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第1篇一、实验目的1. 了解干燥实验的基本原理和操作方法。
2. 掌握干燥设备的使用技巧。
3. 分析干燥过程中物料的性质变化。
4. 评估干燥效果，为实际生产提供参考。
二、实验内容1. 干燥实验的基本原理2. 干燥设备的选用与操作3. 干燥过程中物料性质的变化4. 干燥效果的评价三、思考题1. 请简述干燥实验的基本原理，并说明干燥过程分为哪几个阶段。
2. 在干燥实验中，如何选用合适的干燥设备？请列举几种常见的干燥设备及其适用范围。
3. 在干燥过程中，如何控制干燥温度和干燥时间？这对干燥效果有何影响？4. 请分析干燥过程中物料性质的变化，如水分、温度、粒度等，并说明这些变化对干燥效果的影响。
5. 在干燥实验中，如何评价干燥效果？请列举几种评价方法。
6. 在干燥过程中，如何防止物料发生结块、焦化等现象？请提出相应的解决措施。
7. 请分析干燥过程中能耗的影响因素，并提出降低能耗的方法。
8. 在干燥实验中，如何提高干燥效率？请从物料、设备、工艺等方面进行分析。
9. 请举例说明干燥实验在实际生产中的应用，如化工、食品、医药等行业。
10. 在干燥实验中，如何保证实验数据的准确性和可靠性？请提出相应的措施。
11. 请分析干燥实验过程中可能出现的故障及解决方法。
12. 在干燥实验中，如何保证实验操作的安全性？请提出相应的措施。
13. 请简述干燥实验在环境保护方面的作用。
14. 在干燥实验中，如何提高干燥设备的利用率？请提出相应的措施。
15. 请分析干燥实验在节能减排方面的意义。
16. 在干燥实验中，如何提高干燥设备的自动化程度？请提出相应的措施。
17. 请探讨干燥实验在提高产品质量方面的作用。
18. 在干燥实验中，如何根据物料特性选择合适的干燥工艺？19. 请分析干燥实验在提高生产效率方面的作用。
20. 在干燥实验中，如何降低干燥过程中的能耗？四、实验报告撰写要求1. 实验报告应包括实验目的、实验内容、实验过程、实验结果、分析与讨论、结论等部分。
科技成果——粮食干燥系统节能技术适用范围轻工行业粮食行业行业现状在我国，粮食（玉米）烘干技术还处在初级发展阶段，传统的燃煤烘干技术热效率相对较低，约60%左右。
而发达国家的粮食干燥系统90%以上采用燃气、燃油技术，燃烧效率相对较高，而且不需换热装置，由于采用了低温烘干和后冷却工艺，粮食温度低，排出的废气温度也低，总体热效率可达90%以上。
二者差距较大。
目前该技术可实现节能量2万tce/a，减排约5万tCO2/a。
成果简介1、技术原理保持原有粮食干燥系统的平衡不变，将分层供煤、高效换热器、部分废气和烟气余热的回收利用、调整空气烟气走向、先进保温材料等节能技术进行有机结合并应用于粮食干燥系统中，在保证产量不降低、降水幅度提升和粮食烘干品质的前提下，达到节能减排的目的。
2、关键技术（1）采用分层供煤装置提高燃烧效率采用分层给煤装置，使较大颗粒的煤块在煤层的下面贴近炉排，较小颗粒的碎煤和煤粉覆盖在煤层上部，使煤层透气性好，风阻小，改善燃烧条件，减少漏煤量，提高热风炉的热效率。
（2）更换高效换热器提高换热效率换热器经过长时间运行，会产生列管脱炭、老化和漏烟等现象，从而导致部分列管堵塞，换热效率低，能耗大。
此外，换热器列管管壁结焦和堵塞及砌筑式管壳也会对换热效率有很大影响。
采用四回程换热器以及装配式换热器管壳，可有效提高换热器的换热效率。
（3）部分废气和烟气余热回收再利用尾部干燥段末端的废气温度一般在50℃左右，湿度在20%左右。
将干燥段末端的废气进行回收利用，用管道送至换热器进风口，可有效提高换热器进风口的空气温度。
冷却段排出的废气温度约在30℃左右，且湿度小，将该热量回收利用，可以提高换热器的进气温度，节约能源，并减轻换热器尾部烟管结硫。
这些废气经沉降室后，通过管道送至换热器进风口，进入换热器再加热，继续用来干燥粮食。
热风炉烟囱排放的烟气温度一般在110-150℃，是干燥系统能量浪费的主要环节之一。
通过合理的方式对该部分烟气余热进行利用，至少可回收5%左右的热量，节能效果显著。
谷物干燥热泵性能的实验研究及理论分析
马晓梅;杨晶;王立;童莉葛;边琳
【期刊名称】《北京科技大学学报》
【年(卷),期】2005(027)005
【摘要】在已开发的热泵流化床谷物干燥设备研究基础上对其中的热泵进行了实验研究,得出干燥实验系统热泵供风温度以及供热系数的影响因素及其影响规律.通过对实验结果进行细致的理论分析,发现增大蒸发器回路风量与降低冷凝器出口风温可以显著改善热泵性能.依此拟定了热泵改进方案,预测了改进后热泵的性能指标,分析比较了相应干燥系统的经济效益.结果显示,改进后的热泵供热系数可达到
3.856,干燥费用进一步降低.
