《干燥设备》课件.ppt

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1、制药设备及技术,第八章 干燥设备,学习目标,1、掌握干燥的概念；掌握干燥的原理和影响因素；熟悉干燥的分类。2、熟悉厢式干燥设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术；熟悉带式干燥设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术。3、掌握流化干燥原理、特点及设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术；掌握喷雾干燥的原理、特点及工作流程。4、熟悉冷冻干燥的原理、特点、干燥过程及设备的结构组成和操作技术。5、了解其他干燥设备。,第一节 概述,一、干燥的概念概念：即是借助于热能使物料中水分或其他溶剂蒸发或用冷冻将物料中的水分结冰后升华而被移除的单元操作。目的：便于固体物料的贮存、运输和计量；保证固体物料的质量及化

2、学稳定性，固体物料含水量较高时容易发生水解、氧化等化学变化，由此引起的物料含量降低、杂质含量增加及相应的外观变化是药物生产所不能允许的；方便加工、包装，例如片剂生产中将各种固体物料混合制成湿颗粒，经干燥整粒后方能压片或者填入硬胶囊等。,第一节 概述,二、干燥的分类（一）按操作方式：连续式干燥和间歇式干燥。连续式干燥具有生产能力大，干燥质量均匀，热利用率高，劳动条件好等优点；间歇式干燥具有设备投资少、操作控制方便等优点，通常用于小批量生产、处理量少或多品种生产。（二）按操作压力：常压干燥和真空干燥。没有特殊要求的物料干燥宜常压干燥，生产中多采用此类干燥；而对于热敏性或易氧化物料的干燥选择真空干燥

3、。,第一节 概述,（三）按供给热能的方式可分为：传导干燥 将湿物料与设备的加热面（热载体）相接触，热能可以直接传递给湿物料，使物料中的湿分汽化，同时用空气（湿载体）将湿气带走。对流干燥 对流干燥就是利用加热后的干燥介质，将热量带入干燥器并以对流方式传递给湿物料，又将汽化的水分以对流形式带走。辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射，湿物料吸收后转化为热能，使物料中的水分汽化，用空气带走。介电干燥 湿物料置于高频交变电场之中，湿物料中的水分子在高频交变电场内频繁地变换取向的位置产生热量冷冻干燥 将湿物料或溶液在低温下冻结成固态，在高真空下供给热量将水分直接由固态升华为气态的去除水干燥过程。组合干

4、燥 用单一的干燥方法不易达到工艺要求，可采用两种或两种以上的干燥方法串联组合，如喷雾和流化床组合干燥，喷雾和辐射组合干燥等。,第一节 概述,三、干燥原理及影响干燥速率的因素（一）干燥原理 物料的干燥过程是传热和传质同时进行传热过程：热气流作为干燥介质将热能传递至物料表面，再由表面传递至物料内部。传质过程：物料得到热量后，其表面湿分汽化，物料内部和表面之间产生湿分浓度差，湿分由内部向表面扩散，再通过物料的气膜扩散至热气流中。干燥过程得以进行必须具备传热推动力和传质推动力，使被干燥物料表面所产生的湿分蒸汽压大于干燥介质中的湿分蒸气压，即PwP，压差愈大，干燥过程进行得愈快；如果Pw-P0，表示干燥

5、介质与物料中得分蒸气达到平衡，干燥即停止；如果Pw-P0，物料不仅不能干燥，反而吸湿。,第一节 概述,（二）干燥速率及其影响因素1物料所含水分的性质（1）结合水与非结合水 结合水 指物料中与物料间借化学力或物理和化学力相结合的水分，气化时不仅要克服水分子间的作用力，还要克服水分子与固体间结合的作用力，这部分水分蒸汽压力低于同温度下纯水的蒸汽压力。包括了结晶水、溶液水、吸附水、毛细管结构中水分及溶胀水等。非结合水 系指机械地附着于物料表面、存积于大孔隙或颗粒堆积层中的水分。它们与物料结合力弱，其蒸汽压力与同温度下纯水的蒸汽压力相同。在干燥过程中容易除去这部分水分。,第一节 概述,（2）平衡水分与

