干燥技术

工业技术

干燥技术有很宽的应用领域。面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求，干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。通常，在干燥技术的开发及应用中需要具备三个方面的知识和技术。第一是需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点。第二是要熟悉传递工程的原理，即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理。第三要有实施的手段，即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然，这三方面的知识和技术不属于一个学科领域。

干燥技术综述

中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。

对于干燥技术，有三项目标是学者公认的，即干燥操作要保证产品质量；干燥作业对环境不造成污染；干燥的节能研究。中国学者在过于30年中在干燥技术的研究中取得了不少成果，下面进行简单的介绍。

中国科学院工程物理研究所刘登瀛研究员研究了在微时间尺度和高热流密度作用下的超急速传热传质，用试验验证了非傅里叶导热（非平衡）效应的存在，首次提出了非傅里叶热效应和非费克扩散效应对于干燥过程的影响趋势，并对多层流化床干燥机和对撞流干燥机中非稳态干燥过程作了全面研究。此外，对垂直，半环及其组合对撞流干燥进行了理论和试验研究。

中国农业大学刘相东教授在干燥理论方面研究了多孔介质内部湿分迁移过程的孔道网络模拟及分形网络模拟，对物料和干燥介质之间的热传递过程作出新的解释，为干燥技术提供理论支持，他还对脉动燃烧干燥技术作了深入研究。

中国林业大学张璧光教授是中国木材干燥专家，研发了木材除湿干燥机和多功能热泵干燥机，在太阳能干燥及木材干燥过程传热、传质的研究方面取得多项研究成果。

大连理工大学干燥工程研究室的王喜忠教授是国内著名的喷雾干燥专家之一，他和同事王宝和教授、于才渊教授一起对中国的喷雾干燥工业装置进行了广泛的研究，设计的最大装置年可达10 000t，在磷脂油脂和番茄红素的微胶囊化技术、静电雾化技术、超临界干燥和纳米粉体干燥方面的研究都处于国内领先位置。

香港科技大学化工系的陈国华博士对纸的热风冲击，穿透及冲击穿透干燥作了深入研究，并首次发现有二次升速阶段，他用严谨的试验手段解决了学者们对此种干燥的一系列猜想。此外对中药食品等多孔物料的微波干燥及微波冷冻干燥作了独特的研究。

天津大学电气自动化与能源工程学院褚治德教授在远红外加热干燥综合技术的研究获得了广泛的应用，在中药饮片、涂膜及薄木板干燥方面都得到良好的工业应用。

天津科技大学（原天津轻工学院）的潘永康教授和他的同事李占勇教授、赵丽娟副教授和李建国博士一起在研究生物活性物料和蔬果动态干燥时发现有些生物物料干燥时，如果进风的湿球温度接近生物物料的发酵温度，则可最大限度地保存生物产品的活性（90%以上）。蔬果切片的动态快速干燥可在0.5h内即可使其从初始湿含量接近90%达到终湿含量10%，其有效营养成分达到最佳的保留。他们对流化床的工业应用作了开发研究，使振动流化床布风均匀，不漏粉料，物料在床内的停留时间可在较大范围内调整。设计的各种特殊的破碎装置，使受热后结团的物料，如聚酯颗粒和吸水树脂，能有效地干燥。

东北大学徐成海教授是国内冷冻干专家，近年来他研制成功了连续真空干燥设备和连续真空冷冻干燥设备，可冷冻干燥活菌、活毒、皮肤、骨骼、角膜等生物制品，在医学上有重要意义。

河南科技大学董铁友博士在新型微波干燥技术研究方面，首次提出了微波干燥室内的能量分布，应根据天线的辐射能分布瓣型来确定的理论方法。通过对典型载荷条件下的微波干燥室的能量反射特性及稻米的微波干燥技术问题等研究，获得了对实际应用具有重要参考价值的数据：运用微波冷冻干燥技术，创造性地研究了中华菜肴食品的加工技术和基础工艺参数。

此外，东北化工设计院的刘广文高工在染料干燥工艺和设备的结合上进行了较深入的研究，发现了染料干燥时存在转晶的规律，先后出版了《染料加工技术》、《喷雾干燥应用技术大全》等专著。内蒙古大学的梁运章教授研发了独特的高压静电干燥，可使人参等脱水时保证最佳质量。还有很多学者和企业在新设备开发和旧设备改进方面作了很多工作，由于篇幅有限，在此不一一列举。

微波干燥技术

微波干燥技术从理论上来说，其可以解决一切干燥要求，它的出现解决了许多干燥难题，如小水分干燥，粘稠物料干燥，胚体、制件干燥，滤饼干燥，均匀干燥，深度干燥，快速干燥，节能干燥等一系列高要求干燥。因为微波具有穿透物料能力，所以微波干燥技术区别于热传导干燥是整体干燥方式，其干燥速度极快，产品品质好，实现连续化工业生产，设备占地面积小，高效环保节能的特点，正不断替代传统干燥技术。

微波干燥设备的特点

1、均匀彻底：含水量高的部分，吸收的微波多，产生的热量大，反之，则越少;同时产品是内外整体加热，没有热惯性，没有热能的传递损耗，干燥速度快。微波直接穿透产品，激化水分子，产生热量，内部温度还略高于外部温度，能尽量避免温度梯度而产生“外壳”而水分蒸发慢缺点。

2、控制简单：由于微波功率可快速调整及无惯性的特点，结合PLC自动控制系统及时控制，便于工艺参数的调整和确定。

3、提高品质：在低温无氧的环境中干燥，更能保证产品的品质。

4、保持原色：由于微波干燥时间短，解决了传统干燥时间长、湿度大易导致产品变颜色，特别对贵重药材、中药提取物、海鲜产品等，是一种理想的干燥方法、

5、节能环保：与常规电热加热干燥方式相比，微波干燥一般可以省点50%，设备采用的是微波辐射传能，是介质整体加热。无需其他传热媒介。避免了真空条件下热传导慢的缺点，所以速度快，效率高，干燥周期大大缩短，能耗降低。没有噪音，没有毒害气体和液体排放，属于环保干燥技术。

冷冻干燥技术

干燥的方法许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。

冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。

冷冻干燥有下列优点：（1）冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用；（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，因此能保持原来的性装；（4）由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，因此一些易氧化的物质得到了保护；（7）干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。因此，冷冻干燥在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省