【总页数】6页(P617-622)
【作者】马晓梅;杨晶;王立;童莉葛;边琳
【作者单位】北京科技大学机械工程学院,北京,100083;北京科技大学机械工程学院,北京,100083;北京科技大学机械工程学院,北京,100083;北京科技大学机械工程学院,北京,100083;北京科技大学机械工程学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TB655
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不同干燥方式对颗粒粉体性质的影响马秀娟ꎬ付清爽ꎬ路静ꎬ成佳慧(山东齐都药业有限公司ꎬ山东淄博２５５４００)摘要:目的㊀探究不同干燥方式对颗粒粉体性质的影响ꎮ方法㊀采用相同的处方进行制粒ꎬ采用真空干燥ꎬ烘箱干燥及流化床干燥ꎬ测定不同干燥方式所得颗粒的流动性指数ꎬ综合评价不同干燥方式所得颗粒的粉体性质ꎮ结果㊀三者中烘箱干燥产物的流动性最好ꎬ可压性无明显区别ꎮ结论㊀不同干燥工艺造成了干燥产物粉体性质的差异ꎮ关键词:真空干燥ꎻ流化床干燥ꎻ烘箱干燥ꎻ粉体性质中图分类号:ＴＱ４６０.６㊀文献标志码:Ａ㊀文章编号:２０９５－５３７５(２０２３)０６－０３７７－００４ｄｏｉ:１０.１３５０６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｊｐｒ.２０２３.０６.００４ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｎｕｌａｒｐｏｗｄｅｒＭＡＸｉｕｊｕａｎꎬＦＵＱｉｎｇｓｈｕａｎｇꎬＬＵＪｉｎｇꎬＣＨＥＮＧＪｉａｈｕｉ(ＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｄｕＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＺｉｂｏ２５５４００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ㊀Ｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｎｕｌａｒｐｏｗｄｅｒ.Ｍｅｔｈｏｄｓ㊀Ｕｓｅｔｈｅｓａｍｅｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆｏｒｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎꎬｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎬｏｖｅｎｄｒｙｉｎｇａｎｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｄｒｙｉｎｇꎬｔｈｅｆｌｕｉｄｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄꎬａｎｄｔｈｅｐｏｗｄｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅｄ.Ｒｅｓｕｌｔｓ㊀Ａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅꎬｔｈｅｆｌｕｉｄｉｔｙｏｆｏｖｅｎ－ｄｒｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｉｓｔｈｅｂｅｓｔꎬａｎｄｔｈｅｒｅｉｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ.Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ㊀Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｃａｕｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅｐｏｗｄｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｒｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＶａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎻＦｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｄｒｙｉｎｇꎻＯｖｅｎｄｒｙｉｎｇꎻＰｏｗｄｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ㊀㊀干燥是利用热能使物料中的湿份(水分或其他溶剂)汽化除去ꎬ从而获得干燥物品的工艺操作ꎮ干燥常应用于药物的除湿ꎬ新鲜药材的除水ꎬ以及片剂㊁胶囊剂㊁颗粒剂㊁散剂等的工业生产ꎮ干燥的目的在于使物料便于加工运输㊁贮藏和使用ꎬ保证药品的质量和提高药物的稳定性ꎮ干燥方法与设备种类繁多ꎬ常用的干燥方式主要有常压干燥㊁减压干燥及沸腾干燥ꎮ常压干燥最常用的是烘干ꎬ即将物料置于热源装置的烘房㊁烘柜或烘箱内ꎬ利用热源装置供给热能促使物料干燥的方法ꎮ此法干燥温度可以进行控制