6、自由水分 在一定的外部湿空气环境中(如湿空气的温度、相对湿度不变)，对湿物料中的水分加以区分：其中可用干燥方法除掉的水分是自由水分；不能除掉的是平衡水分。当物料中水的蒸气压大于空气中水的蒸气分压时，干燥过程才能发生，显然，物料中水分被干燥到所产生的蒸气压刚好等于空气中水蒸气的分压时，两者处于平衡状态，干燥不再进行，此时物料中的水分就是平衡水分。结合水与非结合水、平衡水分与自由水分是两种不同的区分。水之结合与否取决于固体物料的本身性质，与空气状态无关；而平衡水与自由水的区别则取决于周围空气的状态。,第一节 概述,干燥速率是指在单位时间内在单位干燥面积上气化的水分质量，以微分形式表示为：,式中：U

7、干燥速率，kg/（m2s）；S干燥面积，m2；W气化水分量，kg；t干燥所需时间，h；Gc湿物中绝对干燥重量，kg；X湿物料的含水量，（kg水kg绝对干料）式中负号表示物料含水量随干燥时间增加而减少。,2.干燥速率和干燥速率曲线,第一节 概述,物料的平均湿度（X）和干燥时间（t）的关系曲线，称为干燥曲线，如图8-2。AB段为预热阶段，所需时间较短可以忽略。BC段表示物料的平均湿度随时间而呈直线下降，在这段时间内，物料的表面非常湿润，物料表面水分为非结合水分，在恒定的干燥条件下，物料干燥速率保持不变，称为恒速干燥阶段。在此阶段，由于物料内部水分扩散速率大于表面水分汽化速率，所以属表面汽化控制阶段

8、。,图8-2恒定条件下物料干燥曲线,第一节 概述,曲线CE表示干燥速率随着物料湿度的下降而下降，水分自物料内部向表面扩散的速率低于物料表面上水分汽化的速率，随着物料内部含水量的减少，水分由物料内部向表面传递的速率慢慢下降，因而干燥速率也就越来越低，这个阶段称为降速干燥阶段。在降速干燥阶段，干燥速率主要决定于物料本身的结构、形状和大小等，而与空气的性质关系不大，所以降速下燥阶段又称为物料内部扩散控制阶段。CD段称为第一降速干燥阶段，DE段称为第二降速干燥阶段，达到E点后，物料的含水量已降到平衡含水量，这种条件下即使再干燥，也不可能再降低物料的含水量。C点为恒速干燥阶段转入降速干燥阶段的转折点，称

9、为临界点，该点的干燥速率（Uo）等于恒速干燥阶段的干燥速率，对应的湿含量（Xo）称为临界湿含量(或临界含水量)。,第一节 概述,干燥速率U与物料的平均湿度X的关系曲线，称为干燥速率曲线。典型的干燥速率曲线如图8-3所示。图中BC表示恒速阶段，CE表示降速阶段，C为临界点。,图8-3 恒定干燥条件下干燥曲线,第一节 概述,3、影响干燥速率的因素(1)物料的性质 包括物料的物理结构、化学组成、形状和大小、物料层的厚薄以及与水分的结合方式。(2)干燥介质的温度、湿度和流速(3)干燥的速度及方法 当干燥速度过快时，物料表面水分蒸发速度大大超过内部水分扩散到物料表面的速度，致使表面粉粒黏结，甚至熔化结壳

