文档介绍：第十章干燥设备
(干燥定义、目的、分类):
干燥是利用热能使湿物料中的湿分(水或其它溶剂)汽化除去的单元操作。
干燥的目的是:1、减少成品的体积,便于运输,减少运输费用及包装费用;2、防止成品在保存过程中变性、变质,便于长期保存;
一、干燥方法的分类
按热能传递给湿物料的方式分类:
1、直接干燥:热空气与物料直接接触,物料干燥所需要的热量主要靠物料与热空气的对流传热。包括:表面干燥、气流干燥、喷雾干燥、沸腾干燥、振动干燥;
2、间接干燥:物料干燥所需的热(冷)量通过金属壁间接传递。包括:真空干燥、冷冻干燥、辐射干燥;
3、介电加热干燥:高频干燥、微波干燥;
二、(干燥过程)三个过程:
物料干燥过程可分为三个阶段:
1、预热阶段:该阶段水分蒸发量很少;
2、恒速干燥阶段:物料干燥时温度保持恒定,干燥速率也恒定;
3、降速干燥阶段:物料表面温度逐渐上升,物料内部温度成梯度分布,干燥速率随物料含水率的下降而下降;
在恒速和降速干燥两个阶段的交界点称为临界点,此点的物料含水率称为临界含水率wc。
沸腾干燥定义(图14-56须掌握)(布袋过滤机的原理)(图14-58掌握)
沸腾干燥又称流态化干燥,固体颗粒或粉末被热气流吹起,在悬浮状态下与热气流接触而得到干燥。
(喷雾干燥定义、适用产品)(图2-5-14原理、区分)喷雾干燥是利用雾化器将料液(含水50%以上的溶液、悬浮液、浆状液等)喷成雾滴分散于热气流中,使水分迅速蒸发而成为粉粒状干燥制品。
(图14-70原理、过程)
(图14-40、14-41知道是什么)
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第八章蒸发浓缩、结晶设备
(第一节设备,选择题形式)
四、(沸点升高危害、利用)
危害:降低了蒸发的温度差,使得加热面积增大,同时液体蒸发达不到沸腾状态;在多效蒸发中限制了较多效数的采用。
沸点升高的利用:
1、避免晶体的生成:在浓缩或结晶操作中,蒸发易结晶和易结垢的物料时,在加热壁上液膜容易达到过饱和浓度,引起加热壁上物料的结晶、结垢。如果在加热管上保留一定高度的液柱,加热管中的液体因获得静压差而沸点升高。这样液柱上部的液体沸腾,而在加热管中的液体并不沸腾,避免了在加热管上晶体的析出。
2、利用沸点升高可测量和控制蒸发器内料液的浓度。
(一)(类型)
1、按照液体循环方式:自然循环型、强制循环型、无循环型;
2、按液体在传热面上的形状:膜式、浸液式;
3、按加热器的类型:直接加热型、夹套加热型、管式加热型、板式加热型等;
(升膜式适用范围、原理、优缺点、
断面图2-4-8)
升膜式原理:蒸汽和液膜在加热管中向上流动的是升膜式蒸发器,显著特征是料液由加热管下部进入,蒸发室在加热管的上部。
特点:
a、适用于粘度不大于500厘泊、易发泡、热敏性物料,不适于有结晶析出或有结垢的物料;
b、一次通过的浓缩比可达4;
c、总传热系数500-3600千卡/米2·小时·℃;(2-4-4原理了解)
(2)降膜式(画原理图、优缺点、适用物料)
蒸汽和液膜的方向向下,显著特征恰好与升膜式相反。
特点:
a、适用于粘度不大于1000厘泊、热敏性易发泡的物料;
b、适用于多效蒸发和二次蒸汽压缩合用;
c、一次通过的浓缩比不小于7;
d、制造费用少,占地面积小
(2-4-9四种分配原理)
(3)升降膜式
将底部进料处用隔板分隔两半,料液先经升膜管上升再经降膜管,下降最后进入汽液分离器分离。
3、刮板薄膜蒸发器(判断改错题)
利用旋转的刮板借离心力和刮板的刮带作用使料液在传热面上形成一薄层液膜而蒸发。刮板分固定式和离心式(活接头、沟槽嵌入),刮板上开有倾斜的槽,用以增加料液的停留时该蒸发器有立式、卧式、卧式倾斜之分,也有降膜和升膜之分。
二、过饱和曲线(理解、应用题目)
当用冷却方法或用移除部分溶剂的方法使溶液略微呈过饱和,通常并没有晶体析出,只有达到某种程度的过饱和状态时才会有晶体自然析出,此种状态所连成的曲线称做过饱和曲线。
过饱和曲线和溶解度曲线大致平行,但不同溶液的间隔不同,硝酸钠间隔为10℃,蔗糖间隔为25℃。
(2-4-15结晶过程、看懂图、℃分界点、三个区域)
三、曲线在结晶操作上的应用(在起晶过程中)
坐标系被两种曲线分为稳定区、介稳区和不稳区。介稳区又分为刺激起晶区和养晶区。
两种曲线的水平距离叫作温度过饱和度,垂直距离叫作浓度过饱和度。
为了防止大量细晶的生成而获得颗粒较大、整齐的晶体,通常在加入晶体或自然起晶后,把溶液浓度控制在介稳区的养晶区,慢慢在晶种表面上长大。
四、起晶方法
1、自然起晶:使溶液蒸发而进入不稳区析出晶核,再加入稀溶液或降温进入