第七章 干燥
第七章干燥
第一节概述
一、干燥过程的分类及应用
1、物料的干燥：
机械去湿法
物理去湿法
干燥方法：
传导干燥：热能以传导的方式传给湿物料；
对流干燥：热能以对流方式由热气体传给与其直接接触的湿物料；
辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射；
介电加热干燥：由高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。
2、对流干燥：
工业上广泛应用；
传热与传质相伴进行的过程；
干燥介质即是载热体又是载湿体；
二、干燥过程进行的条件
干燥过程得以进行的条件必须使被干燥物料表面所产生水汽(或其他蒸气)的压强大于干燥介质中水汽(或其他蒸气)的分压，压差愈大，干燥过程进行得愈迅速。所以，干燥介质须及时地将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水分的推动力。
第二节湿空气的性质及湿度图
一、湿空气的性质
1. 湿空气的状态参数（以单位质量的干空气为基准）
湿度H：kg/kg干空气
饱和湿度H s：
是总压和温度的函数。
相对湿度φ：
湿空气比容νh：
m3/kg干空气
湿比热容c H：c H=1.01+1.88H kg/kg干空气℃
湿空气的焓I：I=(1.01+1.88H)t+2490H
绝热饱和温度t as：
干球温度t：
用普通温度计测得的湿空气的温度，为湿空气的真实温度。
湿球温度t w :
露点t d：不饱和空气在总压及湿度不变的情况下，冷却达到饱和状态时的温度，称为该空气的露点。
湿球温度t w和绝热饱和温度t as的关系
（1）对于空气和水的系统t as=t w，t as与t w在本质上截然不同
t as——热力学性质；t w——取决于动力学因素。
（2）t as——两相都达到平衡时的温度；t w——传质传热过程达到稳态时的温度。
（3）t as——气液间的传递振动力由大变小，最终趋于零；t w——稳定后的气液间的传递推动力不变。
对一定状态的空气，不饱和：饱和：
二.湿空气的湿度图H-I
常压下湿空气的H-I图，采用两个坐标夹角为135o的坐标图，以提高读数的准确性。同时为了便于读数及节省图的幅面，将斜轴(图中没有将斜轴全部画出)上的数值投影在辅助水平轴上。
湿空气的H-I图由以下诸线群组成。
1、等湿度线(等H线)群
等湿度线是平行于纵轴的线群。
2．等焓线(等I线)群
等焓线是平行于斜轴的线群。
3．等干球温度线(等t线)群
将式（7-9）改写成
在固定的总压下，任意规定温度t1值，将式（7-19）简化为I与H的关系式，按此式算出若干组I与H的对应关系，并标绘于H-I坐标图中，关系线即为等t1线。如此规定一系列的温度值，可得到等t线群。
诸等t线是不平行的。
4．等相对湿度线(等φ线)群
5．蒸气分压线
三. H-I图的应用
根据湿空气的两个独立参数，可从H-I图上确定其它参数。
两个独立参数常为：t-φ、t-H、t-t as(或t w)、t d-I等，先通过两个独立参数确定空气状态点A后，即可查出其它参数。
t d-H、p-H、t d-p、t w(或t as)-I间都不是彼此独立的，它们都在同一条等H线或等I线上，因此在H-I图上，根据上述的各种数据不能确定空气的状态点。
第三节干燥过程的物料衡算与热量衡算
一、干燥过程的物料衡算
1、湿基含水量
在干燥操作中称水分在湿物料中的质量分数为湿基含水量，以ω表示：
2、干基含水量
干基含水量的定义为：以lkg绝干物料为基准时湿物料中水分的含量，以X表示，单位
为kg
水／kg
绝干料
，其表达式为：
两种含水量的关系为：
3. 干燥过程的物料衡算水分蒸发量Ｗ
空气消耗量L
干燥产品流量Ｇ2
二. 干燥过程的热量衡算
1.热量衡算的基本方程
预热器消耗的热量
向干燥器补充的热量
干燥系统消耗的总热量
上式的物理意义明确，它表明干燥系统的总热量消耗于：①加热空气；②蒸发水分；③加热湿物料；④损失于周围环境中。
2.干燥系统的热效率
通常将干燥系统的热效率定义为
三、干燥器出口空气状态的确定
一般根据空气在干燥器内焓的变化，将干燥过程分为等焓过程与非等焓过程两大类。
空气通过干燥器时焓变化的基本方程式
1.等焓干燥过程
等焓干燥过程又称绝热干燥过程，一般对这种过程规定—些条件，如：（1）不向干燥器内补充热量，即Q D＝0；（2）忽略干燥器向周围散失的热量，即Q L＝0；（3）物料进出干燥器的焓相等，即
。将以上假设得：
或
2.非等焓操作过程
非等焓过程又称为实际干燥过程。非等焓过程可能有以下几种情况：
(一)操作线在等焓线的下方
这种过程的条件：（1）不向干燥器补充热量，即Q D＝0；（2）不能忽略干燥器向周围的热损失，即；（3）物料进出干燥器的焓不等，即
经整理得：＞即I1＞I2
(二)操作线在等焓线上方
若向干燥器补充的热量大于损失的热量与加热物料消耗的热量之和，即：
＞整理得: ＞或＞
(三)操作线为过点B的等温线
若向干燥器补充适当的热量，恰使干燥过程在等温条件下进行，即空气在干燥过程中维
持恒定的温度t l，其操作线为等温线。
第四节干燥速率和干燥时间
一、物料中所含湿分的性质
1. 平衡水分和自由水分
平衡水分：一定空气状态下，物料中所含水分不再因与空气接触时间的延长而有所增减，物料中所含的水分称为在此空气状态下，该物料的平衡水分，用X*表示。平衡水分随物料种类的不同而有很大的差别，对于同一物料，又因所接触的空气状态不同而变化。
自由水分：物料中所含的水分大于平衡水分的那一部分，称为自由水分(或称游离水分)。
2. 结合水分和非结合水分
如将平衡水分与空气状态关系图中的各平衡曲线延长，而使之与φ＝100％相交，在交点以下的水分皆为各物料的结合水分，而大于这些交点之各物料水分则为非结合水分。
二、干燥速率和干燥速率曲线
1. 干燥曲线
物料含水量X及物料表面温度θ与干燥时间τ的关系曲线，此曲线称为干燥曲线。
2. 干燥速率曲线
干燥速率与物料含水量X的关系曲线，称为干燥速率曲线。
干燥速率曲线的形式因物料种类不同而异，但不论那一种类型的干燥曲线，都可将干燥过程明显地划分为二个阶段。即干燥的第—阶段，干燥速率保持恒定，即基本上不随物料含水量而变，故称为恒速干燥阶段。物料的预热阶段，一般并入该段内考虑。干燥的第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低，故称为降速阶段。两个干燥段之间的交点称为临界点，与该点对应的物料含水量称为临界含水量，该点的干燥速率仍等于恒速段的干燥速率。