10、，阻碍了内部水分的扩散和蒸发，形成假干燥现象。干(4)压力 减压是促进和加快干燥的有效措施；真空干燥能降低干燥温度，加快蒸发速度，提高干燥效率。(5)干燥设备的结构 设备的结构对上述因素都有不同程度的影响.,第二节 厢式干燥器,箱式干燥又称室式干燥，一般小型的设备称烘箱，大型的称烘房，属于对流干燥，多采用强制气流的方法，为常压间歇操作的典型设备，可用于干燥多种不同形态的物料。按气体流动方式可分为平行流式、穿流式、真空式等,第二节 厢式干燥器,如图8-4所示，水平气流厢式干燥器整体呈厢形，外壁是绝热保温层，厢体上设有气体进出口，物料放于盘中，盘按一定间距放于固定架，或是小车型的可推动架上，小车能

11、方便地进出。水平气流厢式干燥器适用于干燥后期易产生粉尘的泥状物料、少量多品种湿物料的粒状或粉状。,图8-4水平气流厢式干燥器 1-加热器2-循环风机；3-干燥板层4-支架；5-干燥箱主体,一、水平气流厢式干燥器,第二节 厢式干燥器,二、穿流气流厢式干燥器穿流气流厢式干燥器结构虽与平流式相同，但堆放物料的搁板或容器的底部由金属网或多孔板构成，使热风能够均匀地穿过物料层(见图8-5)，可以提高传热效率。为使热风在物料中形成穿流，物料以粒状、片状、短纤维等宜于气流通过为宜。热风通过物料层的压降取决于物料的形状、堆积厚度及气流速度，通常在200500Pa左右。由于气流穿过物料层，因接触面积增大、内部湿

12、分扩散距离短，干燥热效率要比水平气流式的效率高310倍。,第二节 厢式干燥器,1-料盘；2-过滤器；3-盖网；4-风机 图8-5 穿流气流式厢式干燥器,第二节 厢式干燥器,穿流气流式厢式干燥器一般使用周期控制器控制每个周期中空气的温度及穿流物料层的速度以保证干燥速率及产品质量。即在恒速干燥阶段，固体表面的温度近于空气的湿球温度（湿球温度计测定，普通温度计外包裹纱布，纱布浸入水中），气体的温度可高一些；在降速干燥阶段，降低空气温度，以防止过热引起表面硬化或变质；当物料表面干燥以后，就要适当降低气速，以防扬尘，否则将增加收尘负担及环境污染，为此通常采用双速循环风机。,第二节 厢式干燥器,三、真空厢

13、式干燥器对于不耐高温、易氧化的物料,或是贵重的生物制品可以选用真空厢式干燥器。干燥时，将料盘放于每层隔板之上。钢制断面为方形的保温外壳，内设多层空心隔板，隔板中通常加热蒸汽或热水。由A管通人蒸汽，由B管流出冷凝水。关闭厢门，用真空泵将厢内抽到所需要的真空度后，打开加热装置并维持一定时间。,A-进汽多支管；B-冷液多支管；C-连接多支管与空心管的短管；D-空心隔板 图8-6 真空厢式干燥器,第二节 厢式干燥器,干燥完毕后，一定要先将真空泵与干燥箱连接的真空阀门关闭，然后缓缓放气，去除物料，最后关闭真空泵。如果先关闭真空泵，真空箱内的负压就可能将冷凝器内或真空泵里的液体倒吸回干燥器中，造成产品污染

14、并有可能损坏真空泵。,第三节 带式干燥器,带式干燥器指在长方形的干燥室或隧道内，安装带状输送设备。传送带多为网状，气流与物料错流，通常物料运动方向由若干个独立的单元段所组成。每个单元段包括循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入系统和层气排出系统。带式干燥器操作灵活，湿物料进料，干燥过程在完全密封的箱体内进行，劳动条件较好，避免了粉尘的外泄；适用于对干燥物料色泽变化或湿含量均至关重要的某些干燥过程。带式干燥器结构不复杂，安装方便，能长期运行，发生故障时可进人箱体内部检修修方便。但占地面积广，运行时噪声较大。,第三节 带式干燥器,一、单级带式干燥器 图8-6所示为典型的单级带式干燥器操作流程

