在许多领域中,保持物质的干燥状态至关重要。从化学实验到工业生产,从食品保存到药品制造,干燥过程都扮演着不可或缺的角色。而在实现干燥的过程中,干燥器和干燥管作为常用的设备,发挥着重要作用。今天,就让我们一起来深入了解一下这两位干燥领域的得力助手。
一,干燥器:物料干燥的核心设备
干燥器是一种通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定湿含量固体物料的机械设备。其工作原理基于热量传递和质量传递,通过向物料提供热量,使湿分从物料表面蒸发并扩散到周围环境中。
近代干燥器的发展经历了从间歇操作到连续操作的转变。早期,固定床式干燥器被广泛应用,它采用间歇操作方式,将物料放置在固定的床层上进行干燥。随着工业生产规模的不断扩大,对干燥效率的要求也越来越高,洞道式干燥器应运而生,标志着干燥器向连续操作方向迈出了重要一步。如今,干燥器的种类繁多,可按操作过程、操作压力、加热方式、湿物料运动方式或结构等不同特征进行分类。
常见的干燥器类型包括:
1,厢式干燥器:这是一种较为简单的间歇式干燥设备,由箱体、加热装置、物料架等部分组成。物料放置在物料架上,通过加热装置提供的热量进行干燥。厢式干燥器适用于小批量、多品种物料的干燥,具有操作灵活、适应性强等优点。
2,流化床干燥器:利用气体使固体颗粒在流化状态下进行传热和传质的干燥设备。物料在流化床上呈流化状态,与热气体充分接触,从而实现快速干燥。流化床干燥器具有传热传质效率高、干燥速度快、生产能力大等优点,广泛应用于化工、食品、制药等行业。
3,喷雾干燥器:将液体物料通过喷雾装置雾化成微小液滴,与热气体在干燥塔内充分接触,使液滴中的水分迅速蒸发,从而得到干燥的固体产品。喷雾干燥器适用于处理溶液、悬浮液等液体物料,具有干燥速度快、产品质量好、连续化生产等优点,在乳制品、饮料、洗涤剂等行业应用广泛。
干燥器在工业生产中具有广泛的应用。例如,在化工领域,干燥器用于干燥各种化工原料和产品,以满足后续加工的要求;在食品行业,干燥器用于干燥水果、蔬菜、肉类等食品,延长食品的保质期;在制药行业,干燥器用于干燥药品原料和制剂,确保药品的质量和稳定性。
二,干燥管:气体干燥的关键装置
干燥管是化学实验中用于干燥气体或除去气体中杂质的一种设备。它通常两端有连接口用于连接导管,中间盛有固体干燥剂或除杂剂。当气体从一端流入干燥管时,气体中的水或其他杂质与干燥剂或除杂剂发生化学反应,使水或杂质与气体分离,相对纯净的气体从另一端流出。
干燥管的造型多样,常见的有以下几种:
1,直形一球干燥管:一支上粗下细的玻璃管,管的上口经圆口处理,以增加机械强度。粗管的下部有一球泡,用于贮放固体干燥剂。在球的下端焊接有一段细玻璃管,作填放玻璃棉和插入软木塞内固定于需干燥的装置上用。
2,直形二球干燥管:外形与直形一球干燥管相似,只是在粗管上又增加了一个小球泡。主要用来存放玻璃棉或碱石棉用,也可作为贮存不同的干燥剂用,以进一步提高吸收效果。
3,U 形干燥管:一根粗细相同的玻璃管,两端熔光,自然弯曲成底部为半圆状,上部垂直,如同大写英文字母 U 形的玻璃管状。U 形干燥管除用于干燥气体外,还可用于有机半微量的定量分析中作气体吸收前后的称量操作用,或安装在仪器装置的进、出口处,起干燥防潮的作用。
4,U 形具支干燥管:在 U 形干燥管的两根垂直玻璃管的上部,各焊接有一根水平支管,主要用于用橡胶管连接其它仪器装置。
5,U 形具支具塞干燥管:在具支干燥管的两根垂直玻璃管的上口各焊上一只直角形孔眼的活塞,与支管相通,作为开启或关闭的控制阀。具塞主要用以对气体进行调节控制,可控制气体通过的时间和通过量。
干燥管的功能主要是干燥气体,根据气体的酸碱性和杂质成分,可选择不同的干燥剂。例如,对于碱性气体,可选用碱石灰(NaOH 和 CaO 的混合物)、生石灰等干燥剂;对于酸性气体,可选用五氧化二磷等干燥剂;对于中性气体,无水氯化钙等干燥剂较为常用。在使用干燥管时,要注意干燥剂的装填方法和使用注意事项。一般先在干燥管的底部放入少量玻璃棉,然后装入干燥剂,再在干燥剂的上面塞入少量玻璃棉,以防止干燥剂渗漏或带出。气体从大口进入,从小口出来,小口前面要放棉花团,防止干燥剂颗粒随气体排出。干燥管可以单只使用,也可以两只或更多只作串联使用,以提高干燥效果。
干燥管在化学实验中有着广泛的应用。例如,在气体制备实验中,需要对产生的气体进行干燥,以避免水分对实验结果的影响;在有机合成实验中,干燥管可用于除去反应体系中的水分,保证反应的顺利进行;在一些需要纯净气体的实验中,干燥管可用于滤除气体中的杂质,提高气体的纯度。