保干器

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，乳品生產開始應用噴霧乾燥器，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。

被乾燥物料的特點

形狀：有板狀、塊狀、片狀、針狀、纖維狀、粒狀、粉 狀，膏糊狀甚至液狀等。

結構：多孔疏鬆型，緊密型。

耐熱性：熱敏性。

結塊：易粘結成塊的濕物料在乾燥過程中能逐步分散，散粒性很好的濕物料在乾燥過程中可能會嚴重結塊。

對產品的要求

乾燥程度：脫除表面水分，結合水分甚至結晶水分。要求的平均濕含量和乾燥均勻性。對粉塵及產品的回收要求，允許的最高幹燥溫度。

外觀：產品的粒度分佈，一定的晶型和光澤，不開裂變形等。

乾燥時間：幾秒、幾小時、幾天。

乾燥器的選型

乾燥器的選型應考慮以下因素：

(1) 保證物料的乾燥質量，乾燥均勻，不發生變質，保持晶形完整，不發生龜裂變形；

(2) 乾燥速率快，乾燥時間短，單位體積乾燥器汽化水分量大，能做到小設備大生產；

(3) 能量消耗低，熱效率高，動力消耗低；

(4) 乾燥工藝簡單，設備投資小，操作穩定，控制靈活，勞動條件好，污染環境小。

小型的廂式乾燥器稱為烘箱，大型的稱烘房。在乾燥箱內設置多層支架，在支架上放入物料盤。空氣經預熱器加熱後進入乾燥室內，以水平方向通過物料表面乾燥。為了使乾燥均勻，乾燥盤內的物料層不能過厚，必要時在乾燥盤上開孔，或使用網狀乾燥盤以使空氣通過物料層。

廂式乾燥器多採用廢氣循環法和中間加熱法。廢氣循環法系將從乾燥室排出的廢氣中的一部分與新鮮空氣混合重新進入乾燥室，不僅提高設備的熱效率，同時可調節空氣的濕度以防止物料發生龜裂與變形。中間加熱法系在乾燥室內裝有加熱器，使空氣每通過一次物料盤得到再次加熱，然後通入下一層物料，以保證乾燥室內上下層乾燥盤內物料乾燥均勻。

優點：設備簡單，適應性強，可用於生產能力較小，物料不容易破碎，乾燥程度要求高的場合；對各種物料，如粒狀、漿狀、膏糊狀、塊狀都能幹燥；對某些貴重物料的乾燥，往往也採用廂式乾燥器。在製劑生產中廣泛應用於生產量少的物料的間歇式乾燥中。

缺點：勞動條件差、勞動強度大、熱量消耗大、生產效率低、設備龐大、物料乾燥不均勻，易結塊等缺點，目前已逐漸被其它形式的乾燥器所取代。

使熱空氣自下而上通過鬆散的粒狀或粉狀物料層形成“沸騰床”而進行乾燥的操作。因此生產上也叫沸騰乾燥器。常見的有兩種：單層圓筒流化床乾燥、卧式多室流化床乾燥器。流化床乾燥器在片劑顆粒的乾燥中得到廣泛的應用。

優點：

（1）顆粒與氣流間的相對運動激烈，接觸面積大，強化了傳熱、傳質，提高了乾燥速率，設備生產能力大。

（2）床內溫度分佈均勻，物料的停留時間任意調節，適宜於熱敏性物料。

（3）設備簡單緊湊，勞動強度低，操作方便，即可連續操作也可間歇操作。

缺點：

（1）對被干物料含水量及粒度有一定限制，一般粒徑在30～6mm之間，初含水量一般不能太高，粉

料：2%～5%以下，粒狀料：10%～15%以下。

（2）不宜用於易粘結成團的物料和對顆粒外表要求嚴格的物料。

噴霧乾燥蒸發麵積大、乾燥時間非常短（數秒～數十秒），在乾燥過程中霧滴的溫度大致等於空氣的濕球溫度，一般為50℃左右，對熱敏物料及無菌操作時非常適合。乾燥製品多為鬆脆的空心顆粒，溶解性好。噴霧乾燥器內送入的料液及熱空氣經過除菌高效濾過器濾過可獲得無菌干品，如抗菌素粉針的製備、奶粉的製備都可利用該乾燥方法。

紅外乾燥是利用紅外輻射元件所發出來的紅外線對物料直接照射加熱的一種乾燥方式。由於紅外乾燥中能量是通過輻射而傳遞的，所以也叫輻射加熱乾燥。

乾燥原理：紅外線輻射器所產生的電磁波以光的速度輻射至被乾燥的物料，當紅外線的發射頻率與物料中分子運動的固有頻率相匹配時引起物料分子的強烈振動和轉動，在物料內部分子間發生激烈的碰撞與摩擦而產生熱因而達到乾燥的目的。

優點：特別適用於大面積、物料表層的乾燥，由於物料表面和內部的物料分子同時吸收紅外線，故受熱均勻、乾燥快、質量好。

缺點：電能消耗大。實驗室使用的紅外乾燥器為波長小於3μm的近紅外乾燥，效率低、乾燥時間長、耗能大。由於很多物料，特別是有機物、高分子及水在遠紅外區域有很寬的吸收帶，所以遠紅外乾燥速度快、質量好，能量利用率高。

屬於介電加熱乾燥器。把物料置於高頻交變電場內，從物料內部均勻加熱，迅速乾燥的方法。工業上使用的頻率為915MHz或245MHz。

微波乾燥的原理：

水分子是中性分子，但在強外加電場力的作用下極化，並趨向於外電場方向一致的整齊排列，改變電場的方向，水分子又會按新的電場方向重新整齊排列。若外加電場不斷改變方向，水分子就會隨著電場方向不斷地迅速轉動，在此過程中水分子間產生劇烈的碰撞和摩擦，部分能量轉化為熱能。微波乾燥器內是一種高頻交變電場，能使濕物料中的水分子迅速獲得熱量而汽化，從而使濕物料得到乾燥。

冷凍乾燥（freeze drying）是將含有大量水分的物料（溶液或混懸液）先凍結至冰點以下（通常為－10℃～－40℃）的固體，然後在高真空條件下加熱，使水蒸汽直接從固體中升華出來進行乾燥的方法。方法利用升華達到去水的目的，所以也叫升華乾燥。水分升華所需的熱主要依靠固體的熱傳導，因此該乾燥過程屬於熱傳導乾燥。

冷凍乾燥技術於1813年英國人Wallaston發明，1909年Shsckell試驗用該方法對抗毒素、菌種、狂犬病毒及其他生物製品進行凍干保存，取得了較好的效果。在第二次世界大戰中由於對血液製品的大量需求，冷凍乾燥技術得到了迅速發展，進入了工業應用階段。

傳統的乾燥會引起材料皺縮，破壞細胞，在冰凍乾燥的過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位子上的堅冰支持著。在冰升華時，他會留下孔隙在乾燥的剩餘物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。