三、恒定干燥条件下干燥时间的计算
1、恒速干燥阶段
即
2. 降速干燥阶段
当降速段的干燥速率曲线随物料的含水量Ｘ呈线性变化时，干燥时间可采用解析法进行计算。
因此，物料干燥所需的时间(即物料在干燥器内停留时间)为τ，即：
第五节干燥器
一、干燥器的性能要求及选用原则
工业生产上被干燥物料的性质，干燥程度的要求、生产能力的大小各不相同。因此，所
采用的干燥器型式和干燥操作的组合也是多种多样的。对于干燥器有下列要求：1．保证产品的工艺要求；2．干燥速率快；3．干燥器的热效率高；4．干燥系统的流体阻力要小；5．操作控制方便，劳动条件良好，附属设备简单等。
二、工业常用干燥器
1. 盘式干燥器(厢式干燥器)
是一种间歇式的干燥器，可以同时干燥多种不同的物料，一般为常压操作，也有在真空下操作的，这种设备一般生产强度小，但构造简单，设备投资少。
2. 洞道式干燥器
洞道干燥器是厢式干燥器的自然发展。
3. 带式干燥器
带式干燥器为一长方形干燥器，内有透气的传送带，物料置于带上，热气体穿过物料层，物料与气体形成复杂的错流。
4. 转筒干燥器
干燥器的主体是一个略呈倾斜的旋转圆筒。物料从较高一端进入干燥器，热空气可以与物料呈逆流或并流。物料在圆筒中一方面被安装在内壁的抄板升举起来，在升举到一定高度后又抛洒下来与空气密切接触，另一方面由于圆筒是倾斜的，物料逐渐由进口端运动至出口端。
其优点是生产能力大，操作稳定可靠，流体阻力小，缺点是结构复杂，传动部分需要经常维修，生产强度低(与气流和流化干燥比较)。
5. 气流干燥器
气流干燥器的主体是气流干燥管，湿物料由管的底部加入，高速的热气体也由底部进入，物料受到气流的冲击，以粉粒状分散于气流之中呈悬浮状态，被气流输送而向上运动，并在输送过程中进行干燥。
优点：生产强度高、热能利用好、干燥时间短、设备简单、操作方便。
缺点：流体阻力大、物料对器壁的磨损较大、细粉物料收尘比较困难。
6. 流化床干燥器
在流化床干燥器中，粒子运动激烈，气固相接触良好，因而传质速率高。床层内温度均匀便于准确控制，不致发生局部过热。流化干燥器结构简单、紧凑、容易连续化，所以应用比较广泛。
7.喷雾干燥器
喷雾干燥是一种处理液状物料，将物料喷成细雾，分散在热气流中，使水份蒸发而得粉状产品的一种干燥方法。
优点：能处理多种液态物料，由料液直接得到粉粒产品；干燥面积极大；干燥过程进行很快；干燥成品质量好。
缺点：干燥设备庞大，容积汽化强度小，热效率较低，介质及能量的消耗也较大。
雾化器一般有三种：
（1）压力式；(2)离心式；(3)气流式。
第六节过程强化与展望
随着科学技术的发展，如生物制品、新型材料、高级陶瓷、新型高级食品、新型药物制品等高质量产品的出现，这就要求：（1）将已有的干燥机进行改造，具有新的性能；（2）研制出新概念型的干燥机，以满足干燥新产品的需要。
今后若干年内，应注意或研究下列几个方面：
（1）发展热传导式干燥器；(2)开发组合型干燥器；（3）提高干燥过程的控制水平；（4）节省能量；（5）控制环境污染。
第七章 干燥工艺
第六章干燥工艺 在中药提取浓缩后，所进行的干燥是指热能传递给湿物料使其中的水分汽化并排除，使物料的含湿量降低到规定水平的过程。 干燥在中药生产中应用有下列几个方面： （1）物料加工方面 （2）干燥原料或产品 （3）抑制细菌生长 （4）有利于粉碎 （ 5）保证产品质量 干燥按操作方式可分连续式和间歇式干燥。 按操作压力(温度)可分为常压干燥和真空干燥。 按照热能传给湿物料的方式，可分为对流干燥、传导干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中2种或3种方式组成的联合干燥。 目前工业生产中采用较多的是对流干燥。 固体物料的干燥过程涉及传热和传质两个单元操作。 选用干燥器的基本要求如下： ⑴必须满足干燥产品的质量要求，如达到指定干燥程度的含水率，保证产品的强度和不影响外观性状及使用价值等； ⑵设备的生产能力高，要求干燥速率快，干燥时间短。 ⑶热效率高，能量消耗少。 ⑷经济性好，辅助设备费用低。 ⑸操作方便，制造、维修容易，操作条件好。 箱式干燥又称室式干燥，一般小型的设备称烘箱，大型的称烘房，是一种常用的对流干燥，多采用强制气流的方法，为常压间歇操作的典型设备，可用于干燥多种不同形态的物料。 （一）平行流箱式干燥器 整体为一箱形结构，周围设有保湿层，以防止热量损失。前面是门，用以装卸物料。大型箱式干燥器中，料盘放于小车上，小车可以方便地推进推出。箱内装有风扇、空气加热器、热风整流板、送 风口等。 （二）穿流式箱式干燥器 结构与平流式相同，堆放物料的搁板或容器的底由金属网或多孔板构成，使热风能够均匀地穿流通过料层。 箱式干燥的优点是构造简单，设备投资少，适应性强，物料破损及粉尘少，可适
化工原理 第七章 干燥课后习题及答案资料讲解
第七章 干 燥 湿空气的性质 【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60?=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度?与湿度H 。 解 湿空气总压.1013p kPa = (1).06?=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375) 0622 0622002841013067375 s s p H kg kg p p ???==?=--?．水干气 焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +??+?= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..93 07541234 V s p p ?===． 湿度 . (93) 0622 =062200629101393 V V p H kg kg p p =?=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70?=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。 解 总压.,.101333033007p kPa t K ?