15、：被干燥物料由进料端经加料装置被均匀分布到输送带上。输送带通常用穿孔的不锈钢薄板(或称网目板)制成，由电机经变速箱带动，并可以调速。空气用循环风机由外部经空气过滤器抽人，并经加热器加热后，经分布板由输送带下部垂直上吹，空气流过干燥物料层时，物料中水分汽化、空气增湿，温度降低。一部分湿空气排出箱体，其他部分则在循环风机吸人口前与新鲜空气混合再行循环。干燥介质以垂直方向向上或向下穿过物料层进行干燥的，称为穿流式带式干燥器；干燥介质在物科层上方作水平流动进行干燥的，为水平气流式带式干燥器。后者因干燥效率低，现已少使用。,第三节 带式干燥器,图8-7 单机带式干燥器操作流程,第三节 带式干燥器,二、多

16、层带式干燥器 多层带式干燥器常用于干燥速度要求较低、干燥时间较长，在整个干燥过程中工艺操作条件(如干燥介质流速、温度及湿度等)能保持恒定的场合，如图8-8所示。多层带式干燥器广泛使用于中药饮片、谷物类物料，且占地少，结构简单。但因操作中要多次装料和卸料，故不适用于易黏着输送带及不允许碎裂的物料。,第三节 带式干燥器,图8-8 多层带式干燥器示意图,干燥室是一个不隔成独立控制单元段的加热箱体。层数可达15层，最常用35层。最后一层或几层的输送带运行速度较低，使料层加厚，这样可使大部分干燥介质流经开始的几层较薄的物料层，以提高总的干燥效率。层间设置隔板可以使干燥介质的定向流动，便于物料干燥均匀,第

17、四节 流化床干燥器,流化床干燥器又称沸腾床干燥器，是利用热空气流使湿物料颗粒呈沸腾悬浮状态而实现快速干燥。一、流化床干燥器原理和特点（一）沸腾床操作原理 在一个长形的容器内装人一定量的固体颗粒，通过分布板进入床层，当气体速度较低时，固体颗粒不发生运动，这时的床层高度为静止高度；随着气流速度增大，颗粒开始松动；各气体速度继续增加，床层压降保持不变，颗粒悬浮在上面的气流中，形成的床层称为沸腾床，气流速度称为临界流化速度。当同样颗粒在床层中膨胀到一定高度时，因床层的空隙率增大而使气速下降，颗粒又重新落下而不致被气流带走。当气流速度增加到一定值，固体颗粒开始吹出容器；这时颗粒就会散满整个容器成为气体输

18、送了，此时的气流速度称为带出气速或极限气速。故流化床适宜的气速在临界流化速度和极限气速之间。,第四节 流化床干燥器,颗粒与热介质在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，所以气固相间传热、传质系数及相应的表面积均较大。由于气固相间激烈地混合和分散以及两相问快速地传热，使物料床层的温度均匀并且容易调节，为得到干燥均匀的产品提供了良好的外部条件。物料在床层内的停留时间可根据情况任意调节，所以对难以干燥或要求干燥产品含湿量低的过程特别适用。由于过程的体积传热系数较大，所以处理能力较大；又因沸腾床具有相似于流体的状态和作用，因此处理容易，物料的输送也简单。沸腾床干燥设备结构简单、造价低廉、可动部件少、操作

19、维修方便。沸腾床干燥适宜处理粉粒状物料，粒径最好在306mm范围，不适用易熟结或结块的物料的干燥。,第四节 流化床干燥器,（一）多层沸腾干燥器如图8-8表示，干燥器结构分为上下两部分，中间隔一层筛板，上下有溢流管连接，热气流由第二层的底部送入进入第一层，最后经床内气固分离器排出。待干燥的固体颗粒则由最上层加入，经溢流管进入第二层，最后由出料口排出。优点：气体和固体逆流接触，物料停留时间均匀，热利用效率高.缺点：上下两层之间的溢流管易堵导致第一层固体无法落到第二层；如果控制不当，溢流管也会造成上下两层床间的气体沟流（短路），无法形成流化状态；气体的压降比单层流化床大。,图8-9 多层流化床干燥器

