在藥品、食品的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，往往會產(chǎn)生各種狀態(tài)的中間產(chǎn)品或者副產(chǎn)品，其中，有相當(dāng)部分是含水率較高的糊狀物，大量高含水率糊狀物的干燥問題一直困擾著技術(shù)人員。很多糊狀物處理不好，產(chǎn)率降低，或成為污染環(huán)境的公害；反之則可提高產(chǎn)率，或者可循環(huán)利用使之轉(zhuǎn)化成有用的資源。
■現(xiàn)有干燥設(shè)備面臨諸多難題
發(fā)酵產(chǎn)物中普遍含有蛋白質(zhì)、果膠、糖等，易與間接加熱干燥機(jī)的鋼質(zhì)加熱表面黏結(jié)形成嚴(yán)重影響傳熱的污垢，致使類干燥設(shè)備難長時間保持加熱表面光潔和穩(wěn)定傳熱效果，必須定期停車清洗干燥設(shè)備。
蛋白質(zhì)是熱敏性物質(zhì)，干燥加熱溫度過高會使蛋白質(zhì)變性，有些含氨鹽的發(fā)酵廢水濃縮漿液采用簾帶式干燥機(jī)，高溫?zé)峥諝忭樍鞔捣髟趪娡繚饪s漿液的簾帶上方，有機(jī)物質(zhì)往往受灼熱空氣烘烤而變質(zhì)，部分有機(jī)物甚至受熱炭化而產(chǎn)生惡臭。
有的高含水率糊狀物料在不同類型的間接加熱干燥機(jī)中會出現(xiàn)效率極端低下的情況。帶機(jī)械攪拌推料作用的干燥機(jī)會將濕黏物料推出干燥區(qū)域，使攪拌干燥區(qū)形成空洞；而在耙式真空干燥機(jī)內(nèi)，則濕黏物料會牢牢黏附在回轉(zhuǎn)軸耙上，形成一回轉(zhuǎn)大濕團(tuán)，在加熱外夾套脫開一定間隙而空轉(zhuǎn)。這兩種極端情況幾乎都失去了加熱干燥作用。
■兩種干燥方式各有長短
蒸汽加熱干燥和內(nèi)加熱流化干燥是近年來討論比較多的用于糊狀物干燥的兩種方式，兩者各有優(yōu)勢和劣勢。
流化干燥制粒技術(shù)可以對含水率比糊狀物高，黏性和熱敏性比糊狀物大的中藥浸膏進(jìn)行干燥，則糊狀物料應(yīng)容易干燥。兩者差異點(diǎn)只是在具體被干燥物料的如何分散方法和措施。流化干燥制粒采用液態(tài)浸膏噴霧分散方法，而糊狀物形態(tài)由漿狀、稀糊狀一直到呈半固體團(tuán)狀，漿狀物或稀糊狀物可利用螺捍原厭送到高速高心分散器，使之分散成微小濕顆料，再和經(jīng)粉碎的返混干料一起投入到呈松散狀熱的流化物料中，對于呈半固體狀物，可和已粉碎的返混干料一起投入擺式顆粒機(jī)制成顆粒后入流化物料中。
但是，流化干燥的熱效率很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)（90%）比較。但設(shè)內(nèi)加熱組的流化干燥，濕物料干燥脫水熱量全由內(nèi)加熱組的間接加熱蒸汽提供，流化采用最低的臨界流化空氣速度，流化進(jìn)風(fēng)溫度等于出風(fēng)溫度，流化空氣功能降格為促進(jìn)物料流化、移動和傳熱。流化空氣量大幅度減少，既節(jié)省了壓送空氣的動力消耗，又減少了大量熱空氣尾氣帶走熱損失，可使熱效率提高到約75％左右。
盡管如此，內(nèi)加熱流化干燥的熱效率仍低于間接蒸汽加熱的節(jié)能干燥機(jī)。但是在流化干燥糊狀物時，糊狀物可連續(xù)均勻分散到含返混干料的呈松散狀和熱的流化物料中，與在蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)中的減黏混料完全不同，不會再有糊狀物團(tuán)塊去黏附加熱面，可長期保持內(nèi)加熱組表面光潔如新，穩(wěn)定處于高效率傳熱狀態(tài)。也就是說，采用將糊狀物分散到內(nèi)加熱流化床中的干燥方法，設(shè)備可長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