ꎬ干燥速度较快ꎬ主要用于片剂颗粒㊁胶囊剂颗粒㊁散剂㊁颗粒剂的干燥ꎮ减压干燥常用于需要干燥但又不耐高温的药物ꎮ此法除能够加速干燥ꎬ降低温度ꎬ还能使干燥产品疏松和易于粉碎ꎮ此外ꎬ由于抽去空气ꎬ从而保证了易氧化药物的稳定性ꎮ减压干燥效果取决于负压的高低(真空度)和被干燥物料的堆积厚度ꎮ沸腾干燥又叫流化干燥ꎮ主要用于湿粒状物料的干燥ꎮ此法是利用热空气流使颗粒悬浮ꎬ呈现沸腾状态ꎬ物粒的跳动增加了蒸发面ꎬ热空气在湿颗粒间通过ꎬ在动态下进行热交换ꎬ带走了水气ꎬ达到干燥目的ꎮ具有效率高ꎬ速度快ꎬ产量大的特点ꎬ对单一产品可连续生产ꎬ沸腾干燥室密封性好ꎬ产品纯度易于保证[１]ꎮ制粒作为药品生产中的关键加工单元ꎬ其质量会随着生产工艺传递至最终产品ꎬ进而影响产品质量[２]ꎮ干燥同样是药品生产过程中的关键加工单元ꎬ不同的干燥方式会对颗粒造成不同的影响ꎮ颗粒的物理属性是颗粒质量的重要方面ꎬ包括粒径㊁密度㊁孔隙率等微观特征ꎬ以及由这些微观特征所决定的均一性㊁堆积特性㊁流动性等宏观特性ꎮ其中ꎬ松密度ꎬ振实密度常常作为粉体的质量指标ꎬ休止角㊁压缩度等可以反映粉体的流动性ꎬ颗粒中的水的质㊀作者简介:马秀娟ꎬ女ꎬ主管药师ꎬ研究方向:药物制剂研发ꎬＥ－ｍａｉｌ:３４８５０１３１３＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:付清爽ꎬ男ꎬ工程师ꎬ研究方向:药物制剂研发ꎬTel:183****4160ꎬE－ｍａｉｌ:ｑｄｒｄｆｕｑｉｎｇｓｈｕａｎｇ＠１６３.ｃｏｍ量分数也是表征粉体质量的重要参数[３]ꎮ粉体学性质不仅可考察物料固有理化性质ꎬ更能为制剂的处方设计和工艺筛选提供指导ꎮ颗粒的流动性好ꎬ可阻止压片过程中各成分的离析ꎬ增加片剂含量的均匀度ꎻ流动性差ꎬ则压片时ꎬ填充㊁混匀效果不理想ꎮ颗粒可压性好ꎬ可使片剂具有适宜的机械性质ꎻ可压性差ꎬ则易发生裂片㊁碎片[４]ꎮ本试验结合质量源于设计(ＱＢＤ)的理念ꎬ以颗粒质量为目标ꎬ其流动性㊁可压性为关键质量属性ꎬ分析不同干燥方式对颗粒质量的影响ꎬ现介绍如下ꎮ１㊀仪器与试药１.１㊀仪器㊀ＨＬＳＧ－３０Ｐ高效制粒混合机(浙江明天机械有限公司)ꎻ２０２型电热恒温鼓风干燥箱(山东潍坊精鹰医疗器械有限公司)ꎻＤＺＦ－６０２０真空干燥箱(北京雅士林实验设备有限公司)ꎻＷＢＦ－２Ｇ型多功能流化床(重庆英格造粒包衣技术有限公司)ꎻＦＺＢ－１５０粉碎整粒机(浙江小伦制药机械有限公司)ꎻＺＰ１０Ａ旋转式压片机(北京国药龙立科技有限公司)ꎻＳＹ－３片剂多用测定仪(上海黄海药检仪器有限公司)ꎻＢＴ－１００１智能粉体特性测试仪(丹东百特仪器有限公司)ꎻＬＨＳ１６－Ａ烘干法水分测定仪(上海精密科学仪器有限公司)ꎻＰＬ４０３电子天平[梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司]ꎮ１.２㊀试药㊀微晶纤维素(安徽山河药用辅料股份有限公司ꎬ批号:２００６１１)ꎻ乳糖(ＦｒｉｅｓｌａｎｄＣａｍｐｉｎａＤＭＶＢ.Ｖ.ꎬ批号:１０５０ＦＲＫ)ꎻ聚维酮(安徽山河药用辅料股份有限公司ꎬ批号:２００６２３)ꎻ交联羧甲基纤维素钠(ＪＲＳＰｈａｒｍａＧｍｂＨ＆Ｃｏ.ＫＧꎬ批号:３２０１０１９３１３５)ꎻ硬脂酸镁(厂家:安徽山河药用辅料股份有限公司ꎬ批号:２１０２２８)ꎮ２㊀方法与结果２.１㊀工艺介绍２.１.１㊀制粒㊀使用ＨＬＳＧ－３０Ｐ高效制粒混合机进行制粒ꎬ将微晶纤维素㊁乳糖㊁聚维酮㊁交联羧甲基纤维素钠投入制粒机中ꎬ低速搅拌㊁剪切３ｍｉｎꎬ加入适量纯化水ꎬ继续低速搅拌㊁剪切４ｍｉｎꎬ最后ꎬ高速搅拌㊁剪切１ｍｉｎꎬ得湿颗粒ꎮ将湿颗粒均匀分为３份ꎮ２.１.２㊀烘箱干燥㊀将其中一部分湿颗粒使用电热恒温鼓风干燥箱进行干燥ꎬ将湿颗粒均匀分散在托盘上ꎬ采用４０ħ进行干燥ꎬ开启鼓风ꎬ１５ｍｉｎ翻料１次ꎬ干燥至水分为３.２％停止干燥ꎬ记为样品１ꎮ２.１.３㊀减压干燥㊀将其中一部分湿颗粒使用ＤＺＦ－６０２０真空干燥箱进行干燥ꎬ将湿颗粒均匀分散在托盘上ꎬ采用４０ħ进行干燥ꎬ压力为２.６７ｋＰａꎬ干燥至水分为３.０％停止干燥ꎬ记为样品２ꎮ２.１.４㊀流化床干燥㊀将其中一部分湿颗粒使用ＷＢＦ－２Ｇ型多功能流化床进行干燥ꎬ干燥温度为４０ħꎬ干燥至水分为３.２％ꎬ停止干燥ꎬ记为样品３ꎮ２.１.５㊀粉碎混合㊀采用ＦＺＢ－１５０粉碎整粒机进行粉碎整粒ꎬ样品１㊁样品２与样品３均使用相同的整粒频率㊁整粒筛网进行整粒ꎮ加入相同量的硬脂酸镁后ꎬ采用相同参数进行混合ꎮ２.２㊀粉体特性检测及综合评价２.２.１㊀流动性㊀采用智能粉体特性测试仪测定颗粒的休止角㊁压缩度㊁平板角(也称抹刀角)㊁均齐度等指标ꎬ计算流动性指数ꎬ综合评价颗粒的流动性ꎮ２.２.１.１㊀松密度(Ｄ０)㊀松密度(固定体积法):取干净１００ｍＬ量杯放在天平上进行称量ꎬ读取空杯质量ꎮ将称量后的空杯放到仪器中的接料盘上ꎬ开启进料ꎬ样品通过出料口落入量杯中ꎬ当样品充满量杯并溢出后ꎬ停止进料ꎬ用刮板将多余的料刮出ꎬ并用毛刷将量杯外的粉扫除干净ꎬ用天平称量量杯与粉体的总质量ꎬ仪器自动计算出松密度ꎮ重复上述操作ꎬ测定３次ꎬ数据见表１ꎮ表１㊀样品松密度(ｇ ｃｍ－３)样品样品１样品２样品３第一次测量０.５７９１０.５２３１０.５９６６第二次测量０.５８１４０.５１４６０.５９１１第三次测量０.５７９２０.５２２２０.５８３６平均值０.５８０００.５２０００.