沸騰干燥是利用流態(tài)化技術,即利用干燥的空氣流體使孔板上的顆粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài),使水分迅速汽化從而達到干燥目的 在干燥時,使氣流速度與顆粒的沉降速度相等,當壓力降與流動層單位面積的重量達到平衡時(此時壓力損失變成恒定),顆粒狀物料就在氣體中呈懸浮狀態(tài)并在流動層中自由地翻騰,流動層猶如正在燒開了的水一樣沸騰,這種狀態(tài)是比較穩(wěn)定的流態(tài)化 而沸騰干燥正是利用這種流態(tài)化技術,使氣體和固體兩相密切接觸,雖然氣固兩相傳熱系數(shù)不大,但由于顆粒度較小,接觸表面積大,故容積干燥強度為所有干燥器中^大的一種,這樣需要的床層體積就大大減少,無論在傳熱、傳質、容積干燥強度、熱效率等方面較一般的氣流干燥優(yōu)良;干燥溫度均勻,控制容易。此外,由于容積干燥強度較大,所以具有設備緊湊,占地面積小,結構簡單,設備生產能力高,而動力消耗少的優(yōu)點。
沸騰干燥器常用的有:臥式多室沸騰干燥器,又簡稱流化床;立式沸騰干燥器,又簡稱沸騰床。臥式多室沸騰干燥器一般用于連續(xù)干燥生產,但它存在兩種缺陷:
(1) 沸騰干燥過程中出現(xiàn)溝流現(xiàn)象,致使空氣走短路,物料干燥質量均一性受到影響;
(2) 在干燥過程中,細顆?;蚍勰畹奈锪媳粴怏w帶出,一般中等顆粒的物料能逐漸向卸料口接近而卸出,而大顆粒的物料由于層析現(xiàn)象沉降于床層底部,造成無法流化或結疤現(xiàn)象。
低溫高效沸騰干燥機多用于間歇式干燥生產,它只有一個干燥區(qū),因而不存在臥式多室沸騰干燥器的兩種缺陷;而且具有以下幾個特點:
(1) 傳熱效果好,熱容量系數(shù)可達8400~25000KJ/h;
(2) 溫度分布均勻,避免了產品的任何局部過熱,特別適用于熱敏物料的干燥;
(3) 停留時間可調節(jié)物料在干燥器內的停留時間,可以按需要進行調節(jié)。因而對產品含水量有波動的情況更適宜;
(4)操作靈活 在同一設備內可以進行風溫、風量及干燥時間的調節(jié),調節(jié)范圍廣,物料的適用性強;
(5) 投資少,干燥裝置本身不包括機械運動部件,裝置投資費用低廉,維修工作量小,使用壽命長。
低溫高效沸騰干燥機是為適應GMP醫(yī)藥工程設計,而開發(fā)的一種新型、高效型干燥機,它能與搖擺式顆粒機和GHL高效濕法制粒機配套,其具有傳統(tǒng)臥式XF型沸騰干燥機更寬的流化范圍。
低溫高效沸騰干燥機 結構示意圖
低溫高效沸騰干燥機 性能特點
◎ 流化床為圓形結構避免死角。采用圓形結構料斗,,成品含水均勻,清洗方便;
◎ 料斗設置攪拌裝置,避免潮濕物料團聚及干燥時形成溝流,流化范圍廣;
◎ 采用翻傾卸粒,方便迅速,亦可按要求設計自動進出料系統(tǒng);
◎ 密封負壓操作,氣流經過過濾。操作簡便,清洗方便;
◎ 干燥速度快,溫度勻稱,每批干燥時間一般在20-30分鐘,視物料而定;
◎ 采用抗靜電特種纖維布,清灰效果好,安全可靠;
◎ 設備設有泄爆口,一旦爆炸,設備不致?lián)p壞;
◎ 設備通過物料沸騰,從而達到干燥水份的目的,與傳統(tǒng)干燥機相比節(jié)能省時。
低溫高效沸騰干燥機 設計要點
(1)低溫高效沸騰干燥機的組成