====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241) 0622 06220018810133074241 s s p H kg kg p p ???==?=--?．．水／干气 (2) 饱和湿度 (4241) 0622 062200272101334241 s s s p H kg kg p p ==?=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622s s s p H p p =- (1013300188) 2970622062200188 s s s pH p kPa H ?= ==++ 从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t = (4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为 ()..1011882492H H t H =++
第7章_萃取
7 萃取 7.1 教学基本要求 掌握液-液相平衡关系、部分互溶物系及完全不互溶物系的萃取计算，萃取剂的选择。了解其他萃取方法及萃取设备。 （1）掌握相平衡关系，包括三角形相图、杠杆定理、分配曲线及分配系统；（2）掌握部分互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （3）掌握完全不互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （4）掌握操作中萃取剂选择的原则； （5）了解萃取设备和其他萃取方法。 7.2 重点内容概要 7.2.1 萃取过程的相平衡关系 萃取中的相平衡关系就是溶解平衡关系。因为萃取过程达到相平衡时，呈平衡的两相即大都为三元混合物，所以，萃取过程的溶解平衡关系相对精馏、吸收的气（汽）液平衡要更为复杂，常常需在三角形坐标上表示，称为三角形相图。 7.2.1.1关于三角形相图 三角形相图可采用直角三角形、等边三角形等，下面以直角等腰三角形为例介绍，如图7-1（a）所示。 (a）直角三角形 S B 0.5 A M F E G (b)正三角形 H 图7-1 三角形相图 ①顶点代表纯组分； ②三条边代表二元溶液； ③相图中的点代表三元溶液，且有% 100 % % %= + +S B A 7.2.1.2三角形相图的应用 三角形相图可以用来表示混合液的混合、分开等过程，在相图中就是和点、差点关系。 如图7-2所示，线段RME代表三元溶液R（差点）与三元溶液E（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段FMS代表二元溶液F（差点）与纯组分S（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段ES E'代表三元溶液E（和
点）和脱除其中的组分S （差点）后成为二元溶液'E （差点）。以此类推，图中任意线段上的三个点，均代表混合或分开过程的状态点，由此三点构成的线段又称为杠杆，和点就是杠杆的支点，两差点就是杠杆的“力”的作用点。对两溶液的混合过程做物料衡算，可以得到类似于物理学中的杠杆原理表达式，以线段 RME 为例： RM ME E R （7-1） 7.2.1.3溶解度曲线 以B 与S 部分互溶为例，其溶解度曲线如图7-3所示，可以由若干组平衡的萃取相和萃余相的组成点连接成线得到。平衡共存的两相连线称为联结线（共轭线）。 点P 为临界混溶点，其共轭组成相等。溶解度曲线下方为两相区，其余为均相区。 图7-3中的辅助曲线可以已知共轭相中的一相组成求另一相组成，或者已知 R ' E ' 图7-2 混合液混合、分离过程 图7-3 B 与S 部分互溶时溶解度曲线
化工原理第七章干燥课后习题及答案
第七章干燥 湿空气的性质 I 1.01 1.88H t 2492H 的下列各参数：(1)湿度H; (2)饱和湿度 H s ; (3)露点t d ; (4)焓I ; (5)空气中的水汽 分压P V o 解 总压 p 101.33kPa,t 303K 30C, 0.7 (1) 30 C 时，水的饱和蒸气压 p s 4.241kPa 湿度 H 0.622 — -P ^ 0.622 0.7 4.241 0.0188?g 水/ kg 干气 P P s 101.33 0.7 4.241 ⑵饱和湿度 H s 0.622 Ps 4.241 0.622 0.0272kg 水/ kg 干气 P P s 101.33 4.241 ⑶ 露点t d 时的饱和湿度 H s 0.0188kg 水/ kg 干气 H s 0.622— P P s pH s 101 33 0 0188 p s s . 2.97kPa 0.622 H s 0.622 0.0188 从水的饱和蒸气压为查得水的饱和温度为 23.3 C,故空气的露点 t d 233C (4) t 30C, H 0.0188kg 水/ kg 干气时，空气的焓为 H 1.01 1.88H t 2492H =(1.01 1.88 0.0188) 30 2492 0.0188 78.2kJ/kg 干气 【7-1】湿空气的总压为 101.3kPa , (1) 试计算空气为 40C 、相对湿度为 60%时 的湿度与焓; (2)已知湿空气中水蒸气分压为, 求该空气在 50 C 时的相对湿度 与湿 度Ho (1 ) 湿空气总压 p 101.3kPa 0.6 , 40C 时水蒸气的饱和蒸气压 湿度 H 0.622 —p ^ 0.622 P P s P s 7.375kPa 0.6 7.375 101.3 0.6 7.375 °. 0284 ?水/kg 干 气 =(1.01 1.88 0.0284) 40 湿空气中水汽分压 2492 0.0284 113.3kJ/kg 50C 时水的饱和蒸气压 相对湿度 P V P s 湿度 H 0.622』 P I p v 9.3kPa P s 12.34kPa 鑰 0754 9.3 =0.622 P V 101.3 9.3 【7-2】空气的总压为，干球温度为 0.0629kg 水/ kg 干气 303K ，相对湿度 70%，试用计算式求空气
第七章 干燥