該兩種干燥方法還存在另一顯著區(qū)別，即間接蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)基本上處于冷態(tài)條件下（在進(jìn)料口端）將返混干料與糊狀物混合，完全是靠返混干料將糊狀物中大量水分吸收分散；而在內(nèi)加熱流化干燥床中，除了需要加入返料干料外，糊狀物被分散成細(xì)小顆粒連續(xù)均勻加入到已呈松散狀和熱的流化物料中。糊狀細(xì)顆粒中水分就立即被蒸發(fā)脫除一部分，故這部分的水分就不再需要靠返混干料來吸收分散了，所以返混干料量就能大幅度減少，也顯著減少了多室流化床中循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的物料量，十分有利于提高設(shè)備效率和減少設(shè)備尺寸。
■兩者組合發(fā)揮互補(bǔ)優(yōu)勢
間接蒸汽加熱干燥機(jī)具有很高熱效率已被公認(rèn)，但該型干燥機(jī)干燥糊狀物很不適應(yīng)，采用大量返混干料措施來降低進(jìn)料含水率和黏附性，會使干燥物料周轉(zhuǎn)量大幅度增加，嚴(yán)重影響干燥設(shè)備效率。而即使采用內(nèi)加熱式流化干燥技術(shù)，它的熱效率仍低于間接蒸汽加熱干燥機(jī)，但流化干燥可采用連續(xù)將糊狀物分散成小顆粒方法投入流化物料中，輔以較少量返混干料即能滿足各種含水率的糊狀物料干燥，徹底避免糊狀物性帶來停車除垢等大型化生產(chǎn)裝置最忌諱的不穩(wěn)定操作。于是就引出將兩種干燥方法組合在一起，互補(bǔ)各自存在缺點(diǎn)發(fā)揮各自具有的優(yōu)點(diǎn)。
研究表明，如保持流化物料含水率25％（具體操作含水率應(yīng)由具體糊狀物通過試驗(yàn)找出不影響流化干燥和間接蒸汽加熱干燥機(jī)操作的合理含水率）不變，增加流化干燥的脫水量，則可進(jìn)一步減少返混干料量，并相應(yīng)減少間接蒸汽加熱干燥機(jī)的脫水負(fù)荷。這樣做，意味著全干燥過程中物料周轉(zhuǎn)量減少，有利于提高干燥設(shè)備的效率，但由于減少了間接蒸汽加熱干燥的脫水量，這部分水量由節(jié)能的干燥設(shè)備轉(zhuǎn)移到相對低熱效率的流化干燥，其結(jié)果自然降低了全流程的節(jié)能性。所以怎樣選擇的流化干燥蒸發(fā)水量和返混干料量，有許多工作要做，涉及設(shè)備投資和設(shè)備效率等問題。
■現(xiàn)有干燥設(shè)備面臨諸多難題
發(fā)酵產(chǎn)物中普遍含有蛋白質(zhì)、果膠、糖等，易與間接加熱干燥機(jī)的鋼質(zhì)加熱表面黏結(jié)形成嚴(yán)重影響傳熱的污垢，致使類干燥設(shè)備難長時間保持加熱表面光潔和穩(wěn)定傳熱效果，必須定期停車清洗干燥設(shè)備。
蛋白質(zhì)是熱敏性物質(zhì)，干燥加熱溫度過高會使蛋白質(zhì)變性，有些含氨鹽的發(fā)酵廢水濃縮漿液采用簾帶式干燥機(jī)，高溫?zé)峥諝忭樍鞔捣髟趪娡繚饪s漿液的簾帶上方，有機(jī)物質(zhì)往往受灼熱空氣烘烤而變質(zhì)，部分有機(jī)物甚至受熱炭化而產(chǎn)生惡臭。
有的高含水率糊狀物料在不同類型的間接加熱干燥機(jī)中會出現(xiàn)效率極端低下的情況。帶機(jī)械攪拌推料作用的干燥機(jī)會將濕黏物料推出干燥區(qū)域，使攪拌干燥區(qū)形成空洞；而在耙式真空干燥機(jī)內(nèi)，則濕黏物料會牢牢黏附在回轉(zhuǎn)軸耙上，形成一回轉(zhuǎn)大濕團(tuán)，在加熱外夾套脫開一定間隙而空轉(zhuǎn)。這兩種極端情況幾乎都失去了加熱干燥作用。
■兩種干燥方式各有長短
蒸汽加熱干燥和內(nèi)加熱流化干燥是近年來討論比較多的用于糊狀物干燥的兩種方式，兩者各有優(yōu)勢和劣勢。
流化干燥制粒技術(shù)可以對含水率比糊狀物高，黏性和熱敏性比糊狀物大的中藥浸膏進(jìn)行干燥，則糊狀物料應(yīng)容易干燥。兩者差異點(diǎn)只是在具體被干燥物料的如何分散方法和措施。流化干燥制粒采用液態(tài)浸膏噴霧分散方法，而糊狀物形態(tài)由漿狀、稀糊狀一直到呈半固體團(tuán)狀，漿狀物或稀糊狀物可利用螺捍原厭送到高速高心分散器，使之分散成微小濕顆料，再和經(jīng)粉碎的返混干料一起投入到呈松散狀熱的流化物料中，對于呈半固體狀物，可和已粉碎的返混干料一起投入擺式顆粒機(jī)制成顆粒后入流化物料中。
