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1簡介

流化床干燥過程是散狀物料被置于孔板上，并由其下部輸送氣體，引起物料顆粒在氣體分布板上運(yùn)動(dòng)，在氣流中呈懸浮狀態(tài)，產(chǎn)生物料顆粒與氣體的混合底層，猶如液體沸騰一樣。在流化床干燥器中物料顆粒在此混合底層中與氣體充分接觸，進(jìn)行物料與氣體之間的熱傳遞與水分傳遞   。

2流化原理

如果氣體通過一個(gè)顆粒床層，該床層隨著氣流速度的變化會(huì)呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。在流速較低時(shí)，氣流僅是在靜止顆粒的縫隙中流過，這時(shí)稱為固定床。當(dāng)氣流速度增大到一定值時(shí)，所有的顆粒被上升的氣流懸浮起來，此時(shí)氣體對(duì)顆粒的作用力與顆粒的重力相平衡，床層達(dá)到起始流態(tài)化，這時(shí)的氣流速度稱為最小流化速度。當(dāng)氣流速度超過這個(gè)值，高到超過顆粒的終端速度（最大流化速度）時(shí)，床層上界面消失并出現(xiàn)夾帶現(xiàn)象，固體顆粒隨流體從床層中帶出，這種情況就是氣力輸送固體顆?，F(xiàn)象，或稱分散相流化床 [2]  。

3流化床干燥的特點(diǎn)及應(yīng)用

流化床干燥具有較高的傳熱和傳質(zhì)速率，干燥速率高，熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，基本投資和維修費(fèi)用低，便于操作等優(yōu)點(diǎn)。因此流化床干燥器被廣泛用于化工、食品、陶瓷、藥物、聚合物等行業(yè) [3]  。

4流化床干燥器

典型的流化床干燥器有一個(gè)錐形反應(yīng)室，熱空氣從底部進(jìn)入，通過物料層，再從頂部排出。

工程上在普通流化床干燥器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改型，研制開發(fā)了振動(dòng)流化床干燥機(jī)、攪拌流化床干燥器、離心流化床干燥機(jī)等，擴(kuò)大了流態(tài)化干燥的范圍，改善了流化質(zhì)量，提高了熱質(zhì)傳遞的強(qiáng)度。

1．振動(dòng)流化床干燥機(jī)

振動(dòng)流化床（vFB）就是在普通流化床上施加振動(dòng)而成。在輸料板上放上一層物料（粉狀、粒狀、條狀等），對(duì)輸料板施以振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)加速度大于重力加速度時(shí)，料層開始膨脹，出現(xiàn)所謂的振動(dòng)流態(tài)化狀態(tài)。這時(shí)放在輸料板上的物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的混和，并且很容易作水平和傾斜移動(dòng)。在此條件下，利用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。

由于床層的強(qiáng)烈振動(dòng)，傳熱和傳質(zhì)的阻力減小，提高了振動(dòng)流化床的干燥速率，同時(shí)使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量夾帶的塊團(tuán)性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、粘壁等現(xiàn)象。振動(dòng)流化床現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、食鹽、化工，飼料工業(yè)的干燥、冷卻、造粒生產(chǎn)上 [4]  。

2．?dāng)嚢枇骰哺稍锲?/h3>

攪拌流化床干燥器是在流化床內(nèi)裝設(shè)攪拌器，使某些濕顆粒物料或易凝聚成團(tuán)的物料也能采用流化干燥?？捎糜诹蛩徜@、氨基酸、酐酪素、聚丙烯樹脂等物料的干燥。

攪拌流化床干燥器具有下列優(yōu)點(diǎn)：首先，擴(kuò)大了流態(tài)化干燥技術(shù)的應(yīng)用范圍，適合于濕含量較大、在熱氣流中不易分散的物料或者在干燥脫水過程中可能結(jié)塊的物料的干燥；其次，可以有效避免溝流、騰涌和死床現(xiàn)象，獲得均勻的流化狀態(tài)，改善了流化質(zhì)量，從而提高了熱質(zhì)傳遞強(qiáng)度。近年來隨著攪拌流化床在藥物、食品、化工產(chǎn)品的造粒、涂層等過程中的應(yīng)用，攪拌流化床干燥器在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

3．離心流化床干燥機(jī)

離心流化床是在離心力場(chǎng)中進(jìn)行流化干燥的一種新型干燥設(shè)備，由于離心力場(chǎng)的存在離心加速度可以是重力加速度的幾倍到幾十倍，因此與普通重力流化床相比較，強(qiáng)化了濕分在物料內(nèi)部的遷移過程，干燥時(shí)問短，傳熱傳質(zhì)速率高，能夠有效地抑制氣泡的生成及物料的夾帶，對(duì)于在重力流化床中難以干燥的低密度、熱敏性、易粘結(jié)的固體物料都可以有效地干燥。離心式流化床的應(yīng)用比較廣泛，目前已在水果、蔬菜、米飯等食品的干燥方面取得較好效果 [5]  。

4．脈沖流化床干燥器

脈動(dòng)流化干燥是指按一定的規(guī)律交替變化干燥工藝參數(shù)的干燥技術(shù)；脈沖流化床干燥則是改變傳統(tǒng)流化床的恒定送風(fēng)為周期性送風(fēng)，通過調(diào)節(jié)氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導(dǎo)通率，使通過孔板的氣體流量或流化區(qū)發(fā)生周期性變化，對(duì)物料進(jìn)行干燥。

常見的脈沖流化床干燥器有二位蝶閥脈沖流化床、氣流移位式脈沖流化床及旋轉(zhuǎn)脈沖流化床等幾種類型。

脈沖流化床用于不易流化的物料和有特殊要求的物料。其最早被用來干燥粉末狀物料，能有效克服溝流、死區(qū)和局部過熱等傳統(tǒng)流化床常見的弊端，因而可用于處理黏性強(qiáng)、易結(jié)團(tuán)和熱敏性物料。

5．熱泵流化床干燥器

熱泵式流化床干燥裝置是采用干燥介質(zhì)的密閉循環(huán)方式，利用熱泵的除濕一加熱循環(huán)，提供40～80℃左右的較溫和的干燥熱風(fēng)。與干燥介質(zhì)采用熱風(fēng)爐或蒸汽加熱的流化床干燥裝置相比，熱泵式流化床干燥裝置加熱干燥空氣的費(fèi)用僅為傳統(tǒng)直接加熱方式的一半，而食品的干燥質(zhì)量則可明顯提高，從而對(duì)提高食品生產(chǎn)企業(yè)的競爭力具有重要價(jià)值 [6]  。熱泵干燥具有熱效率高，節(jié)能，干燥溫度低，衛(wèi)生安全，環(huán)境友好等特點(diǎn)，特別適合于谷物、種子及食品原料等熱敏性物料的干燥。