分离技术干燥基本知识第一节干燥基本知识.pptVIP

第一节 干燥基本知识 干燥是借助加热使物料中的水分蒸发或借助冷冻 使物料中的水结冰后升华而被除去的操作。 干燥是利用热能去湿的操作，能量消耗较大，所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿，然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。 一、干燥的目的及干燥过程的本质 ① 可以减轻重量，缩小体积，降低运输费用 ② 增加药物的稳定性，便与贮存 ③ 便于制备各种剂型以及进一步处理 1、干燥的目的 2、干燥过程的本质 湿热气体流过湿物料的表面，物料表面温度低于气体温度；由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使湿分汽化；在分压差的作用下，湿分由物料表面向气流主体扩散，并被气流带走。本质是被除去的湿分从固相（被干燥的固体）转移到气相（干燥介质）中。 除湿的方法很多，生产中常用的方法有： 二、固体物料的去湿方法 ①机械去湿法 即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。耗能较少、较为经济，但除湿不完全。 ②物理去湿法 （吸附脱水法） 即用干燥剂（如无水氯化钙、硅胶）等吸去湿物料中所含的水分，该方法只能除去少量水分，适用于实验室使用。 ③热能去湿法（加热去湿法） 即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。 三、干燥操作方法的分类 1、按操作压强分类 分为常压干燥和真空干燥。真空干燥主要用于 处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的 场合。 2、按操作方式分类 分为连续操作和间歇操作。间歇操作适用于小批量、 多品种或要求干燥时间很长的特殊场合。 对流干燥　使干燥介质直接与湿物料接触， 热能以对流方式加入物料，产 生的蒸汽被干燥介质带走。干燥 介质在这里是载热体又是载湿体。 3、按传热方式分类 传导干燥　热能通过传热壁面以传导方 式传给物料，产生的湿分蒸 汽被气相(又称干燥介质)带 走，或用真空泵排走。 冷冻干燥 是将含水物料温度降到冰点以下，使水分冷冻成冰，然后在较高真空度下使冰直接升华而除去水分的干燥方法。 辐射干燥 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到固体物料的表面，为物料吸收而转变为热能，从而使湿分气化。 介电加热干燥(微波炉) 此法是将待干燥物料置于高频电场内，由于高频电场的交互作用，使物料内部的极性分子（如水分子）产生振动，其振动能量使物料发热而达到干燥的目的。 四、湿物料的湿分含量 1、湿度m 指湿物料中湿分质量W占湿物料总质量G的百分数。 W——湿分质量，kg G——湿物料总质量，G=G0+W，kg G0——绝干物料质量，kg 2、湿含量M 指湿分的质量W与绝干物料的质量G0的之比。 （kg湿分/kg绝干物料） 四、干燥过程的机理 干燥过程 热量传递到湿物料表面 热空气流过物料表面 湿物料表面水分汽化并被带走 表面与内部出现水分浓度差 内部水分扩散到表面 传热 传质 传质 干燥过程推动力 传质推动力：物料表面水分压大于热空气中的水分压 传热推动力：热空气的温度大于物料表面的温度 五、物料与湿分结合的性质 1、平衡水分和自由水分 平衡水分是当湿物料与一定温度和湿度的湿空气接触，物料将释放水分或吸收水分，直至物料表面所产生的水蒸汽分压与空气中水蒸汽分压相等，此时，物料中所含水分不再因与空气接触时间的延长而有增减，含水量恒定在某一含水量。 自由水分是物料中所含的大于平衡水分的那部分水分，即干燥中能够除去的水 分。 2、结合水分和非结合水分 (1)结合水分 包括物料细胞壁内的水分、小毛细管中的水分、 结晶水 ;结合水分较纯水更难除去。 通过化学力或物理化学力与固体物料相结合的水分称为结合水分。 结合水与物料结合力较强 包括物料中吸附的水分和孔隙中的水分，在干燥过 程中极易除去。 (2)非结合水分 物料中所含的大于结合水分的那部分水分，称为非结合水分。 非结合水分通过机械的方法附着在固体物料上。 湿含量 X Xh 相对湿度 ? 非结合水分 结合水分 自由水分 平衡水分 X* 0 1.0 0.5 ??●自由水分是在干燥中可以除去的水分，而平衡水分是不能除去的，自由水分和平衡水分的划分除与物料有关外，还决定于空气的状态。 ??●非结合水分