20、,第四节 流化床干燥器,（二）卧式多室流化床干燥器 如图所示，由一系列单室沸腾床干燥器并联。它是一长方体的箱子，底部是多孔的托板，上铺一层绢制筛网，孔板上方在长度方向上装有若干隔板，将沸腾室分成若干小室，在挡板下方与多孔托板之间留有几十毫米的空隙。孔板下方每个小室下面设有进风道并装有阀门。湿物料从第一室上方进入，通过这些间隙依次进入各室。在最后一室装有卸料管，将干燥后的成品卸下。,图8-10 卧式流化床干燥器,第四节 流化床干燥器,卧式多室沸腾床干燥器的优点：单层，高度低；由于多个沸腾室并联，热气流通过的压降较低，阻力小；很难堵塞；连续生产，运行比较稳定；各沸腾室气流分别控制，调节灵活；生产能

21、力大，可干燥多种产品，适应性好缺点：占地面积较大，与多室沸腾床干燥器相比，热效率低。适用于大规模干燥过程，对热敏物料和易结块的物料慎用。,第四节 流化床干燥器,（三）振动流化床干燥为了克服普通流化床干燥机在干燥颗粒物料时可能出现的问题：当颗粒粒度较小时形成沟流或死区；颗粒分布范围大时易产生严重夹带；因颗粒的返混，物料在机内滞留时间不同，干燥后的颗粒含湿量不均；物料湿度稍大时会产生团聚和结块现象使流化恶化等，对流化床进行了改型，较为成功的为振动流化床。振动流化床，就是将机械振动施加于流化床上。调整振动参数，在连续操作时能得到较理想的活塞流。同时由于振动的导人，使普通流化床上述问题得到了较好的改善

22、。,第四节 流化床干燥器,图8-11（a）振动流化床干燥机结构示意图,第四节 流化床干燥器,图8-11（b）振动流化床干燥机流程图,第五节 喷雾干燥器,喷雾干燥是指单独一次工序，就可将溶液、乳浊液、悬浮液或膏糊液等各种物料干燥成粉体、颗粒等固体的单元操作。通常喷雾干燥装置由雾化器、干燥塔、空气加热系统、供料系统、气固分离和干粉收集系统等部分组成。其流程如图8-12所示。,第五节 喷雾干燥器,图8-12 喷雾干燥流程,第五节 喷雾干燥器,一、喷雾干燥原理和特点喷雾干燥器的工作原理：送风机将通过初效过滤器后的空气送至中效、高效过滤器，再通过蒸汽加热器和电加热器将净化的空气加热后，由干燥器底部的热风

23、分配器进入装置内，通过热风分配器的热空气均匀进入干燥塔并呈螺旋转动的运动状态。同时由供料输送泵将物料送至干燥器顶部的雾化器，物料被雾化成极小的雾状液滴，使物料和热空气在干燥塔内充分地接触，水分迅速蒸发，并在极短的时间内将物料干燥成产品，成品粉料经旋风分离器分离后，通过出料装置收集装袋，湿空气则由引风机引入湿式除尘器后排出。,第五节 喷雾干燥器,喷雾干燥器的特点1、干燥速度迅速，物料经离心喷雾后，在高温气流中，完成干燥的时间仅需几秒到十几秒钟。2、干燥过程中液滴受热时间短，产品质量较好。3、使用范围广 可适用于各种特点差异较大的物料的干燥。4、产品具有良好的分散性、流动性和溶解性5、生产过程简化

24、，操作控制方便。喷雾干燥通常用于湿含量4070的溶液，特殊物料即使湿含量高达90，不经浓缩同样能一次干燥成粉状产品。大部分产品干燥后不需要再进行粉碎和筛选，减少了生产工序、简化了生产工艺流程。,二、雾化器结构 喷雾干燥器中关键部件是将浓缩液喷成雾滴的喷嘴，也称雾化器。常用的雾化器有三类：离心式、气流夹带式和压力式，图8-13所示为三种雾化器的结构和原理示意图。,图8-13 三种雾化器结构图,第五节 喷雾干燥器,第五节 喷雾干燥器,离心雾化喷嘴有一个空心圆盘，圆盘的四周开很多小孔，液体通过转轴的边沿进入圆盘，圆盘高速旋转，液体通过小孔高速喷向四周。从小孔出来的液体，速度突然减慢，断裂成很多细小的

