第一节常压与真空蒸发设备

第一节常压与真空蒸发设备一、常压蒸发设备煮沸锅（外加热和内加热式）二、真空蒸发设备（一）管式薄膜蒸发器升膜式（图2-4-3）液膜形成（图2-4-4）降膜式（图2-4-10）刮板式（图2-4-12）离心式薄膜（图2-4-13）第二节结晶设备一、结晶原理与起晶方法原理：晶体特点、溶解与结晶、过饱和溶液、晶体形成与长大、结晶速度，方法：自然起晶、刺激起晶、晶种起晶。二、结晶设备（一）结晶设备的类型和特点按可改变溶液浓度的方法分：浓缩结晶设备：采用蒸发溶剂，使浓缩溶液进入过饱和区起晶，结晶过程与蒸发过程同时进行，一般称煮晶设备。冷却结晶设备：采用降温来使浓缩溶液进入过饱和区起晶，不断降温维持育晶。等电点结晶设备：与冷却结晶设备较相似，只是溶液稀，用酸调整PH，要使晶种悬浮，需搅拌激烈。按结晶过程运转情况不同分：间歇式结晶设备和连续结晶设备。（二）设计结晶设备应注意的条件溶液的性质、黏度、杂质的影响，结晶温度、结晶体的大小、形状、速度等条件，保证结晶良好，结晶速度快。（三）搅拌结晶箱的结构1、立式（图2-4-17）2、卧式（图2-4-18）3、等电点4、真空煮晶锅（图2-4-19）（四）设备计算物料衡算、热量衡算、设备容积和尺寸确定、传热面积。（五）结晶设备的新动向自动化、结晶质量、结垢、连续结晶、结晶速度、操作调整性等。第一节干燥机理和生物工业产品干燥一、干燥机理：热量由气体传递给湿物料，温度升高，物料内部的水分向表面扩散，汽化被气流带走，空气既是载热体，又是载湿体，干燥速率与传质速率和传热速率有关。干燥分为恒速干燥和降速干燥。二、生物工业产品干燥特点：热敏性（酶制剂）失活性。三、干燥设备选型原则：瞬时干燥和低温（真空）干燥。滚筒、喷雾、气流、沸腾干燥设备，冷冻和真空干燥，红外干燥、微波干燥。1、产品的质量要求2、产品的纯度3、物料的特性4、产量及劳动条件（表2-5-1）第二节非绝热干燥设备一、常压干燥设备———麦芽干燥塔二、真空干燥设备———箱式、带式和耙式干燥器。第三节绝热干燥设备一、气流干燥原理及设备原理：利用热气流将物料在流态下进行干燥过程。气体与固体之间进行传热和传质，达到干燥目的。适合于潮湿分散状态颗粒物料的干燥。味精、柠檬酸、四环类抗生素。特点：1、干燥强度大，2、干燥时间短，3、适用性广，4、设备结构简单设备：气流干燥设备（图2-5-7）二、喷雾干燥原理及设备一、原理：用不同的喷雾器，将液体喷成雾状，与热空气之间发生热量和质量传递而进行干燥过程。适合酵母、核苷酸、抗生素生产。特点：干燥速度快，时间短，温度低，成品具有良好的分散性和溶解性。二、设备（图2-5-12、13）附属设备：空气加热器和粉尘分离器。第四节冷冻干燥及其他干燥设备一、冷冻干燥原理及设备在较低温度下（-10~-50℃）冻结成固态，然后在高度真空（0.1Pa）下，固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。水的物态三相图（图2-5-22）特点：干燥温度低，真空操作，氧气极少，能保持原料的外形，具有多孔性，速溶性和复水性好，脱水彻底，质量轻易保存，但设备昂贵。设备：流程图（图2-5-23）1、冷冻部分2、真空部分3、水气去除部分4、加热部分连续式冷冻干燥器（图2-5-28）干燥时间计算（T)二、微波干燥原理及设备频率在300~300000MHZ或波长0.001~1m的高频电磁波的介质加热干燥。箱式微波炉、平板形连续微波干燥炉（图2-5-30）第一节蒸馏分离提纯原理蒸馏分离提纯操作，主要是将液相和固相、液相和液相的混合物分离开，或将某组分再进行提纯的化工单元操作。一、酒精-水混合液的相平衡二、相对挥发度和挥发系数三、酒精精馏第二节酒精蒸馏流程分类：间歇蒸馏和连续蒸馏；连续蒸馏又分为两塔、多塔。一、两塔式流程（图2-6-5）二、三塔式流程（图2-6-7、8）三、多塔蒸馏第三节粗馏塔一、粗馏塔板类型及结构1、泡罩塔板（图2-6-9）2、S（SD）形塔板（图2-6-12）3、导向筛板（图2-6-13）4、浮阀波纹筛板（图2-6-14）5、斜孔塔板（图2-6-16）二、粗馏塔的设计与计算1、热量和物料衡算；2、酒精蒸汽浓度确定；3、塔板层数确定；4、板间距选择；5、塔径计算。第四节精馏塔作用：一是提浓到产品的要求，二是分离净化杂质达到产品质量要求。一、精馏塔的塔板类型及结构1、浮阀塔板（图2-6-20）2、筛板塔板（图2-6-22）二、设计计算影响因素、精馏段操作线方程、进料的影响、图解法确定理论塔板数、实际板数、影响塔板效率的因素、塔径确定、塔板布置等。第一节空气净化除菌的方法方法：1、热杀菌（图3-1-1）2、辐射杀菌3、静电除菌（图3-1-2）4、过滤除菌流程：1、空气压缩冷却过滤流程2、两级冷却、分离、加热的空气除菌流程3、前置高效过滤除菌流程（图3-1-5、6）第一节固体物料的输送固体物料一般用机械输送设备，液体物料多采用泵。一、机械输送设备斗式提升机、带式输送机、螺旋输送机和气力输送系统。1、斗式提升机：构造：图3-3-1装料方法：掏取式和喂入式（图3-3-3）卸料方法：离心式和重力式（图3-3-4）适用物料：松散小颗粒物料，如小麦、大米、大豆和沙土等。计算：生产能力=3600(V/h)vp￠(kg/h)2、带式输送机结构：图3-3-5适用物料：颗粒和成件产品计算：生产能力=3600Avp￠(kg/h)3、螺旋输送机结构：图3-3-7适用物料：松散小颗粒和粉状物料4、气力输送设备系统：吸引式输送流程（图3-3-12）、压送式输送流程（图3-3-13）和混合式输送流程（图3-3-14）进出料装置：吸嘴、闭风器分离装置：旋风分离器空气除尘装置：旋风分离器、布袋滤尘器和湿式除尘器。第二节液体物料输送设备1、离心泵2、齿轮泵3、螺杆泵