第七章干燥 第一节概述 一、干燥过程的分类及应用 1、物料的干燥： 机械去湿法 物理去湿法 干燥方法： 传导干燥：热能以传导的方式传给湿物料； 对流干燥：热能以对流方式由热气体传给与其直接接触的湿物料； 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射； 介电加热干燥：由高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。 2、对流干燥： 工业上广泛应用； 传热与传质相伴进行的过程； 干燥介质即是载热体又是载湿体； 二、干燥过程进行的条件 干燥过程得以进行的条件必须使被干燥物料表面所产生水汽(或其他蒸气)的压强大于干燥介质中水汽(或其他蒸气)的分压，压差愈大，干燥过程进行得愈迅速。所以，干燥介质须及时地将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水分的推动力。 第二节湿空气的性质及湿度图 一、湿空气的性质 1. 湿空气的状态参数（以单位质量的干空气为基准） 湿度H：kg/kg干空气 饱和湿度H s： 是总压和温度的函数。 相对湿度φ：
湿空气比容νh： m3/kg干空气 湿比热容c H：c H=1.01+1.88H kg/kg干空气℃ 湿空气的焓I：I=(1.01+1.88H)t+2490H 绝热饱和温度t as： 干球温度t： 用普通温度计测得的湿空气的温度，为湿空气的真实温度。 湿球温度t w : 露点t d：不饱和空气在总压及湿度不变的情况下，冷却达到饱和状态时的温度，称为该空气的露点。 湿球温度t w和绝热饱和温度t as的关系 （1）对于空气和水的系统t as=t w，t as与t w在本质上截然不同 t as——热力学性质；t w——取决于动力学因素。 （2）t as——两相都达到平衡时的温度；t w——传质传热过程达到稳态时的温度。 （3）t as——气液间的传递振动力由大变小，最终趋于零；t w——稳定后的气液间的传递推动力不变。 对一定状态的空气，不饱和：饱和： 二.湿空气的湿度图H-I 常压下湿空气的H-I图，采用两个坐标夹角为135o的坐标图，以提高读数的准确性。同时为了便于读数及节省图的幅面，将斜轴(图中没有将斜轴全部画出)上的数值投影在辅助水平轴上。 湿空气的H-I图由以下诸线群组成。 1、等湿度线(等H线)群 等湿度线是平行于纵轴的线群。 2．等焓线(等I线)群 等焓线是平行于斜轴的线群。 3．等干球温度线(等t线)群 将式（7-9）改写成
第七章 双水相萃取
第七章双水相萃取 第一节概述 基因工程产品如蛋白质和酶往往是胞内产品，需经细胞破碎后才能提取、纯化，细胞颗粒尺寸的变化给固—液分离带来了困难，同时这类产品的活性和功能对pH值、温度和离子强度等环境因素特别敏感，由于它们在有机溶剂中的溶解度低并且会变性，而且大部分蛋白质分子有很强的亲水性，不能溶于有机溶剂中，因此传统的溶剂萃取法并不适合。采用在有机相中添加表面活性剂产生反胶束的办法可克服这些问题，但同样存在相的分离。因此基因工程产品的商业化迫切需要开发适合大规模生产的、经济简便的、快速高效的分离纯化技术。其中双水相萃取技术，又称水溶液两相分配技术是近年来出现的引人注目、极有前途新型分离技术。双水相萃取就是针对生物活性物质的提取所开发的一种新型液一液萃取分离技术。 双水相萃取法的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化，在除去细胞或细胞碎片时，还可以纯化蛋白质2～5倍，与传统的过滤法和离心法去除细胞碎片相比，无论在收率上还是成本上都要优越得多见表11．1所示。双水相萃取法和传统的酶粗分离方法(如 盐析或有机溶剂沉淀等)相比也有很大的优势，如以 -半乳糖苷酶为例，用沉淀或双水相萃 取纯化的比较见表11．2。除此以外，处理量相同时，双水相萃取法比传统的分离方法，设备需用量要少3～10倍，因此已被广泛地应用在生物化学、细胞生物学和生物化工领域，进行生物转化、蛋白质、核酸和病毒等产品的分离纯化和分析等。用此法来提纯的酶已达数十种，其分离过程也达到相当规模，如甲酸脱氢酶的分离已达到几十千克湿细胞规模，半乳糖苷酶的提取也到了中试规模等。 近年来又进行了双水相萃取小分子生物活性物质，如红霉素、头孢菌素C、氨基酸的研究和亲和双水相萃取的研究，大大扩展了应用范畴并提高了选择性；使双水相萃取技术具有更大的潜力和宽阔的前景。 双水相萃取现象最早是1896年由Beijerinck在琼脂与可溶性淀粉或明胶混合时发现的这种现象被称为聚合物的“不相溶性”。本世纪60年代瑞典Lund大学的AlbertssonPA及其同事们最先提出双水相萃取技术并做了大量的工作。70年代中期西德的KulaMR和KronerKH 等人首先将双水相系统应用于从细胞匀浆液中提取酶和蛋白质，大大改善了胞内酶的提取效果。虽然双水相技术在应用方面取得了很大的进展，但几乎都是建立在实验基础上，至今还没有一套比较完善的理论来解释生物大分子在体系中的分配机理。1989年，Diamond等以Ftory—Huggins理论为基础，推导出生物分子在双水相体系中的分配模型，但尚有局限性，仍需继续探索，不断完善。 双水相萃取技术真正工业化的例子也很少，其原因是成本较高，使它在技术上的优势被削弱。双水相萃取中，原材料成本占了总成本的85％以上并且总成本随生产规模的扩大而增加很多。因此产业化成了问题，若要发挥其技术优势，降低原材料成本是关键。合成价格低廉并且具有良好的分配性能的聚合物及将其从后续的操作过程中回收是双水相萃取技术研究中的一个主要方向。 一、双水相的形成 在聚合物—盐或聚合物—聚合物系统混合时，会出现两个不相混溶的水相，典型的例子如在水溶液中的聚乙二醇(PEG)和葡聚糖，当各种溶质均在低浓度时，可以得到单相匀质液体，但是，当溶质的浓度增加时，溶液会变得浑浊，在静止的条件下，会形成两个液层，实际上是其中两个不相混溶的液相达到平衡，在这种系统中，上层富集了PEG，而下层富集了葡聚糖。
双水相萃取
