乾燥器
簡介
乾燥器是通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發性液體成分)汽化逸出，以獲得規定濕含量的固體物料的機械設備。發展歷史
遠古以來，人類就習慣於用天然熱源和自然通風來乾燥物料，完全受自然條件制約，生產能力低下。隨生產的發展，它們逐漸為人工可控制的熱源和機械通風除濕手段所代替。
近代進化
近代乾燥器開始使用的是間歇操作的固定床式乾燥器。19世紀中葉，洞道式乾燥器的使用，標誌著乾燥器由間歇操作向連續操作方向的發展。迴轉圓筒乾燥器則較好地實現了顆粒物料的攪動，乾燥能力和強度得以提高。一些行業則分別發展了適應本行業要求的連續操作乾燥器，如紡織、造紙行業的滾筒乾燥器。
20世紀初期，乳品生產開始套用噴霧乾燥器，為大規模乾燥液態物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術的發展，高強度、高生產率的沸騰床和氣流式乾燥器相繼出現。而冷凍升華、輻射和介電式乾燥器則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發展了遠紅外和微波乾燥器。
套用
乾燥過程需要消耗大量熱能，為了節省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發，再在乾燥器內乾燥，以得到乾的固體。
乾燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在製作木模、木器前的乾燥可以防止製品變形，陶瓷坯料在煅燒前的乾燥可以防止成品龜裂。另外乾燥後的物料也便於運輸和貯存，如將收穫的糧食乾燥到一定濕含量以下，以防霉變。由於自然乾燥遠不能滿足生產發展的需要，各種機械化乾燥器越來越廣泛地得到套用。
在乾燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高於外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高於物料溫度。
熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化並逸散到外部空間，從而在物料表面和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表面擴散並汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的乾燥。
物料的乾燥速率取決於表面汽化速率和內部濕分的擴散速率。通常乾燥前期的乾燥速率受表面汽化速率控制；而後，只要乾燥的外部條件不變，物料的乾燥速率和表面溫度即保持穩定，這個階段稱為恆速乾燥階段；當物料濕含量降低到某一程度，內部濕分向表面的擴散速率降低，並小於表面汽化速率時，乾燥速率即主要由內部擴散速率決定，並隨濕含量的降低而不斷降低，這個階段稱為降速乾燥階段。
歷史沿革
乾燥器按操作壓力，乾燥器分為常壓乾燥器和真空乾燥器兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速乾燥過程，且可降低濕分沸點和物料乾燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空乾燥器適用於乾燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合
