流化牀乾燥

流化牀乾燥過程是散狀物料被置於孔板上，並由其下部輸送氣體，引起物料顆粒在氣體分佈板上運動，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。在流化牀乾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 ^[1]  。

如果氣體通過一個顆粒牀層，該牀層隨着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，這時稱為固定牀。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，牀層達到起始流態化，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，牀層上界面消失並出現夾帶現象，固體顆粒隨流體從牀層中帶出，這種情況就是氣力輸送固體顆粒現象，或稱分散相流化牀 ^[2]  。

流化牀乾燥具有較高的傳熱和傳質速率，乾燥速率高，熱效率高，結構緊湊，基本投資和維修費用低，便於操作等優點。因此流化牀乾燥器被廣泛用於化工、食品、陶瓷、藥物、聚合物等行業 ^[3]  。

典型的流化牀乾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。

工程上在普通流化牀乾燥器的基礎上進行改型，研製開發了振動流化牀乾燥機、攪拌流化牀乾燥器、離心流化牀乾燥機等，擴大了流態化乾燥的範圍，改善了流化質量，提高了熱質傳遞的強度。

振動流化牀(vFB)就是在普通流化牀上施加振動而成。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，當振動加速度大於重力加速度時，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，並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，即可達到乾燥的目的。

由於牀層的強烈振動，傳熱和傳質的阻力減小，提高了振動流化牀的乾燥速率，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乾燥，克服了普通流化牀易產生返混、溝流、粘壁等現象。振動流化牀廣泛應用於醫藥、食品、食鹽、化工，飼料工業的乾燥、冷卻、造粒生產上 ^[4]  。

攪拌流化牀乾燥器是在流化牀內裝設攪拌器，使某些濕顆粒物料或易凝聚成團的物料也能採用流化乾燥。可用於硫酸銨、氨基酸、酐酪素、聚丙烯樹脂等物料的乾燥。

攪拌流化牀乾燥器具有下列優點：首先，擴大了流態化乾燥技術的應用範圍，適合於濕含量較大、在熱氣流中不易分散的物料或者在乾燥脱水過程中可能結塊的物料的乾燥；其次，可以有效避免溝流、騰湧和死牀現象，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。近年來隨着攪拌流化牀在藥物、食品、化工產品的造粒、塗層等過程中的應用，攪拌流化牀乾燥器在工業上得到了相當廣泛的應用。

離心流化牀是在離心力場中進行流化乾燥的一種新型乾燥設備，由於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牀相比較，強化了濕分在物料內部的遷移過程，乾燥時問短，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，對於在重力流化牀中難以乾燥的低密度、熱敏性、易粘結的固體物料都可以有效地乾燥。離心式流化牀的應用比較廣泛，已在水果、蔬菜、米飯等食品的乾燥方面取得較好效果 ^[5]  。

脈動流化乾燥是指按一定的規律交替變化乾燥工藝參數的乾燥技術；脈衝流化牀乾燥則是改變傳統流化牀的恆定送風為週期性送風，通過調節氣流的脈衝頻率或脈衝氣流導通率，使通過孔板的氣體流量或流化區發生週期性變化，對物料進行乾燥。

常見的脈衝流化牀乾燥器有二位蝶閥脈衝流化牀、氣流移位式脈衝流化牀及旋轉脈衝流化牀等幾種類型。

脈衝流化牀用於不易流化的物料和有特殊要求的物料。其最早被用來乾燥粉末狀物料，能有效克服溝流、死區和局部過熱等傳統流化牀常見的弊端，因而可用於處理黏性強、易結團和熱敏性物料。

5．熱泵流化牀乾燥器

熱泵式流化牀乾燥裝置是採用乾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℃左右的較温和的乾燥熱風。與乾燥介質採用熱風爐或蒸汽加熱的流化牀乾燥裝置相比，熱泵式流化牀乾燥裝置加熱乾燥空氣的費用僅為傳統直接加熱方式的一半，而食品的乾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]  。熱泵乾燥具有熱效率高，節能，乾燥温度低，衞生安全，環境友好等特點，特別適合於穀物、種子及食品原料等熱敏性物料的乾燥。