環(huán)境污染小，勞動(dòng)條件好。

(6)操作簡便、安全、可靠，對(duì)于特殊物料，要采取特殊的技術(shù)措施。

(二)干燥器選擇的影響因素

1.選擇干燥器前的試驗(yàn)：選擇干燥器前首先要了解被干燥物料的性質(zhì)特點(diǎn)，因此須采用與工業(yè)設(shè)備相似的試驗(yàn)設(shè)備來做試驗(yàn)，以提供物料干燥特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并探測(cè)物料的干燥機(jī)制，為選擇干燥器提供理論依據(jù)。通過經(jīng)驗(yàn)和有針對(duì)性的試驗(yàn)，應(yīng)了解以下內(nèi)容：工藝流程參數(shù)；原料是否經(jīng)預(yù)脫水及將物料供給干燥器的方法；原料的化學(xué)性質(zhì)；干產(chǎn)品的規(guī)格和性質(zhì)等。

2.物料形態(tài)：根據(jù)被干燥物料的物理形態(tài)，可以將物料分為液態(tài)料、濾餅料、固態(tài)可流動(dòng)料等。

3.物料處理方法：在制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝時(shí)，被干燥物料的處理方法對(duì)干燥器的選擇是一個(gè)關(guān)鍵的因素。有些物料需要經(jīng)過預(yù)處理或預(yù)成形，才能使其適合于在某種干燥器中干燥。

如使用噴霧干燥就須要將物料預(yù)先液態(tài)化，使用流化床干燥則盡量將物料進(jìn)行制粒處理；液態(tài)或膏狀物料不必處理即可使用轉(zhuǎn)鼓干燥器進(jìn)行干燥，對(duì)溫度敏感的生物制品則應(yīng)設(shè)法使其處在活性狀態(tài)時(shí)進(jìn)行冷凍干燥。

4.溫度與時(shí)間：物料的有效成分大多數(shù)是有機(jī)物以及有生物活性的物質(zhì)，它們的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是對(duì)溫度比較敏感。高溫會(huì)使有效成分發(fā)生分解、降活乃至完全失活；但低溫又不利于干燥。所以，產(chǎn)品生產(chǎn)中的干燥溫度和時(shí)間與干燥設(shè)備的選用關(guān)系密切。一般來說，對(duì)溫度敏感的物料可以采用快速干燥、真空或真空冷凍干燥、低溫慢速干燥、化學(xué)吸附干燥等。

5.生產(chǎn)方式：若干燥前后的工藝均為連續(xù)操作，或雖不連續(xù)，但處理量大時(shí)，則應(yīng)選擇連續(xù)式的干燥器；對(duì)數(shù)量少、品種多、連續(xù)加卸料有困難的物料干燥，則應(yīng)選用間歇式干燥器。

6.干燥量：干燥量包括干燥物料總量和濕分蒸發(fā)量，它們都是重要的生產(chǎn)指標(biāo)，主要用于確定干燥設(shè)備的規(guī)格，而非干燥器的型號(hào)。但若多種類型的干燥器都能適用時(shí)，則可根據(jù)干燥器的生產(chǎn)能力來選擇相應(yīng)的干燥器。

干燥設(shè)備的終確定通常是對(duì)設(shè)備價(jià)格、操作費(fèi)用、產(chǎn)品質(zhì)量、安全、環(huán)保、節(jié)能和便于控制、安裝、維修等因素綜合考慮后提出一個(gè)合理化的方案，選擇較佳的干燥器。

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