按加熱方式，乾燥器分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式乾燥器又稱直接乾燥器，是利用熱的乾燥介質與濕物料直接接觸，以對流方式傳遞熱量，並將生成的蒸汽帶走；傳導式乾燥器又稱間接式乾燥器，它利用傳導方式由熱源通過金屬間壁向濕物料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設定的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類乾燥器不使用乾燥介質，熱效率較高，產品不受污染，但乾燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結構也較複雜，常在真空下操作；輻射式乾燥器是利用各種輻射器發射出一定波長範圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收後轉變為熱量進行乾燥；介電式乾燥器是利用高頻電場作用，使濕物料內部發生熱效應進行乾燥。
按濕物料的運動方式，乾燥器可分為固定床式、攪動式、噴霧式和組合式；按結構，乾燥器可分為廂式乾燥器、輸送機式乾燥器、滾筒式乾燥器、立式乾燥器、機械攪拌式乾燥器、迴轉式乾燥器、流化床式乾燥器、氣流式乾燥器、振動式乾燥器、噴霧式乾燥器以及組合式乾燥器等多種。
對濕物料進行乾燥的設備。各種生產過程需經乾燥處理的物料是多種多樣的，對乾燥的要求也各不相同,因此乾燥器種類繁多，根據供熱方式，有以下四類：1對流乾燥器
套用最廣的一類乾燥器，包括流化乾燥器、氣流乾燥器、廂式乾燥器、噴霧乾燥器、隧道式乾燥器等。此類乾燥器的主要特點是：①熱氣流和固體直接接觸，熱量以對流傳熱方式由熱氣流傳給濕固體,所產生的水汽由氣流帶走；②熱氣流溫度可提高到普通金屬材料所能耐受的最高溫度（約730℃），在高溫下輻射傳熱將成為主要的傳熱方式，並可達到很高的熱量利用率；③氣流的濕度對乾燥速率和產品的最終含水量有影響；④使用低溫氣流時,通常需對氣流先作減濕處理；⑤汽化單位質量水分的能耗較傳導式乾燥器高，最終產品含水量較低時尤甚；⑥需要大量熱氣流以保證水分汽化所需的熱量，如果被乾燥物料的粒徑很小，則除塵裝置龐大而耗資較多；⑦宜在接近常壓條件下操作。2傳導乾燥器
包括螺鏇輸送乾燥器、滾筒乾燥器、真空耙式乾燥器、冷凍乾燥器等，這一類乾燥器的主要特點是：①熱量通過器壁(通常是金屬壁)，以熱傳導方式傳給濕物料；②物料的表面溫度可以從低於冰點（冷凍乾燥時）到330℃；③便於在減壓和惰性氣氛下操作，揮發的溶劑可回收。常用於易氧化、易分解物料的乾燥，亦適用於處理粉狀物料。3輻射干燥器
通過輻射傳熱，將濕物料加熱進行乾燥。電加熱輻射干燥器用紅外線燈泡照射被乾燥物料，
將被乾燥物料置於高頻電場內，利用高頻電場的交變作用將物體加熱進行乾燥。這種加熱的特點是物料中含水量越高的部位，獲得的熱量越多。由於物料內部的含水量比表面高，因此物料內部獲得的能量較多，物料內部溫度高於表面溫度，從而使溫度梯度和水分擴散方向一致，可以加快水的汽化，縮短乾燥時間，這種乾燥器特別適用於乾燥過程中容易結殼以及內部的水分難以去盡的物料（如皮革）。介電加熱乾燥的電能消耗很大，目前主要套用於食品及輕工生產。進行乾燥器的設計計算，首先必須選擇合適的乾燥器類型。目前乾燥器的選型還帶有很大的經驗性，主要應當考慮以下幾個方面：①物料和產品的特點，例如物料的形態（如漿狀、糊狀、粉末、塊粒、薄片等），固體顆粒的粒度和強度，初始含水量和水分的存在形式,物料是否有毒、易燃、易氧化，產品要求的最終含水量,產品是否允許稍有污染，形體是否允許稍有改變，產品的最高允許溫度和產品的價格等。②與生產過程有關的條件，例如處理的物料量，乾燥的前處理與後處理情況,揮發的溶劑，是否回收等。③乾燥器的操作性能和經濟指標。經過上述幾方面的綜合考慮，對各類乾燥器進行比較篩選後，一般只剩下為數不多的幾種乾燥器，然後進行小試，尋找最適宜的操作參數及結構參數，最後根據設備價格和小試情況，決定採用何種乾燥器。
未來發展
