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組合干燥也稱多級干燥，是兩種或兩種以上干燥形式的優化組合，包括傳熱方式和溫度的組合。組合干燥在工作時可以達到單一干燥機所不能的效果。

與單級干燥相比，組合干燥也更容易節約能源，可以根據物料干燥工藝的需要對多種干燥機進行科學組合。例如，物料干燥要求水分在含量在0.1%以下，則排氣溫度往往需要130℃以上，熱能的損失很大。而在設計上用90℃排氣溫度的噴霧干燥器，使水分達到2%，熱回收的熱空氣再用于串聯的臥式流化床干燥機，^終水分可達到0.1%以下，熱能可以節約20%。

現在，組合式干燥機使用越來越廣泛。針對不同的物料，組合的形式也多種多樣。例如，槳葉式干燥機串聯系統采取對流和傳導兩種傳熱方式，使干燥過程更合理。^級是恒速干燥階段，物料中大量水分在這一階段中脫掉，在進入降速干燥階段時進入下一級干燥機。這種組合特別適用于水分蒸發較慢的物料進行干燥。

槳葉閃蒸串聯系統可以滿足一些物料既要干燥，又有粒度的要求。許多物料在一定含水范圍內會有粘壁的現象，漿葉干燥機的漿葉旋轉不斷更新加熱面，干燥效率高。閃蒸干燥機則在干燥的同時兼有粉碎作用。所以適用于有一定粒度要求的物料，^級采用漿葉干燥機，以求得較高的熱效率，第二級采用閃蒸干燥機，以獲得一定粒度的產品。

噴霧帶式干燥機綜合了噴霧干燥器和帶式干燥器的優點，適用于可流動液體的干燥。^級干燥為高溫熱氣噴霧干燥，干燥過程為恒速干燥階段，第二級為減速干燥。根據物料要求，還可在出干燥器前進行冷卻處理。它的特點是降低了噴霧干燥設備的高度，熱效率高，對熱敏性強、難以干燥的物料也比較適合。

噴霧流化干燥機是噴霧干燥器和流化干燥器的有機結合。在將溶液或熔融物加工為固體顆粒的干燥中干燥強度比較高。由于它把蒸發、結晶、干燥、造粒、煅燒等過程在一個設備中進行，因此簡化了流程，并相應地降低了干燥成本。這種組合對溶解度大的溶液干燥及煅燒造粒是非常適合的。