５９００２.２.１.２㊀振实密度(Ｄｆ)㊀振实密度(固定体积法):取干净１００ｍＬ量杯放在天平上进行称量ꎬ将１００ｍＬ量杯与１００ｍＬ延长筒连接ꎬ向量杯中加入样品(样品量要达到延长筒的一半以上)ꎬ盖上盖(防止样品飞溅)ꎬ再将量杯固定到振动组件上ꎬ放到仪器指定位置中ꎮ振动５ｍｉｎ后ꎬ用刮板将多余的料刮出ꎬ并用毛刷将量杯外的粉扫除干净ꎬ用天平称量量杯与粉体的总质量ꎬ仪器自动计算出振实密度ꎮ重复上述操作ꎬ测定３次ꎬ数据见表２ꎮ表２㊀样品振实密度(ｇ ｃｍ－３)样品样品１样品２样品３第一次测量０.６７３３０.６７３６０.６８５２第二次测量０.６７９６０.６６９８０.６９５１第三次测量０.６８０８０.６７２１０.６８７９平均值０.６７８００.６７２００.６８９０２.２.１.３㊀休止角㊀将样品添加至加料漏斗中ꎬ启动进料ꎬ样品经出料口洒落到休止角平台上并逐渐形成锥体ꎮ当样品落满样品平台呈对称的圆锥体且在平台周围都有粉体落下时停止加料ꎮ进料完成后ꎬ仪器将自动拍摄图像并计算休止角ꎮ重复上述操作ꎬ测定３次ꎬ数据见表３ꎮ表３㊀样品休止角(ʎ)样品样品１样品２样品３第一次测量３５.１８６４１.１５８３８.３６９第二次测量３６.１０６４２.５５４３９.１１２第三次测量３５.２２５４２.７２０３８.８９９平均值３５.５０６４２.１４４３８.７９３２.２.１.４㊀平板角㊀平板角:用小勺将待测样品轻轻撒在接料盘中埋没平板ꎬ埋没平板粉的厚度要达到或超过堆料组件边沿的高度ꎮ注意加料时保持样品的自然松散状态ꎬ不要压或者整理接料盘中样品堆积的形状ꎮ开始测量后ꎬ接料盘会自动下落ꎬ拍摄平板上的粉体图像并进行分析计算ꎬ然后会进行１次敲击并再次拍摄图像并计算ꎮ重复上述操作ꎬ测定３次ꎬ数据见表４ꎮ表４㊀样品平板角(ʎ)样品样品１样品２样品３第一次测量３９.１５２４８.５７９４８.３３２第二次测量４０.０１２４７.９８４４７.３２１第三次测量３９.２３６５０.４６０４７.６９５平均值３９.４６７４９.００８４７.７８３２.２.１.５㊀粒度分布㊀按照顺序输入每级筛子的孔径ꎬ从第七层到第一层依次为１４００㊁８５０㊁３５５㊁２５０㊁１８０㊁１５０㊁７５μｍꎮ称量每一级筛子的重量ꎬ然后按照顺序安装固定在仪器上ꎮ称取１０ｇ样品ꎬ加入最上层ꎬ开启振动ꎮ结束后ꎬ再将每层筛子慢慢取下ꎬ依次在天平上称重ꎮ都读取完成后ꎬ便可得到筛分结果ꎬ数据见表５ꎮ表５㊀样品粒度分布(μｍ)样品样品１样品２样品３Ｄ１０Ｄ６０Ｄ１０Ｄ６０Ｄ１０Ｄ６０结果８９.９６２５５.５３７６.５４２４４.３６５５.２９２２０.３３２.２.１.６㊀压缩度㊀压缩度指粉体被压缩的能力ꎬ根据公式(１)计算压缩度ꎮ压缩度＝Ｄｆ－ＤｏＤｏˑ１００％(１)压缩度反映了粉体的流动性ꎬ压缩度小于２０％时ꎬ粉体的流动性好ꎬ压缩度增大时流动性下降[５]ꎬ结果如表６ꎮ表６㊀样品压缩度(％)样品样品１样品２样品３结果１４.４５４２９.２３１１６.７８０２.２.１.７㊀均齐度㊀均齐度指颗粒粒度分布的宽度ꎬ根据公式(２)计算均齐度ꎬ结果如表７ꎮ２.２.１.８㊀流动性评价[６]㊀使用Ｃａｒｒ指数法(见表８)计算粉体流动性指数ꎮ根据颗粒休止角㊁压缩度㊁平板角㊁均齐度等指标测定结果ꎬ计算颗粒流动性指数(ＦＷ)ꎬ来综合评价颗粒的流动性ꎮ均齐度＝Ｄ６０/Ｄ１０(２)表７㊀样品均齐度样品样品１样品２样品３结果２.８４０３.１９３３.９８５表８㊀流动性指数流动性评价流动性指数ＦＷ休止角/ʎ压缩度(％)平板角(ʎ)均齐度测试值指数Ｆ１测试值指数Ｆ２测试值指数Ｆ３测试值指数Ｆ４好９０~１００<２５２６~２９３０２５２４２２.５<５６~９１０２５２３２２.５<２５２６~３０３１２５２４２２.５１２~４５２５２３２２.５８０~８９３１３２~３４３５２２２１２０１１１２~１４１５２２２１２０３２３３~３７３８２２２１２０６７８２２２１２０７０~７９３６３７~３９４０１９.５１８１７.５１６１７~１９２０１９.５１８１７.５３９４０~４４４５１９.５１８１７.５９１０~１１１２１９１８１７.５６０~６９４１４２~４４４５１７１６１５２１２２~２４２５１７１６１５４６４７~５６６０１７１６１５１３１４~１６１７１７１６１５４０~５９４６４７~５４５５１４.５１２１０２６２７~３０３１１４.５１２１０６１６２~７４７５１４.５１２１０１８１９~２１２２１４.５１２１０２０~３９５６５７~６４６５９７５３２３３~３６３７９.８７５７６７７~８９９０９.５７５２３２４~２６２７９.５７５差０~１９６６６７~８９９０４.５２０３８３９~４５>４５４.５２０９１９２~９９>９９４.５２０２８２９~３５>３５４.５２０㊀㊀根据公式(３)计算流动性指数ＦＷꎮＦＷ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４(３)式中:ＦＷ为流动性指数ꎬＦ１为休止角指数ꎬＦ２为压缩度度指数ꎬＦ３为平板角指数ꎬＦ４为均齐度指数ꎮ使用不同的干燥方式对粉体流动性的影响较大ꎬ使用烘箱干燥颗粒流动性最佳ꎬ使用流化床干燥颗粒流动性次之ꎬ使用减压干燥颗粒流动性最差ꎮ２.２.