但是，流化干燥的熱效率很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)（90%）比較。但設(shè)內(nèi)加熱組的流化干燥，濕物料干燥脫水熱量全由內(nèi)加熱組的間接加熱蒸汽提供，流化采用最低的臨界流化空氣速度，流化進(jìn)風(fēng)溫度等于出風(fēng)溫度，流化空氣功能降格為促進(jìn)物料流化、移動和傳熱。流化空氣量大幅度減少，既節(jié)省了壓送空氣的動力消耗，又減少了大量熱空氣尾氣帶走熱損失，可使熱效率提高到約75％左右。
盡管如此，內(nèi)加熱流化干燥的熱效率仍低于間接蒸汽加熱的節(jié)能干燥機(jī)。但是在流化干燥糊狀物時，糊狀物可連續(xù)均勻分散到含返混干料的呈松散狀和熱的流化物料中，與在蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)中的減黏混料完全不同，不會再有糊狀物團(tuán)塊去黏附加熱面，可長期保持內(nèi)加熱組表面光潔如新，穩(wěn)定處于高效率傳熱狀態(tài)。也就是說，采用將糊狀物分散到內(nèi)加熱流化床中的干燥方法，設(shè)備可長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
該兩種干燥方法還存在另一顯著區(qū)別，即間接蒸汽加熱（節(jié)能）干燥機(jī)基本上處于冷態(tài)條件下（在進(jìn)料口端）將返混干料與糊狀物混合，完全是靠返混干料將糊狀物中大量水分吸收分散；而在內(nèi)加熱流化干燥床中，除了需要加入返料干料外，糊狀物被分散成細(xì)小顆粒連續(xù)均勻加入到已呈松散狀和熱的流化物料中。糊狀細(xì)顆粒中水分就立即被蒸發(fā)脫除一部分，故這部分的水分就不再需要靠返混干料來吸收分散了，所以返混干料量就能大幅度減少，也顯著減少了多室流化床中循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的物料量，十分有利于提高設(shè)備效率和減少設(shè)備尺寸。
■兩者組合發(fā)揮互補(bǔ)優(yōu)勢
間接蒸汽加熱干燥機(jī)具有很高熱效率已被公認(rèn)，但該型干燥機(jī)干燥糊狀物很不適應(yīng)，采用大量返混干料措施來降低進(jìn)料含水率和黏附性，會使干燥物料周轉(zhuǎn)量大幅度增加，嚴(yán)重影響干燥設(shè)備效率。而即使采用內(nèi)加熱式流化干燥技術(shù)，它的熱效率仍低于間接蒸汽加熱干燥機(jī)，但流化干燥可采用連續(xù)將糊狀物分散成小顆粒方法投入流化物料中，輔以較少量返混干料即能滿足各種含水率的糊狀物料干燥，徹底避免糊狀物性帶來停車除垢等大型化生產(chǎn)裝置最忌諱的不穩(wěn)定操作。于是就引出將兩種干燥方法組合在一起，互補(bǔ)各自存在缺點(diǎn)發(fā)揮各自具有的優(yōu)點(diǎn)。
研究表明，如保持流化物料含水率25％（具體操作含水率應(yīng)由具體糊狀物通過試驗(yàn)找出不影響流化干燥和間接蒸汽加熱干燥機(jī)操作的合理含水率）不變，增加流化干燥的脫水量，則可進(jìn)一步減少返混干料量，并相應(yīng)減少間接蒸汽加熱干燥機(jī)的脫水負(fù)荷。這樣做，意味著全干燥過程中物料周轉(zhuǎn)量減少，有利于提高干燥設(shè)備的效率，但由于減少了間接蒸汽加熱干燥的脫水量，這部分水量由節(jié)能的干燥設(shè)備轉(zhuǎn)移到相對低熱效率的流化干燥，其結(jié)果自然降低了全流程的節(jié)能性。所以怎樣選擇的流化干燥蒸發(fā)水量和返混干料量，有許多工作要做，涉及設(shè)備投資和設(shè)備效率等問題。