实训1 双水相萃取相图的制作 一、实训目的 1. 学习双水相分离萃取的原理和方法 2. 学习双水相萃取相图的制作 二、实训原理 双水相萃取法是利用物质在互不相容的两个水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。 两水相的形成：高聚物与无机盐在水中由于盐析的作用会形成两个相，如PEG 与硫酸盐或碱性磷酸盐。两种亲水性高聚物在水中由于聚合物的不相容性也会形成两个相。但是它们只有达到一定的浓度时，才能形成两相，双水相形成的定量关系可用相图来表示。 相图是一根双节线, 把均匀区和两相区分隔开来。 当成相组分的配比取在：线的下方时，为均相区； 曲线的上方时，为两相区；在曲线上，则混合后，溶液恰好从澄清变为浑浊。 相图中TMB 称为系线；T 代表上相组成；B 代表下相组成；同一条系线上各点分成的两相具有相同的组成，但体积比不同。 V T / V B = BM / MT 三、实训器材、试剂、材料 1.器材：试管，离心机，天平，离心管，三角瓶，滴定管。 2.试剂：聚乙二醇2000（PEG2000），硫酸铵。 四、实训操作步骤 1.PEG2000（NH 4)2SO 4双水相体系相图的测定 （1）取10%（g/ mL ）PEG2000溶液10mL 于三角瓶中。 （2）用40%（g/mL ）（NH 4)2SO 4溶液装入滴定管中滴定至三角并中溶液出现浑浊，记录）NH4)2SO 4溶液消耗的体积。加入1mL 水使溶液澄清，继续用（NH 4)2SO 4溶液滴定至浑浊，重复7～8次，记录每次（NH 4)2SO 4溶液消耗的体积，计算每次出现浑浊时体系中PEG2000和（NH 4)2SO 4的浓度（g/mL ）。 （3） 以（NH 4)2SO 4的浓度（g/mL ）为横坐标，PEG2000的浓度（g/mL ）为纵坐标，绘制PEG2000- （NH 4)2SO 4双水相体系相图。 2. 相图制作表 10%PEG2000 10mL 温度T=20℃ PEG2000 % (NH 4)2SO 4 % 两相 均相
第七章萃取与干燥
一、填空题 1．萃取操作的依据是混合液中各组分在萃取剂S中溶解度的差异。2．选择性系数β=∞出现在B和S不互溶物系中。 3．总压恒定下，t一定，t d增加，则p w增大；φ增大；I 增大；t w增大。4．干燥时，空气湿度H增加，则物料临界含水量Xc 减小，平衡含水量X*增大。减小热气温度t，则Xc 减小，X*增大。 5．在恒定干燥条件下，已知：X*=10%，Xc=30%，结合水为20%（均为干基）。今有湿料200kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接触，则： （1）干燥过程除去非结合水= 56 kg； （2）降速阶段除去的结合水= 12 kg。 6．恒定的干燥条件是指空气温度、湿度、流速以及与物料的接触方式都不变。 7．在实际的干燥操作中，常常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 二、选择题 1．单级萃取中，若加入的纯溶剂S增加，其他操作条件不变，则萃取液组成D 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定 2．进行萃取操作时应使： C A 分配系数大于1 B 分配系数小于1 C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1 3．物料的平衡水分一定是 C 。 A 非结合水份 B 自由水分 C 结合水份 D 临界水分 4．空气的干球温度为t，湿球温度为t w，露点温度为t d，当空气的相对湿度为98%时，则B A t=t w=t d B t>t w>t d C t
第8章双水相萃取技术
第8章双水相萃取技术 第8章双水相萃取技术 1双水相萃取现象：最早是1896年由Beijernek在琼脂和可溶性淀粉或明胶混合时发现的，这种现象称之为聚合物的“不相溶性”。70年代中期西德的Kula和Kroner等人首先将双水相系统应用于从细胞匀浆 液中提取酶和蛋白质，大大地改善了胞内酶的提取效果。 双水相萃取技术：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质进行物质分离的方法称双水相萃取技术，又称水溶液两相分配法。 2双水相萃取技术基本原理：①双水相的形成一聚合物的不相容性：混合是熵增加的过程，可自发进行。但是，分子间的相互作用力也会随分子量的增大而增大。当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于分子量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。 双水相的形成一系统举例：绝大多数天然的或合成的亲水性聚合物水溶液，在与第二种亲水性聚合物混合，并达到一定浓度时，就会产生两相，两种高聚物分别溶于互不相溶的两相中。如用等量的 1.1 %右 旋糖酐溶液和0.36 %甲基纤维素溶液混合，静止后产生两相，上相中含右旋糖酐0.39 %，含甲基纤维素 0.65 %;而下相含右旋糖酐 1.58 %，含甲基纤维素0.15 %。聚合物与无机盐的混合溶液也可形成双水相，例如，PEG^磷酸钾、PEG^磷酸铵、PEG^硫酸钠等常用于生物产物的双水相萃取。PEG^无机盐系统的上 相富含PEG下相富含无机盐。 Dextran-PEG体系的相图：（1）TKB称为双节线，双节线以下的区域为均相区，以上的区域为两相区。（2）TMB称为系线，是连接双节线上两点的直线，在系线上各点处系统的总浓度不同，但均分成组成相同而体积不同的两相。 萃取原理：双水相萃取与水-有机相萃的原理相似，都是依据物质在两相间的选择性分配。当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相系后，由于表面性质、电荷作用和各种力（如疏水键、氢键和离子键等）的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。 几个常用的术语：（1）分配系数:、二G/C2 = C_/C=.（分配系数K等于物质在两相的浓度比，由于各种物质的K值不同，可利用双水相萃取体系对物质进行分离）。（2）萃取率： 该相中被提取物质的量 Y%= 100% %=体系中被提取物质的总量％ 双水相体系萃取分离的特点：条件温和；操作方便；回收率高、提纯的倍数可达2-20倍,如体系选择 适当，回收率可达80%-90%A上,且分离速度快。 3双水相相图的操作：①把刻度离心管放置于电子天平上，调零；②向刻度离心管滴加一定量50% PEG-6000（简称A），记录重量；③调零，再滴加40%硫酸铵溶液（简称B），振荡，继续滴加B,直到混合物 呈现混浊状态，显示已形成不溶的两相，记录B的重量；④电子天平调零，然后，向混合物滴加一定重量 的水（0.4-0.5ml），经振荡后，重新呈现澄清状态，此现象表明溶液又回复成单相，记录此时的W重量；⑤ 电子天平调零。接着，再一次滴加B;⑥重复上述步骤。最后可得一系列成单相的点。 