25、液滴，呈雾状喷撒下来。这种雾化器适用于处理含有较多固体的物料。气流夹带雾化器用高速气体将液体带出，从喷嘴出来后形成很多细小液滴，呈雾状喷下。这种雾化器消耗动力较大，一般应用于喷液量较小的生产，处理量为每小时100L以下。在高压喷嘴雾化器中，高压液体以非常高的速度从喷嘴口中喷出，出喷口后断裂成很多细小的液滴，形成锥状喷雾。这种雾化器生产能力大，耗能少，应用最为广泛，适用黏度较大的药液。,第六节 真空冷冻干燥器,一、真空冷冻干燥原理及特点（一）真空冷冻干燥原理 真空冷冻干燥是一种新的干燥方法，也是特殊的真空干燥方法。即把含有大量水分物质，预先进行降温冷冻至冰点以下，使其水分冻结成固态的冰，然后在真

26、空的条件下加热使冰直接升华为水蒸汽排出，而物质本身留在冻结时的冰架中。又称为冰冷干燥、升华干燥、分子干燥或冻干。真空冷冻干燥后体积不变，疏松多孔。,第六节 真空冷冻干燥器,图8-14 水的三相图,水的三相图:如图8-14，凡是在三相点O以上的压力和温度下，水可由固相变为液相，最后变为气相；而在三相点以下的压力和温度下，水可由固相不经液相直接变为气相，气相遇冷后仍变为固相相，这个过程即为升华。冷冻干燥技术就是根据这个原理，使冰不断变成水蒸气，将水蒸气抽走，最后达到干燥的目的.,第六节 真空冷冻干燥器,（二）冷冻干燥过程 冷冻干燥可以分为预冻、升华干燥、解析干燥三个阶段，如图8-15所示。,图8-

27、15 冷冻干燥过程,第六节 真空冷冻干燥器,1、预冻阶段预冻是将溶液中的自由水固化，防止抽空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化产生，减少因温度下降引起的物质可溶性降低和生命特性的变化。预冻温度应低于产品的共熔点温度。一般预冻温度要比共熔点温度低510。物料的冻结过程是放热过程，需要一定时间。一般在产品达到规定的预冻温度后，需要保持2h左右的时间。预冻速率直接影响冻于产品的外观和性质，冷冻期间形成的冰晶显著影响干燥制品的溶解速率和质量。,第六节 真空冷冻干燥器,2、升华干燥阶段也称第一阶段干燥，目的将水以冰晶的形式除去，因此其温度和压力都必须控制在产品共熔点以下，才不致使冰晶溶化。这个

28、阶段能除去全部水分的90左右，所需时间约占总干燥时间的80。3、解析干燥阶段也称第二阶段干燥。在第一阶段干燥结束后，干燥物质的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水分，这些水分是未被冻结的。当它们达到一定含量，就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件。因此为了改善产品的贮存稳定性、延长其保存期，需要除去这些水分。这就是解析干燥的目的。,第六节 真空冷冻干燥器,（三）冷冻干燥的特点：1、冷冻干燥在低温下进行，适用于热敏性的物质。2、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。3、在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的形状。4、由

29、于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。5、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。6、由于干燥在真空下进行，氧气极少，易氧化的物质得到了保护。7、干燥能排除9599%以上的水份，产品能长期保存。冷冻干燥在生物制品、医药、食品等行业得到广泛的应用。,第六节 真空冷冻干燥器,二、真空冷冻干燥设备 真空冷冻干燥机(简称冻干机)按系统分：制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统四部分组成；按结构分：冻干箱(或称干燥箱、物料箱)、冷凝器(或称水汽凝集器、冷阱)、真空泵组、制冷压缩机组、加热装置、控制装置等组成，如图8-16所示

