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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動，在氣流中呈懸浮狀態，產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

如果氣體通過一個顆粒床層，該床層隨著氣流速度的變化會呈現不同的狀態。在流速較低時，氣流僅是在靜止顆粒的縫隙中流過，這時稱為固定床。當氣流速度增大到一定值時，所有的顆粒被上升的氣流懸浮起來，此時氣體對顆粒的作用力與顆粒的重力相平衡，床層達到起始流態化，這時的氣流速度稱為最小流化速度。當氣流速度超過這個值，高到超過顆粒的終端速度（最大流化速度）時，床層上界面消失并出現夾帶現象，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粒現象，或稱分散相流化床 [2]  。

3流化床干燥的特點及應用

流化床干燥具有較高的傳熱和傳質速率，干燥速率高，熱效率高，結構緊湊，基本投資和維修費用低，便于操作等優點。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 [3]  。

4流化床干燥器

典型的流化床干燥器有一個錐形反應室，熱空氣從底部進入，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上進行改型，研制開發了振動流化床干燥機、攪拌流化床干燥器、離心流化床干燥機等，擴大了流態化干燥的范圍，改善了流化質量，提高了熱質傳遞的強度。

1．振動流化床干燥機

振動流化床（vFB）就是在普通流化床上施加振動而成。在輸料板上放上一層物料（粉狀、粒狀、條狀等），對輸料板施以振動，當振動加速度大于重力加速度時，料層開始膨脹，出現所謂的振動流態化狀態。這時放在輸料板上的物料產生強烈的混和，并且很容易作水平和傾斜移動。在此條件下，利用對流、傳導、輻射向料層供給熱量，即可達到干燥的目的。

由于床層的強烈振動，傳熱和傳質的阻力減小，提高了振動流化床的干燥速率，同時使不易流化或流化時易產生大量夾帶的塊團性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產生返混、溝流、粘壁等現象。振動流化床現在廣泛應用于醫藥、食品、食鹽、化工，飼料工業的干燥、冷卻、造粒生產上 [4]  。

2．攪拌流化床干燥器

攪拌流化床干燥器是在流化床內裝設攪拌器，使某些濕顆粒物料或易凝聚成團的物料也能采用流化干燥。可用于硫酸銨、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點：首先，擴大了流態化干燥技術的應用范圍，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塊的物料的干燥；其次，可以有效避免溝流、騰涌和死床現象，獲得均勻的流化狀態，改善了流化質量，從而提高了熱質傳遞強度。近年來隨著攪拌流化床在藥物、食品、化工產品的造粒、涂層等過程中的應用，攪拌流化床干燥器在工業上得到了相當廣泛的應用。

3．離心流化床干燥機

離心流化床是在離心力場中進行流化干燥的一種新型干燥設備，由于離心力場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，強化了濕分在物料內部的遷移過程，干燥時問短，傳熱傳質速率高，能夠有效地抑制氣泡的生成及物料的夾帶，對于在重力流化床中難以干燥的低密度、熱敏性、易粘結的固體物料都可以有效地干燥。離心式流化床的應用比較廣泛，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

脈動流化干燥是指按一定的規律交替變化干燥工藝參數的干燥技術；脈沖流化床干燥則是改變傳統流化床的恒定送風為周期性送風，通過調節氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導通率，使通過孔板的氣體流量或流化區發生周期性變化，對物料進行干燥。

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、死區和局部過熱等傳統流化床常見的弊端，因而可用于處理黏性強、易結團和熱敏性物料。

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的密閉循環方式，利用熱泵的除濕一加熱循環，提供40～80℃左右的較溫和的干燥熱風。與干燥介質采用熱風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用僅為傳統直接加熱方式的一半，而食品的干燥質量則可明顯提高，從而對提高食品生產企業的競爭力具有重要價值 [6]  。熱泵干燥具有熱效率高，節能，干燥溫度低，衛生安全，環境友好等特點，特別適合于谷物、種子及食品原料等熱敏性物料的干燥。