三级烘干是以回转烘干为第一级烘干，在回转烘干的底部设有内置流化床，此流化床为二级烘干设备，在烘干机的外部，再串联一个外置流化床，这个流化床可能是普通式，也可能是振动式，三级干燥设备的特点是能够生产高质量的产品，能量消耗低，能够生产单级回转烘干设备难以烘干的物料，比单级回转烘干占用空间小，生产周期短，被烘干物料只在低温下受热。
单级回转烘干在烘干的开始阶段蒸发速率很高，后来随着颗粒表面湿度的降低，蒸发速率逐步减少，如在单级回转烘干机内完成操作，尾气的出口温度一定很高，能量浪费非常严重，三级烘干是在二级烘干的基础上发展起来的，第一级是回转烘干机，第二级是流化床烘干机，它装在回转烘干室圆锥体的内部，使得在第一级烘干尾气有较高湿度，从回转烘干来的空气有较低的出口温度.
此流程是有细粉反馈的三级烘干机，料液经预热后进入烘干机中在烘干室内被烘干，与热空气充分接触，脱水后雾滴形成颗粒落入塔底的内置流化床中，并以流化层的状态继续烘干，粉状物料导向外部流化床，进行最后的烘干或冷却，然后，产品送至料槽中，尾气经过旋风除尘机和袋式除尘机将极细的粉尘与空气分开，送至外部流化床与那里的流化粉末混合，也可以把细粉送回到烘干室，以使粘结成较大的颗粒。
在这个流程中，从袋式除尘机排出的尾气通过一个与液体接触的换热机，通过这套装置回收尾气中的热量，并用来顶热待烘干的物料。目前，这套流程主要用于加奶咖啡，脱脂速溶奶粉以及直接卵磷脂化的全脂奶粉的生产。
此外，还有三级回转振动流化烘干机，在回转烘干机外接两级振动下燥机，这种烘干机主要用于奶粉生产中，生产速溶奶粉，烘干机流程较复杂，操作难度也较大。
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