双水相相图的绘制：以PEG-6000和硫酸铵构成的双水相系统的相图曲线可根据如下公式计算获得： X=［0.4B/（A+B+W）］100% , 丫二［0.5A/（A+B+W）］100% （公式符号含义：Y :在某成单相点时 PEG-6000占总量的百分数；X :在某成单相点时硫酸盐占总量的百分数； A :在某成单相点时PEG-6000溶 液在系统中的总量（g）；B:在某成相点时硫酸铵溶液在系统中的总量（g）；W：在某成单相点时水在系统中的总量（g））。以丫为纵坐标，X为横坐标，丫对X作图得双水相系统相图。相图中曲线左边部分为单相区（含 曲线），曲线以右为双相区。 4双水相萃取的应用：①分离和提取各种蛋白质（酶）:PEG /硫酸铵双水相体系提取 a -淀粉粉酶和蛋白酶时a -淀粉粉酶收率90%分配系数为19.6，蛋白酶的收率高于60%分离系数高达15.1 :②提取抗生素；③双水相电泳分离氨基酸、蛋白质④基因工程药物的分离与提取：用PEG 4000/磷酸盐从大肠杆 菌碎片中提取人生长激素，用PEG -磷酸酯/磷酸盐提取a 1-干扰素和3 -干扰素。 5双水相萃取分离技术的发展方向：①新型双水相体系的开发：用变性淀粉取代葡聚糖；用羟基纤维 素取代聚乙二醇。②后续色谱纯化工艺研究：双水相萃取与层析技术。③金属亲和双水相萃取技术：利用金属离子和蛋白质中精氨酸、组氨酸的亲和作用。
第七章 干燥
第七章 干燥 第一节 概述 一、去湿——除去固体物料中湿分（水分或其它熔剂）的单元操作。 应用——使固体物料达一定含湿量，便于运输、储藏、加工处理和使用。 去湿方法——1。机械去湿法 2．加热去湿法（干燥）——利用热能除去固体物料中湿分。 工业上一般将物料先进行机械去湿（沉降、过滤、离心分离等）后再用干燥。 二、干燥操作分类 1．按操作压力—常压干燥 真空干燥：处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。 2．按操作方式—连续干燥 间歇干燥：适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。 3．按加热方式—热传导干燥：又称间接加热干燥； 对流传热干燥：又称直接加热干燥； 辐射干燥 介电干燥 冷冻干燥 三、对流干燥过程——热、质同时传递的过程 热
1．干燥介质（热空气）将热量传给湿物料； 2．物料表面湿分汽化，并通过表面处气膜向气流主体扩散； 3．由于表面湿分汽化，使物料内部与表面间产生湿分差，湿分以气态或液态由固体内部向表面扩散。 干燥过程的必要条件——推动力 物料表面湿分分压p W 空气中湿分的分压p 干燥介质——一般为不饱和的热空气，它既是载热体，又是载湿体。 干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。 第二节湿空气的性质和湿度图 一、湿空气性质 在干燥过程中，湿空气中的湿分在不断汽化，但绝对干空气量是不变的，因此湿空气的各个参数都是以单位质量绝对干空气为基准的。 1．湿空气中湿含量的表示法 （1）水汽分压p v P（总压）=p g（干空气）+p v（水汽） （2）相对湿度φ 定义—在一定总压下，
φ%100?= s v p p 相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度， φ=100%的湿空气，表示湿空气已被水汽饱和； φ越低，湿空气偏离饱和程度越大，干燥能力越强； 可见，相对湿度φ能反映湿空气的干燥（吸水气）能力。 （3）（绝对）湿度H 定义： g v m m H 湿空气中干空气的质量湿空气中湿分的质量= v v g v g g v v p P p M M n M n M -? == v v v v p P p p P p -=-?= 622.02918 [kg 水/kg 干空气] 饱和湿度s s S p P p H -=622 .0 可见饱和湿度与空气的总压和温度有关。 因为p v=φp s ， s s p P p H ??-=622 .0 2．湿空气的比容、比热容和焓 （1） 湿空气的比容（湿比容，又称湿容积）H υ 定义—含有单位质量干空气的湿空气的体积。 干空气 水分干空气kg m m H 33+=υ [m 3 /kg 干空气] H v g ?+=υυ
提取液的浓缩与干燥
第七章提取液的浓缩与干燥 第一节浓缩 一、含义：应用一定的技术除去部分溶剂使药液有效成分浓度增加的过程。 二、常用的技术: 蒸发浓缩法、反渗透法、超滤法等； 蒸发是浓缩药液的重要手段,即用加热的方法使溶剂气化除去的过程. 浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单元操作。中药提取液经浓缩制成一定规格的半成品，或进一步制成成品，或浓缩成过饱和溶液使析出结晶。 浓缩与蒸馏皆是在沸腾状态下，经传热过程，将挥发性不同的物质进行分离的一种工艺操作。 浓缩不以收集挥散的蒸气为目的；蒸馏必须收集挥散的蒸气。 影响蒸发(浓缩)的因素有: 蒸气压差； 蒸发面积； 温差； 搅拌； 压力等； 三、常用蒸发(浓缩)方法与器械 1、常压蒸发：夹层蒸锅 2、减压蒸发（真空浓缩）： 3、薄膜蒸发：使药液形成薄膜而进行的蒸发。 薄膜蒸发是使料液在蒸发时形成薄膜，增加汽化表面进行蒸发的方法，又称薄膜浓缩。 其特点是: 蒸发速度快，受热时间短；不受料液静压和过热影响，成分不易被破坏；可在常压或减压下连续操作；能将溶剂回收重复利用。 薄膜蒸发的进行方式有两种： 一是使液膜快速流过加热面进行蒸发。
另一是使药液剧烈地沸腾使产生大量泡沫，以泡沫的内外表面为蒸发面进行蒸发。 常见设备类型： 升膜式蒸发器、刮板式蒸发器、离心薄膜、降膜式蒸发器等。 反渗透法与超滤法是利用膜技术,在常温, 一定压力下,使小分子溶剂透过膜而除去达到浓缩的目的. 与蒸发浓缩比较: 1.蒸发须通过加热,适用于有效成分耐热性较强的提取液,工艺掌握不当对药 液颜色有影响; 2.膜技术则是在常温下进行,不破坏有效成分,溶液颜色不影响,但选择适宜 的膜是关键. 第二节干燥 1、含义： 利用热能使物料中的水分或其它溶剂气化除去，从而获得干燥物品的工艺操作。 2、目的： 提高稳定性，使成品具有一定规格，利于进一步处理。 3、影响干燥的因素(自学): 1).水分存在的方式 2)物料的性状 3)干燥介质的温度.湿度与流速 4)干燥速度与干燥方法 5)干燥压力 常用干燥方法及其适用性 常压干燥 减压干燥 喷雾干燥 沸腾干燥
第七章干燥.