２㊀可压性㊀可压性与粉体颗粒形变机制㊁颗粒形状大小有关ꎬ颗粒间结合面积越大ꎬ则粉体的压缩性越好[７]ꎮ成型性表示药物粉体在一定压力下紧密结合成片剂的能力ꎬ通常采用一定压力下抗张强度和施加于粉体的压力之间的关系进行评价ꎬ一定压力下ꎬ能形成较高抗张强度的粉体ꎬ具有较好的成型性[８]ꎮ成型性与粉体颗粒表面性质有关ꎬ颗粒间结合强度越高则粉体成型性越好[９]ꎮ表９㊀流动性评价样品样品１样品２样品３流动性指数８３６７７５㊀㊀采用ＺＰ１０Ａ旋转式压片机进行压片ꎬ采用ＳＹ－３片剂多用测定仪对片剂的硬度进行检测ꎬ通过计算抗张强度ꎬ对颗粒进行可压性评价ꎮ２.２.２.１㊀抗张强度㊀抗张强度ꎬ即片剂破裂或断裂前能抵抗的最大张力ꎬ被广泛用来评价片剂的强度ꎬ其大小反映了物料结合力和压缩成型性的好坏ꎬ相同压力下ꎬ抗张强度越大ꎬ成型性越好[１０]ꎮ采用ＺＰ１０Ａ旋转式压片机在相同的压力下压片ꎬ置于干燥器中２４ｈꎬ待完全弹性复原后测量平片的径向破碎力Ｆ㊁直径Ｄ㊁厚度Ｌꎬ利用以下公式(４)计算片剂的抗张强度ꎮ数据如下表(ｎ＝６)ꎮＴＳ＝２ＦπＤＬ(４)表１０㊀样品抗张强度样品样品１样品２样品３直径/ｍｍ９９９厚度/ｍｍ６.１８６.２２６.２４破碎力/Ｎ７８.４７９.１７７.４抗张强度/ＭＰａ０.８９８０.９０００.８７８２.２.２.２㊀可压性评价㊀通过采用相同的压力㊁相同的冲模进行压片ꎬ并测量径向破碎力及片厚ꎮ通过对比ꎬ样品１㊁样品２及样品３的抗张强度基本一致ꎮ不同的干燥方式不会对物料的可压性造成影响ꎮ３ 讨论通过对不同干燥方式获得的粉体进行研究ꎬ对比三者的流动性及可压性ꎮ干燥方式的不同会影响物料的流动性ꎬ烘箱干燥样品流动性最优ꎬ流化床干燥样品流动性次之ꎬ减压干燥样品的流动性最差ꎮ干燥方式对物料的可压性影响较小ꎬ三者的抗张强度几乎没有差异ꎮ烘箱干燥对温度控制准确ꎬ干燥速率较快ꎬ得到的颗粒性质最优ꎬ但效率低于流化床干燥ꎮ流化床干燥具有效率高ꎬ速度快ꎬ产量大的特点ꎬ对单一产品可连续生产ꎬ但得到的颗粒比较小ꎬ流动性一般ꎮ减压干燥常用于不耐高温的样品干燥ꎬ得到的颗粒流动性最差ꎮ参考文献:[１]㊀张炳胜ꎬ王峰.药物制剂技术[Ｍ].北京:中国医药科技出版社ꎬ２０１５:６２－６５.[２]ＭＡＤＥＲＵＥＬＯＣꎬＺＡＲＺＵＥＬＯＡꎬＬＡＮＡＯＪＭ.Ｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｏｆｄｒｕｇｓｆｒｏｍｓｕｓｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅｈｙ￣ｄｒｏｐｈｉｌｉｃｍａｔｒｉｃｅｓ[Ｊ].ＪＣｏｎｔｒｏｌＲｅｌｅａｓｅꎬ２０１１ꎬ１５４(３):２－１９.[３]刘涛ꎬ付春梅ꎬ唐玉ꎬ等.不同干燥方式对桑枝提取物物理指纹图谱及其总黄酮含量的影响[Ｊ].中国实验方剂学杂志ꎬ２０１８ꎬ２４(２０):６５－６９.[４]韩天燕ꎬ刘强ꎬ张万年ꎬ等.仙曲片粉体学性质考察及处方设计[Ｊ].中成药ꎬ２０２０ꎬ４２(８):１９８２－１９８６. [５]李洁ꎬ杜若飞ꎬ冯怡.中药浸膏粉物理性质与干法制粒工艺的相关性研究[Ｊ].中国中药杂志ꎬ２０１１ꎬ３６(１２):１６０６－１６０９.[６]国家市场监督管理总局.ＧＢ/Ｔ３１０５７.３－２０１８颗粒材料物理性能测试第３部分:流动性指数的测量[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２０１９.[７]王晨光ꎬ邓丽ꎬ施春阳ꎬ等.药物粉体可压性影响因素及改善策略[Ｊ].中国药学杂志ꎬ２０１３ꎬ４８(１１):８４５－８４９. [８]ＵＰＡＤＨＹＡＹＰＰꎬＳＵＮＣＣꎬＢＯＮＤＡＤ.Ｒｅｌａｔｉｎｇｔｈｅｔａｂｌｅｔｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｐｉｒｏｘｉｃａｍｐｏｌｙｔｙｐｅｓｔｏｔｈｅｉｒｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｅｎｅｒｇｙ ｖｅｃｔｏｒｍｏｄｅｌｓ[Ｊ].ＩｎｔＪＰｈａｒｍꎬ２０１８ꎬ５４３(１/２):４６－５１.[９]何英蒙ꎬ皮超ꎬ魏郁梦.粉体粒子的物理性质对片剂压缩成型性的影响[Ｊ].中国医药工业杂志ꎬ２０１９ꎬ５０(５):４７８－４８９.[１０]岳国超ꎬ陈丽华ꎬ管咏梅ꎬ等.新型直压辅料的粉体学性质评价[Ｊ].中国药房ꎬ２０１４ꎬ２５(９):８３３－８３６.(收稿日期:２０２３－０１－１４)。
第17卷第6期2001年11月农业工程学报T ransac tio ns of th e CSA E V ol.17 N o.6N ov. 2001文章编号:1002-6819(2001)06-0093-04采用太阳能集热器干燥玉米的研究刘圣勇1,张百良1,袁 超2,张 杰1,陈开碇3(1.河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室; 2.河南农业大学基础科学学院; 3.河南省环保及能源管理总站)摘 要:介绍了采用太阳能集热器干燥玉米的机理与实验装置的设计。
在不同季节,采用太阳能集热器对玉米干燥过程进行了试验,测出了采用太阳能集热器干燥玉米的特性曲线,并对干燥曲线进行了分析与讨论;实验得出,采用太阳能集热器干燥玉米能满足玉米干燥的工艺要求,从而为大规模利用太阳能干燥玉米示范性工程的建设提供了科学依据。