間歇式沸騰床干燥系統(tǒng)一般由空氣處理系統(tǒng)、立式沸騰床、干燥器、喂料設備、卸料系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)組成。空氣處理系統(tǒng)是因應物料性質所要求的干燥條件來確定具體的空氣處理流程,通常用于干燥熱敏性物料的空氣處理系統(tǒng),由空氣過濾、空氣冷卻除濕、空氣吸附除濕、空氣加熱及輸送五部分組成;而用于非熱敏性物料的空氣處理系統(tǒng)則要簡單得多,一般由空氣過濾、空氣加熱及輸送三部分組成。喂料設備通常選用單螺桿擠壓機或雙螺桿擠壓機。卸料系統(tǒng)則通常由收集器與輸送設備組成。而自動控制系統(tǒng)一般由各控制點的感應器、PLC可編程控制器、電腦及各相應的執(zhí)行裝置組成。
(2)自動控制系統(tǒng)的設計要點
物料的干燥過程一般經歷等速干燥與降速干燥兩個階段,在等速干燥階段,除去的水分是非結合水分,此時,物料表面的蒸汽壓幾乎與純水的蒸汽壓相等,而且在這部分水分未蒸發(fā)掉以前,此蒸汽壓必保持不變,此時,水分的蒸發(fā)主要靠溫差來推動;而在降速干燥階段,除去的水分主要是結合水分,物料表面的蒸汽壓會逐漸下降,溫度相之上升。此時,水分的蒸發(fā)主要靠濕差來推動。因此,在實際生產過程中,為了達到一個理想的能效比,必須要在整個干燥過程中對空氣的溫度、含濕量、空氣量做出相應的調整 況且在喂料及卸料時,對空氣流量、溫度、含濕量及沸騰床干燥器內空氣壓力參數(shù)的要求亦不同,所以自動控制系統(tǒng)則由工藝過程控制與工藝數(shù)據(jù)控制兩部分來決定其控制功能與要素。
工藝過程控制一般包括喂料時間、主干燥時間與卸料時間的控制;工藝參數(shù)控制包括空氣的溫度、濕度、空氣流量與沸騰床干燥器內空氣壓力的控制 而空氣流量的控制,則是:一方面通過風管上閥門的開啟度來控制空氣流量;另一方面通過變頻器來調節(jié)風機的轉速來控制風機的輸出風量;同時使用雙風機供風,更好地達到對空氣參數(shù)調節(jié)的靈活性,而且取得較佳的節(jié)能效果。
(3)金屬孔板的孔徑及出風形式的選擇
金屬孔板的孔徑大小及形式的不同,將會對干燥效能產生較大的影響,孔徑愈大,則所需空氣量愈大,若是垂直出風的金屬孔板,則會出現(xiàn)噴泉式的效果,各孔的空氣流量相差愈大,床層密度的不均勻性愈大,漏料愈多,即干燥效能愈差。為此,金屬孔板的孔徑不宜太大,孔徑選擇與物料的特性有關,以不堵孔和不漏料為原則;而網孔的形式則有垂直出風與側出風兩種,垂直出風的金屬孔板要較側出風的金屬孔板便宜很多,但側出風的金屬孔板的干燥效率,則大于垂直出風的金屬孔板;而且漏料量遠低于垂直出風的金屬孔板。從整體效益來,應選擇側出風的金屬孔板。
低溫高效沸騰干燥機在實際應用過程中,一定要結合當?shù)氐奶鞖庖蛩丶拔锪系男再|來制定相應的設計參數(shù)及工藝流程進行設計,同時在設計過程中還要考慮到空氣壓力均衡、床壁粘粉等等細節(jié)性的問題 隨著電氣控制及操作系統(tǒng)的升級換代,機械設備加工技術的不斷提高,將使到間歇式沸騰床干燥器更加廣泛地應用于大型的醫(yī)藥、食品加工及化工生產企業(yè)。
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