【例7-1】已知湿空气的总压pt=101.3kPa，相对湿度?=0.6，干球温度t=30℃。试求： ①湿度H；②露点td；③绝热饱和温度；④将上述状况的空气在预热器中加热至100℃所需的热量。已知空气质量流量为100kg（以绝干空气计）/h；⑤送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。 解：已知pt=101.3kPa，?=0.6，t=30℃。 由饱和水蒸气表查得水在30℃时的蒸气压ps=4.25kPa ①湿度H可由式7-4求得： H=0.622 ?ps pt-?ps =0.622? 0.6?4.25101.3-0.6?4.25 =0.016 kg/kg ②按定义，露点是空气在湿度不变的条件下冷却到饱和时的温度，现已知 p=?ps=0.6?4.25=2.55kPa 由水蒸气表查得其对应的温度td=21.4℃。 tas=t-(ras/cH)(Has-H) （a） 已知t=30℃并已算出H=0.016kg/kg，又 cH=1.01+1.88H=1.01+1.88×0.016=1.04kJ/kg，而ras、Has是tas的函数，皆为未知，可用试差法求解。 pas 3.17101.3-3.17 ③求绝热饱和温度tas。按式（7-18） 设tas=25℃，pas=3.17kPa，Has=0.622 pt-pas =0.622=0.02 kg/kg， ras=2434kJ/kg，代入式（a）得tas=30-（2434/1.04）（0.02-0.016）=20.6℃＜25℃。 可见所设的tas偏高，由此求得的Has也偏高，重设tas=23.7℃，相应的 pas=2.94kPa， Has=0.622×2.94/（101.3-2.94）=0.0186kg/kg，ras=2438kJ/kg，代入式（a）得 tas=30-（2438/1.04）（0.0186-0.016）=23.9℃。两者基本相符，可认为 tas=23.7℃。
第七章 重量分析法
第七章重量分析法简介 第一节重量分析法的特点及分类 重量分析法是根据称量确定被测组分含量的分析方法。重量分析中的测定数据是直接由分析称量而获得分析结果，称量误差小，所以重量分析比较准确，相对误差一般小于0.1，是经典的分析方法之一。 应用重量分析法测定时，必须先用适当的方法将被测组分从样品中分离出来，然后才能进行称量。因此，重量分析包括分离和称量两大步骤。根据分离方法的不同，重量分析一般可分为挥发法、萃取法和沉淀法。 第二节挥发法 挥发法是利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使试样的待测组分或其它组分挥发而达到分离，然后通过称量确定待测组分的含量。挥发法通常通过加热或灼烧来实现，其方法的主要操作步骤是：称取一定量的样品，在一定条件下，加热干燥或灼烧直至恒重。恒重是指物品连续两次干燥与灼烧后重量之差不超过某一规定值，《中国药典》规定为0.3mg。 干燥是指通过加热使样品中挥发性物质挥发。这里主要指的是水分，还有少量其他挥发性物质。常压是，温度控制在100-105％℃；灼烧的温度较高，一般控制在600℃。 根据称量的对象不同，挥发法可分为直接法和间接法。 一、直接法 待测组分与其它组分分离后，如果称量的是待测组分或其衍生物，通常称为直接法。例如在进行对碳酸盐的测定时，加入盐酸与碳酸盐反应放出CO2气体。再用石棉与烧碱的混合物吸收，后者所增加的重量就是CO2的重量，据此即可求得碳酸盐的含量。另外，在药品分析中，按中国药典中规定的药品灰分和炽灼残渣的测定，也属于直接法。只是此时测定的不是挥发性物质，而是测定样品经高温氧化挥发后剩下的不挥发性无机物。在药品分析中，灰分是控制中草药药材质量的检验项目之一。灰分中所含的都是无机物，通常为金属的氧化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐等等。根据灰分的量可以说明样品中含无机杂质的多少，作为药物的一项质量标准。按下式计算灰分含量： ％ 对于有些药品，药典规定在灼烧前用硫酸处理，使灰分转化成硫酸盐的形式再进行测定，这一检验项目被称为炽灼残渣，属于直接法。 二、间接法 待测组分与其它组分分离后，通过称量其它组分，测定样品减失的重量来求得待测组分的含量，则称为间接法。在药品检验中的“干燥失重测定法”就是利用挥发法测定样品中的水分和一些易挥发的物质，属于间接法。具体的操作方法是：精密称取适量样品，在一定条件下加热干燥至恒重(所谓恒重是指样品连续两次干燥或灼烧后称得的重量之差小于0.3mg)，用减失重量和取样量相比来计算干燥失重。例如，葡萄糖的干燥失重测定：取样品，1~2g，置于已恒重的扁称量瓶中，精密称定。在105℃干燥至恒重。减失的重量即为葡萄糖的干燥失重量。若取葡萄糖（C6H12O6·H2O）样品为1.0800g，失去水分和挥发性物质后的重
第七章 干燥(习题答案)
第七章干燥 1.已知湿空气的总压强为50kPa，温度为60℃相对湿度40％，试求：（1）湿空气中水气的 分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度 解：（1）查得60℃时水的饱和蒸汽压P S = 19.932kPa ∴水气分压 P水气 = P Sф= 19.932×0.4 = 7.973kPa （2）H = 0.622 P水气 / （P-P水气）=0.622×7.973/（50-7.973） = 0.118 kg/kg绝干 （3）1kg绝干气中含0.118kg水气 x绝干 = (1/29)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.84 x水气 = (0.118/18)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.16 ∴湿空气分子量M0 = 18x水气 + 29x绝干气 = 18×0.16 + 29×0.84 = 27.249 g/mol ∴湿空气密度ρ= MP/RT = （27.24×10-3×50×103）/（8.314×333） = 0.493 kg/m3湿空气 2.利用湿空气的H-I图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号4中各数值的求解过程 序号干球温度湿球温度湿度相对湿度焓水气分压露点℃℃ kg/kg绝干％ kg/kg绝干 kPa ℃ 1 60 35 0.03 2 2 140 5 30 2 40 27 0.02 40 90 3 25 3 20 18 0.013 75 50 2 15 4 30 28 0.02 5 85 95 4 25 3.干球温度为20℃，湿度为0.009 kg/kg绝干的湿空气通过预热器加热到50℃，再送往常 压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80％。若空气在干燥器中经历等焓干燥过程， 试求： （1）1m3原湿空气在预热器过程中焓的变化；
第七章 干燥