关键词: 太阳能集热器;玉米;干燥曲线中图分类号:S214.2 文献标识码:A收稿日期:2001-06-14作者简介:刘圣勇,博士生,副教授,郑州市文化路95号 河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室,450002 太阳能是减缓能源危机和解决环境问题的最主要的新能源。
人们很早就开始利用太阳能进行干燥[1]。
将收割的农作物置于太阳下曝晒脱水干燥以便长期保存,是农村长期沿用的干燥方式。
但这种传统的干燥方式不仅占地面积大,易遭灰尘、虫类的污染及阵雨淋湿,而且影响产品质量,干燥时间也长,不能满足工业化生产的需要。
近年来,我国已研制出太阳能干燥木材、谷物、果品、中草药、工艺彩陶制品等专门干燥设备,并进行了大量试验研究,取得了一些进展[2]。
作者利用太阳能集热器对玉米干燥进行了试验研究,测出了玉米的干燥曲线,为太阳能干燥示范性工程的建设提供了可靠的科学依据。
1 太阳能集热器干燥玉米的工艺流程根据玉米干燥工艺的特点和要求[3],采用太阳能集热器干燥玉米的工艺流程如图1所示。
由图1可知,如将新建的太阳能干燥玉米的生产线与电干燥系统配套使用,当太阳能干燥系统正常运行时,可满足玉米干燥工艺的要求,完全可以替代电干燥系统,大大节约了能源。
农粮产品高效品质干燥关键技术及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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粮油加工MACHINERY FO R CEREALS OIL AND FOOD PROCESS ING ·食品科技·喷雾干燥过程的能耗分析与节能廖传华 李 磊(南京工业大学机械与动力工程学院) 【摘 要】喷雾干燥是能耗较大的单元操作,节能工作十分重要。
本文阐述了节能分析的基本方法、节能的影响因素和节能的措施,对喷雾干燥过程中的热量分配作了计算分析,并根据对喷雾干燥过程的研究及编制的程序,分析评价了各种操作因素对干燥过程能耗的影响,给出了干燥过程的节能措施。
【关键词】喷雾干燥;能耗分析;节能中图分类号:TS203 文献标识码:A 文章编号:1009-1807(2003)10-0070-03 干燥是一种应用十分广泛的重要单元操作,对产品的质量起着决定性的作用。
干燥技术与干燥设备的先进与否将直接影响企业的经济效益及产品的竞争力,所以干燥技术与干燥设备越来越为人们所重视。
近年来,国内干燥技术与干燥设备的发展速度相当惊人,但对干燥操作中的能量消耗却不甚重视,这不能不引起注意。
干燥过程的能耗较大,在国民经济中占有很大比重,有关资料介绍,在工业发达国家,干燥操作消耗的能量约占全国总能量消耗的13%～20%,即使是我国,近期统计表明,干燥操作所消耗的能量约占总能耗的10%。
所以节能是十分重要的,尤其是在能源价格日益上涨的今天,能量消耗是直接关系到操作的经济性的一个重要指标,在操作过程中应尽可能地降低能耗。
为此,本文对喷雾干燥过程中的能耗进行了分析,并在此基础上提出了节能措施。
1 能量系统的分析方法根据热力学第一定律,能量在转化过程中既不会增多也不会减少,但会发生质的变化,主要表现为对环境作功能力的变化。
节能是指采取技术上可行、经济上合理及环境和社会可接受的一切措施,有效地利用能源资源。
节能已被称为世界第五大能源,它不仅可以缓解能源供需矛盾,促进经济持续、快速、健康发展,而且是减少有害气体排放,降低大气污染的最现实、最经济的途径。
热泵供热系统的(火用)评价方法
1热泵供热系统专业评价
热泵供热系统是当前大力发展的环保热水热源采暖方式，可节约能源，安全高效，受到越来越多消费者的青睐。
因此，有必要建立一套专业的热泵供热系统评价标准，来对热泵供热系统的火用能力作出准确的评价。
2专业评价标准
1.燃料热量：由燃料的比热容及其热值来计算。
2.燃料组成：根据燃料的比重分析和比例测定，对燃料的组成成份进行细分。
3.热效率：评价热泵供热系统从燃料至用户使用热水的整个过程中，消耗的热量及转化的热量。
4.动力特性：评价热泵供热系统的能力，确定热泵供热系统的最佳运行状态和工作状态。
5.水质性能：涉及热泵供热系统的水分配、蒸发、换热等各项性能，评估其中污染物控制能力，为热泵供热系统的可靠运行提供评价依据。
3能效评价方法
1.能效比：按照冷、热目标计算系统所释放的各部件能效比，用以评价热泵供热系统的效率和可靠性。
2.热用效率：严格计算系统产生的热量及对用户使用的热水的热能产量，以表征热泵供热系统的热能利用水平。
3.额定耗电量：依据热泵供热系统的运行模式及其用电量，进行综合评估，评价热泵供热系统的运行效率。
4.系统控制：考察系统控制部件及其控制能力，及特性控制条件评价某种热泵供热系统的可靠性。
热泵供热系统的评价方法针对不同的系统火用情况，需要进行综合考核，把火用能力、能源利用率、耗能及运行质量等方面系统地汇总起来，以便为使用者提供准确的热泵供热系统的评价结果。
第33卷 第22期 农 业 工 程 学 报 V ol.33 No.222017年 11月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2017 285基于分析法的粮食逆流干燥系统能效评价与试验马兴灶1,2，方壮东2，李长友2※（1. 岭南师范学院机电工程学院，湛江 524048；2. 华南农业大学工程学院，广州 510642）摘 要：为客观、合理地评价粮食逆流干燥系统的能效，实现粮食高效节能干燥，该文基于㶲分析法，从气流状态变化考察逆流连续式干燥工艺系统的能量利用程度。