30、。,第六节 真空冷冻干燥器,图8-16 冷冻干燥机流程图,第六节 真空冷冻干燥器,（一）冷冻部分冷冻的过程包括物料的冷冻及水汽的冷凝。常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷等3种方式。最常用的是蒸汽压缩制冷。如图8-16所示。整个过程分为压缩、冷凝、膨胀和蒸发4个阶段。,图8-17 蒸汽压缩制冷流程图,第六节 真空冷冻干燥器,蒸汽压缩制冷流程：液态的冷冻剂经过膨胀阀后，压力急聚下降，因此进入蒸发器后急聚吸热汽化，使蒸发器周围空间温度降低，蒸发后的冷冻剂气体被压缩机压缩，使之压力增大，温度升高，被压缩后的冷冻剂气体经过冷凝后又重新变为液态冷冻剂，在此过程中释放热量，由冷凝器中

31、的水或空气带走。这样，冷冻剂便在系统中完成一个冷冻循环。,第六节 真空冷冻干燥器,常用的冷冻剂有氨、氟里昂、二氧化碳等。若蒸发温度高于-40，可用单级制冷压缩机，以F-22为冷冻剂。若要达到更低温度应采用双级制冷压缩机系统。双级系统以氨为冷冻剂时，最低蒸发温度可达-50，以F-22为冷冻剂时，则可达到-70。为了保护环境，提倡绿色工艺，氟里昂要被新型的环保制冷剂所取代。在冷冻系统中，一般都要通过载冷剂作为介质，常用的载冷剂有空气，氯化钙溶液（冰点-55）、乙醇（冰点-112）等。,第六节 真空冷冻干燥器,（二）真空部分 真空冷冻干燥时干燥箱中的压力应为冻结物料饱和蒸汽压的1/21/4，一般情况

32、下，干燥箱的绝对压力约为131.3Pa，质量较好的机械泵可达到的最高真空极限约为0.1Pa，完全可以用于冷冻干燥，流程见图8-18。,图8-18 双级压缩制冷流程图,第六节 真空冷冻干燥器,（三）水汽去除部分冷冻干燥中冻结物料升华的水汽，主要是用冷凝法去除。所采用的冷凝器有列管式、螺旋管式或内有旋转刮刀的夹套冷凝器，冷却介质可以是低温的空气或乙醇，最好是用冷冻剂直接膨胀制冷，其温度应该低于升华温度（一般应比升华温度低20），否则水汽不能被冷却。如不用冷凝器，也可以用大容量的真空泵直接将升华后的水气抽走，但此法很不经济，因为在真空下，水气的比容很大。,第六节 真空冷冻干燥器,（四）加热部分干燥室

33、干燥室一般为箱式，也有钟罩式、隧道式等，箱体用不锈钢制作，干燥室的门及视镜要求十分严密可靠，否则不能达到预期的真空度，对于兼作预冻室的干燥室，夹层搁板中除有加热循环管路外，还应有制冷循环管路，箱内有感温电阻，顶部有真空管，箱底有真空隔膜阀，为了提高设备利用率，增加生产能力，出现了多箱间歇式、半连续隧道式及冷冻干燥器。加热的目的是为了提供升华过程中的升华热（溶解热+汽化热）。加热的方法有借夹层加热板的传导加热、热辐射面的辐射加热及微波加热等三种，传导加热的加热介质一般为热水或油类，其温度应不使冻结物料溶化，在干燥后期，允许使用较高温度的加热剂.,第七节 其他干燥设备,利用湿物料对一定波长电磁波的吸收并产生热量将水分汽化的干燥过程称辐射干燥。频率的由高到低，红外线、远红外线、微波等，这类方法在工业上均有应用：一、红外线干燥器 二、远红外线干燥器 三、微波干燥器,