第七章 干燥 1. 常压下湿空气的温度为70℃、相对湿度为10％，试求该湿空气中水汽的分压、湿度、湿比容、比热及焓。 解：%10,70==?C t 查得70℃下水的饱和蒸汽压为31.36kPa 。 ∴ 水汽分压 kPa p p S v 136.336.311.0=?==? 湿度 干气kg kg p p p H v v /020.0136 .33.101136 .3622.0622 .0=-=-= 湿比容 273 27324417730t )H ..(H +?+=ν 干气＝＝kg /m .)...(30021273 70 273020024417730+? ?+ 比热 C kg kJ H c H ???+=干气＝＋＝/048.1020.088.101.188.101.1 焓 H t )H ..(h 2492881011++= 干气＝＋＝kg /kJ ...212302002492700481?? 2. 已知湿空气的（干球）温度为50℃，湿度为0.02kg/kg 干气，试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力（即饱和湿度），并分析压力对干燥操作的影响。 （1）总压为101.3kPa ；（2）总压为26.7 kPa 。 解：（1）kPa .p 3101=时： 由 v v p p p .H -=622 0 kPa .....H .Hp p v 156302 062203 1010206220=+?=+= ∴ 查得50℃水的饱和蒸汽压为12.34kPa ，则相对湿度 %.%..%p p s v 572510034 121563100=?=?= ? 饱和湿度： 干气kg /kg .....p p p .H S S S 086034 12310134 126220622 0=-?=-= （2）kPa .'p 726=时： kPa .....H .'Hp 'p v 832002062207260206220=+?=+= %.%..%p 'p 's v 74610034 12832 0100=?= ?=? 干气kg /kg .....p 'p p .'H S S S 535034 1272634 126220622 0=-?=-=
第七章干燥
【例7-1】 已知湿空气的总压p t =101.3kPa ，相对湿度?=0.6，干球温度t =30℃。试求： ①湿度H ；②露点t d ；③绝热饱和温度；④将上述状况的空气在预热器中加热至100℃所需的热量。已知空气质量流量为100kg （以绝干空气计）/h ；⑤送入预热器的湿空气体积流量，m 3/h 。 解：已知p t =101.3kPa ，?=0.6，t =30℃。 由饱和水蒸气表查得水在30℃时的蒸气压p s =4.25kPa ①湿度H 可由式7-4求得： 016 025 4603101254606220622 0.......p p p .H s t s =?-?? =-=??kg/kg ②按定义，露点是空气在湿度不变的条件下冷却到饱和时的温度，现已知 55225460...p p s =?==?kPa 由水蒸气表查得其对应的温度t d =21.4℃。 ③求绝热饱和温度t as 。按式（7-18） ()()H H c r t t as H as as --=/ （a ） 已知t =30℃并已算出H =0.016kg/kg ，又c H =1.01+1.88H =1.01+1.88×0.016=1.04kJ/kg ，而r as 、H as 是t as 的函数，皆为未知，可用试差法求解。 设t as =25℃，p as =3.17kPa ，H as =0.622 02 .017 .33.10117.3622.0=-=-as t as p p p kg/kg ， r as =2434kJ/kg ，代入式（a ）得t as =30-（2434/1.04）（0.02-0.016）=20.6℃＜25℃。 可见所设的t as 偏高，由此求得的H as 也偏高，重设t as =23.7℃，相应的p as =2.94kPa ， H as =0.622×2.94/（101.3-2.94）=0.0186kg/kg ，r as =2438kJ/kg ，代入式（a ）得t as =30-（2438/1.04）（0.0186-0.016）=23.9℃。两者基本相符，可认为t as =23.7℃。 ④预热器中加入的热量 Q =100×（1.01+1.88×0.016）（100-30） =7280kJ/h 或2.02kW ⑤送入预热器的湿空气体积流量 8825.46.03.1013.10127330273294 .22100=?? ? ???-??? ??+?? =V m 3/h 【例7-2】 已知湿空气的总压为101.3kPa 相对湿度为50%，干球温度为20℃。试用I-H 图求解： （a ）水气分压p ； （b ）湿度H ； （c ）焓I ； （d ）露点t d ； （e ）湿球温度t W ； （f ）如将含500kg/h 干空气的湿空气预热至117℃，求所需热量Q 。 解：见本题附图。 由已知条件：p t =101.3kPa ，?0=50%，t 0=20℃在I-H 图上定出湿空气状态A 点。
第七章-干燥
第七章 干 燥 第一节 概 述 干燥是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其它液体）的单元操作。在化工、食品、 制药、纺织、采 矿、农产品加工等行业，常常需要将湿固体物料中的湿分除去，以便于运输、 贮藏或达到生产规定的含湿率要求。例如，聚氯乙烯的含水量须低于 0.2%，否则在以后的成 形加工中会产生气泡，影响塑料制品的品质；药品的含水量太高会影响保质期等。因为干燥 是利用热能去湿的操作，能量消耗较多，所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或 离心分离等机械方法去湿，然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。 、固体物料的去湿方法 除湿的方法很多，化工生产中常用的方法有： 即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。耗能较少、较 为经济，但除 湿不完全。 即用干燥剂（如无水氯化钙、硅胶）等吸去湿物料中所含的水分，该方 3.干燥法 。即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。 该方法能除去湿物料中的大 部分湿分，除湿彻底。 干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿，即先用机械方法尽 可能除去湿物料中的大部分湿分， 然后再利用干燥方法继续除湿而制得湿分符合规定的产品。 干燥法在工业生产中应用最为广泛，如原料的干燥、中间产品的去湿及产品的去湿等。 、干燥操作方法的分类 1．按操作压强分为 ： 1）常压干燥 2）真空干燥 。真空干燥主要用于处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的场合。 2．按操作方式分为 ： 1）连续干燥 ：优点：生产能力大、热效率高、劳动条件好、产品均匀。 2）间歇干燥 ：适用于小批量、多品种或要求干燥时间很长的特殊场合。 3．按传热方式可分为 ： 1）传导干燥 ： 热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相 （又称干燥介质 ）带走， 或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。 1.机械分离法 。 2.吸附脱水法 。 法只能除去少量水分 ，适用于实验室使用。