结果表明：在试验条件下，干燥机内各干燥段能量利用效果较好。
在高温和低温干燥段，排气和干燥室热损失率最高分别不超过6.68%、11.09%和21.26%、9.37%，热效率和㶲效率不低于83.02%、68.1%和69.37%、56.22%；在冷却段，由于粮温比风温高，风对稻谷有明显的降温去水作用。
而系统的平均热效率和㶲效率为80.24%和64.52%，表明系统能量匹配效果较好，稻谷的平均单位热耗量为2 944.6 kJ/kg ，与国标≤7 400 kJ/kg 相比，节能达到60.2%，节能效果明显。
研究结果为干燥工艺设计、探索节能的途径和制定粮食干燥系统能效评价标准提供参考。
关键词：节能; 干燥；系统分析；粮食；能效评价；分析法 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.037中图分类号：S226.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-22-0285-07马兴灶，方壮东，李长友. 基于分析法的粮食逆流干燥系统能效评价与试验[J]. 农业工程学报，2017，33(22)：285－291. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.037 Ma Xingzao, Fang Zhuangdong, Li Changyou. Energy efficiency evaluation and experiment on grain counter-flow drying system based on exergy analysis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(22): 285－291. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.037 0 引 言中国是世界上最大的粮食生产及消费国，2015年粮食总产量高达6.2亿t ，粮食干燥机械化需求迫切。
然而截止2014年底，全国拥有的粮食干燥机达5.44万台，机械干燥粮食数量8 935.72万t [1]，据此计算中国的粮食干燥机械化程度还不足15%，与美、日等发达国家20世纪80年代已达95%的水平相差甚远，与目前全国农作物耕种收综合机械化率已达63.8%的水平相比，发展很不平衡[2]。
近年，在国家良好的政策导向下，烘干机市场持续走热，设备数量增长很快，但整体市场比较混乱，新技术应用不足，设备制造质量不高、适应性、通用性、可靠性、安全性差，能耗高、效率低、品质不能保障。
导致问题的原因有多方面，其中设备能效评价标准不科学是问题的根源之一。
近年来，国内外学者基于特定干燥试验，探讨干燥工艺参数[3-8]，分析了干燥系统能耗[9-13]，提出了一些节能措施[14-18]。
但迄今，研究人员设计、评价干燥系统的误区之一是把注意力放在了提高人为提供的热能消耗和干燥动力上，忽视了客观㶲的作用，评价标准不收稿日期：2017-08-18 修订日期：2017-11-09基金项目：国家自然科学基金（31371871；31671783），广东省科技计划项目（2014B020207001），湛江市非资助科技攻关计划项目（2017B01095）。
作者简介：马兴灶，广东汕头人，讲师，博士，主要从事农产品干燥和智能装备技术研究。
Email ：mxz2004350118@ 。
※通讯作者：李长友，陕西蒲城人，教授，博士，博士生导师，主要从事农业装备技术研究。
Email ：lichyx@ 。
中国农业工程学会会员（B041100045S ）够科学。
充分利用客观㶲，增大动力系数是实现绿色、高效节能的关键。
同一物料在同样的干燥动力条件下，采用不同的干燥工艺和处理方式，其能量的利用效果有很大差别[19-20]。
㶲概念的引入，解决了利用一个单独的物理量来揭示系统能量价值问题，改变了人们对能的性质、损失、转换效率等传统的看法，提供了用能分析的科学基础，能够全面深刻地揭示系统内部损失、能量的价值以及在各环节上损耗的特征。
基于干燥㶲分析法[21-24]，揭示粮食逆流干燥工艺系统的热能结构，对评价干燥系统有效能利用效率具有较高的理论价值和重要的现实意义。
因此，为客观、合理地评价干燥系统的能效，实现粮食高效节能干燥，本文基于干燥系统热质衡算和热效率与㶲效率分析方法，从逆流干燥系有效能动态变化过程，考察逆流连续式干燥工艺系统的能量利用程度，利用5HNH-15型干燥机考证评价结果的可靠性，为提高粮食干燥效率和探索节能的途径提供分析方法，为干燥工艺系统设计和制定粮食干燥能效评价标准提供一些参考。
1 干燥系统热质衡算粮食干燥是一个输入能量、介质和湿粮，排出废气、得到干粮的开口系统，干燥过程必然要进行物质和热量的交换，为准确把握系统内部能量消耗的本质，必须基于物质守恒和能量守恒原则，对系统进行计算。
系统干燥过程的计算包括物料衡算和热量衡算两部分，图1所示即为整个干燥过程的物料衡算和热量衡算过程参数。
粮食逆流干燥系统热质衡算示意图如图1所示。