乾燥器的未來發展將在深入研究乾燥機理和物料乾燥特性，掌握對不同物料的最優操作條件下，開發和改進乾燥器；另外，大型化、高強度、高經濟性，以及改進對原料的適應性和產品質量，是乾燥器發展的基本趨勢；同時進一步研究和開發新型高效和適應特殊要求的乾燥器，如組合式乾燥器、微波乾燥器和遠紅外乾燥器等。乾燥器的發展還要重視節能和能量綜合利用，如採用各種聯合加熱方式，移植熱泵和熱管技術，開發太陽能幹燥器等；還要發展乾燥器的自動控制技術、以保證最優操作條件的實現；另外，隨著人類對環保的重視，改進乾燥器的環境保護措施以減少粉塵和廢氣的外泄等，也將是需要深入研究的方向。4幾種特點編輯真空乾燥箱為較古老的乾燥裝置，箱內被加熱板分成若干層。加熱板中通入熱水或低壓蒸汽作為加熱介質，將鋪有待乾燥藥品的料盤放在加熱板上，關閉箱門，箱內用真空泵抽成真空。加熱板在加熱介質的循環流動中將藥品加熱到指定溫度，水分即開始蒸發並隨抽真空逐漸抽走。此設備易於控制，可冷凝回收被蒸發的溶媒，乾燥過程中藥品不易被污染，可以用在藥品乾燥、包材滅菌及熱處理上。在上世紀80年代原料藥行業多用此設備為主要乾燥器，但由於不易對料盤進行線上清洗和線上滅菌，乾燥速度慢，工人勞動強度大，而且為實現藥品均一性，乾燥後還要經混粉裝置混合，現原料藥大生產上已很少套用，多用於中、小試生產或包材熱處理。5注意事項 （1）乾燥劑不可放得太多，以免沾污坩堝底部。（2）搬移乾燥器時，要用雙手拿著，用大拇指緊緊按住蓋子。（3）打開乾燥器時，不能往上掀蓋，套用左手按住乾燥器，右手小心地把蓋子稍微推開，等冷空氣徐徐進入後，才能完全推開，蓋子必須仰放在桌子上。（4）不可將太熱的物體放入乾燥器中。（5）有時較熱的物體放入乾燥器中後，空氣受熱膨脹會把蓋子頂起來，為了防止蓋子被打翻，應當用手按住，不時把蓋子稍微推開。（6）灼燒或烘乾後的坩堝和沉澱，在乾燥器內不宜放置過久，否則會因吸收一些水分而使質量略有增加。（7）變色矽膠乾燥時為藍色，受潮後變粉紅色。可以在120℃烘受潮的矽膠待其變藍後反覆使用，直至破碎不能用為止。幾種特點
真空乾燥箱為較古老的乾燥裝置，箱內被加熱板分成若干層。加熱板中通入熱水或低壓蒸汽作為加熱介質，將鋪有待乾燥藥品的料盤放在加熱板上，關閉箱門，箱內用真空泵抽成真空。加熱板在加熱介質的循環流動中將藥品加熱到指定溫度，水分即開始蒸發並隨抽真空逐漸抽走。此設備易於控制，可冷凝回收被蒸發的溶媒，乾燥過程中藥品不易被污染，可以用在藥品乾燥、包材滅菌及熱處理上。在上世紀80年代原料藥行業多用此設備為主要乾燥器，但由於不易對料盤進行線上清洗和線上滅菌，乾燥速度慢，工人勞動強度大，而且為實現藥品均一性，乾燥後還要經混粉裝置混合，現原料藥大生產上已很少套用，多用於中、小試生產或包材熱處理。注意事項
（1）乾燥劑不可放得太多，以免沾污坩堝底部。（2）搬移乾燥器時，要用雙手拿著，用大拇指緊緊按住蓋子。
（3）打開乾燥器時，不能往上掀蓋，套用左手按住乾燥器，右手小心地把蓋子稍微推開，等冷空氣徐徐進入後，才能完全推開，蓋子必須仰放在桌子上。
（4）不可將太熱的物體放入乾燥器中。
（5）有時較熱的物體放入乾燥器中後，空氣受熱膨脹會把蓋子頂起來，為了防止蓋子被打翻，應當用手按住，不時把蓋子稍微推開。
（6）灼燒或烘乾後的坩堝和沉澱，在乾燥器內不宜放置過久，否則會因吸收一些水分而使質量略有增加。
（7）變色矽膠乾燥時為藍色，受潮後變粉紅色。可以在120℃烘受潮的矽膠待其變藍後反覆使用，直至破碎不能用為止
影響因素
溫度乾燥溫度，熱量是打開水分子和吸濕聚合物之間合力的關鍵。當高於某一溫度時，水分子和聚合物鏈間的引力會大大降低，水汽就被乾燥的空氣帶走。
露點
在乾燥器中，首先除去濕空氣，使之含有很低的殘留水分(露點)。然後，通過加熱空氣來降低它的相對濕度。這時，乾空氣的蒸汽壓力較低。通過加熱，顆粒內部的水分子擺脫了鍵合力束縛，向顆粒周圍的空氣擴散。
時間
在顆粒周圍的空氣中，熱量的吸收和水分子向顆粒表面擴散需要一定的時間。因此，樹脂供應商應詳細說明一種物料在適當的溫度和露點下得到有效乾燥所必須花費的時間。
氣流
乾燥的熱空氣將熱量傳遞給乾燥料倉中的顆粒，除去顆粒表面的濕氣，然後把濕氣送回乾燥器里。因此，必須有足夠的氣流將樹脂加熱到乾燥溫度，並且將這個溫度維持一定的時間。