·农产品加工工程·农业工程学报（ ） 2017年286注：t 0为空气初始温度，℃；d 0为空气初始含湿量，kg·kg -1；h 0为空气初始热焓，kJ·kg -1；G 为绝干空气的质量流量，kg·h -1；t 1为加热后空气温度，℃；d 1为加热后空气含湿量，kg·kg -1；h 1为加热后空气热焓，kJ·kg -1；t 2为排气温度，℃；d 2为排气湿含量，kg·kg -1；h 2为排气热焓，kJ·kg -1；W 1、W 2分别为干燥前后粮食的质量流量，kg·h -1；M 0、M 2分别为粮食初始和终了含水率，%；t m 1、t m 2分别为粮食干燥前后的温度，℃。
Note: t 0 is the initial air temperature, ℃; d 0 is the initial humidity of air, kg·kg -1; h 0 is the initial enthalpy of air, kJ·kg -1; G is the mass flow of dry air, kg·h -1; t 1 is the air temperature after heating, ℃; d 1 is the humidity of air after heating, kg/kg; h 1 is the enthalpy of air after heating, kJ·kg -1; t 2 is the exhaust air temperature, ℃; d 2 is the humidity of exhaust air, kg·kg -1; h 2 is the enthalpy of exhaust air, kJ·kg -1; W 1, W 2 respectively for the mass flow of grain before and after drying, kg·h -1; M 0, M 2 respectively for the initial and final moisture content of grain, %; t m 1, t m 2 respectively for the temperature before and after grain drying, ℃.图1 粮食逆流干燥系统热质衡算示意图Fig.1 Schematic diagram of heat and mass balance for graincounter-flow drying system1.1 干燥过程的物料衡算 1.1.1 粮食的去水量在粮食干燥过程中，粮食与干燥介质进行物质与能量交换，在这个干燥过程中一直保持恒定不变的量为介质中的绝干空气量和进入、输出干燥室的绝干粮食量，以W 1，W 2表示干燥前后粮食的质量流量，kg/h ；以W c 表示干燥过程中绝干粮食的质量流量，kg/h ；以W 表示干燥过程中蒸发的水分的质量流量，kg/h ；则有：12W W W （1）012211M W M W W c （2）化简得：2201020211M M M W M M M W W （3）22111M M W W（4） 式中M 0，M 2为干燥前后粮食的湿基含水率，%。
1.1.2 气耗量环境空气先经过加热器加热后变为干燥空气，送入干燥室，与粮食接触进行热质交换后，排出干燥室；粮食经输送装置进入干燥室，与干燥空气进行热质交换后，排出干燥室。
在这个过程中，对进出干燥室的干燥空气的水分进行衡算，则有：21G d d W （5）式中G 为干燥过程中绝干空气的质量流量，kg/h ；d 1，d 2为空气进入和排出干燥室时的含湿量，kg/kg 。
令211G g W d d（6） 式中g 称为比空气用量或单位空气消耗量，简称气耗量，即从湿物料中蒸发1 kg 水分所需的干空气量，kg/kg 。
由式（6）可见，比空气用量只与空气的最初和最终湿度有关，而与干燥过程所经历的途径无关。
1.2 干燥过程的热量衡算粮食干燥过程的热量衡算包括介质的降温增湿过程的热量、粮食升温去湿过程的热量和系统损耗，其整个干燥过程中介质和粮食组成的干燥系统的热量衡算，如式（7）所示：lm w w m g c P m w w m g c Q t c W t c W Gh Q t c W t c W Gh 22221110 （7）式中h 0，h 2为未进入空气加热器前的环境状态的新鲜空气和排出干燥室的干燥空气的热焓，kJ/kg ；c g ，c w 为粮食和水的比热容，kJ/(kg·℃)；t m 1，t m 2为粮食进入干燥室前后的温度，℃；W w 1，W w 2为干燥前后单位时间粮食所携带的水分质量，kg/h ；Q P 为空气加热器供给干燥介质的单位时间升温显热，kJ/h ；Q l 为干燥室单位时间的散热损耗，kJ/h ；Gh 0为未进入空气加热器前的环境状态的空气介质自身的热能，kJ/h ；Gh 2为单位时间排出干燥室的干燥介质的热能，kJ/h ；1m g c t c W 为单位时间进入干燥室前绝干粮食携带的热能，kJ/h ；11m w w t c W 为单位时间进入干燥室前高湿粮食携带的水的热能，kJ/h ； 2m g c t c W 为单位时间排出干燥室后绝干粮食携带的热能，kJ/h ；22m w w t c W 为单位时间排出干燥室的粮食携带的水的热能，kJ/h 。
