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真空干燥器

真空干燥器是一种负压下进行干燥的设备,指空状态下物料溶剂的沸点降低,所以适用于干燥不稳定或热敏性物料;真空干燥器有良好的密封性,所以又适用于干燥需回收溶剂和含强烈刺激,有毒气体的物料。

真空干燥器,vacuum dryer,在负压下进行干燥的设备,由带有蒸气夹套的壳体和在壳体内转动的耙齿组成。耙齿可以正反转,大约每10~15min换向一次,使物料受到均匀搅拌,表面不断更新,气化水(或溶剂)由真空泵抽出。应用真空干燥器可以降低干燥温度,防止物料分解。广泛应用于化学工业药品生产中。

真空干燥是将被干燥物料置于真空条件下进行加热干燥。它利用真空泵进行抽气抽湿,使工作室处于真空状态,物料的干燥速率大大加快,同时也节省了能源。真空干燥设备分为静态干燥器和动态干燥机。YZG圆筒形、FZG方形真空干燥机属于静态式真空干燥器,SZG双锥回转真空干燥机属于动态干燥机。物料在静态干燥器内干燥时,物料处于静止状态,形体不会损坏,干燥前还可以进行消毒处理;物料在动态干燥机内干燥时不停地翻动,干燥更均匀、充分。 真空状态下物料溶剂的沸点降低,所以适用于干燥不稳定或热敏性物料;真空干燥机有良好的密封性,所以又适用于干燥需回收溶剂和含强烈刺激,有毒气体的物料。真空干燥设备己广泛应用于制药、化工食品、染料等行业,空气符合药品管理规范“GMP”要求。

1)在密闭的夹层中通入热能源(如热水,低压蒸汽或导热油),热量经内壳传给被干燥物料。

2)在动力驱动下,罐体作缓慢旋转,罐内物料不断地混合,从而达到强化干燥的目的。

3)物料处于真空状态,蒸汽压下降使物料表面的水份(溶剂)达到饱和状态而蒸发了,并由真空泵及时排出回收。物料内部的水份(溶剂 )不断地向表面渗透、蒸发、排出,三个过程不断进行,物料在很短时间内达到干燥目的。

ZSG双锥回转真空干燥器(如图1所示),因其内部结构简单、容易清洁、操作简单、维修方便等特点,以及较高的物料干燥速度和干燥效率,能达到均匀干燥的目的,而广泛应用于制药、化工、食品、染料等行业的粉、粒状物料干燥。近些年,随着GMP在制药行业的实施,以及HACCP、BRC、FAMI- QS等体系在食品行业的普遍采用,对产品的内在品质提出了非常高的要求,一些企业使用的双锥回转真空干燥器已经不能满足产品生产的需求。

生产操作中应该注意的问题:

(1)滤芯基座安装角度应合适,干燥器装料量要适合。固定基座和滤芯基座使用6条螺栓连接,因双锥体内壁为曲面,滤芯基座安装角度影响到4根滤芯与双锥体内壁的相对位置,对于粘性较大易抱团的物料,有可能聚集于滤芯与双锥体内壁包围的空间内形成料块,尤其是装料量超过容积的50%时更容易聚集料块,料块不容易干燥,影响产品品质和收率。

(2)滤芯孔径的选择。生产中应根据物料的实际性质和粒度分布,选取合适的滤芯,既要保证滤芯不被细物料堵塞影响通气效果,又要防止滤芯孔径较大,使较细物料漏过造成损失。

(3)滤芯的清洗。每一批次生产后,通常要清洗滤芯,既能避免残留物料污染下一批物料,又可清洗掉粘附在滤芯内的物料,提高滤芯的通透性,有利于下一批物料的干燥。这时应该考虑到清洗溶剂既要有利于清洗粘附在滤芯内的物料,又要易于去除或干燥,避免对下一批产品造成污染。

(4)滤芯安装或拆卸的污染。虽然滤芯有许多好处,但滤芯与滤芯基座之间是丝扣连接,在安装或拆卸滤芯时的磨损,容易脱落微小的金属屑,因此在安装或拆卸滤芯后,应该认真对设备进行清洁,以避免对物料造成污染。

(5)反吹气管的使用。使用反吹气管,可以将真空抽气金属滤芯上粘附的物料吹下,提高滤芯的通透性。整个干燥过程可分为物料进入干燥器(如真空抽料)阶段、物料预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段和出料阶段,在不同的阶段,干燥速率不同,应该根据不同物料和生产经验确定适宜反吹的时间,不仅可以降低真空管内滞留的冷凝液倒流入滤芯污染物料干燥的风险,也可以降低反吹操作对干燥效果的影响。 [1]

改进与强化:

针对以上存在的问题以及设计的要求,我们对常用的干燥设备在原有的设计基础上提出了一些改进和强化作用的意见。其中我们着重分析了两个方面,其一是对主体结构上的改进,其二是对物料利用率的提高。我们通过对设计出的方案进行各方面的分析比较,以期最后能够设计出能够在实际的生产过程中有效利用的改进方案。

一方面,我们对回转真空干燥设备内的物料的流动状况进行了一定的强化和改善。通过改进传统的装置,采用喷雾干燥的进风控制,最终达到了能够人为进行控制雾滴条件。另一方面,我们针对存在的换热效率差,能耗大等问题,对回转真空干燥设备进行一定的附属装置的增添,改善干燥的操作。例如增添分散器,加强分散性能;添加旋转分隔板,使物料混合均匀等。针对回转真空干燥设备内物料对设备可能形成的冲击,从而对设备会造成损耗的状况,我们在设计的初期就应该考虑设备对冲击压力的承受能力,通过选取高强度承受能力的原材料来增强抗冲击性能,同时对物料进口装置进行一定的改善,尽量减少其对回转真空干燥设备的冲击。由于干燥装置的高耗能、高投资的状况,我们在对设备进行节能方面的设计时可以采取以下几个方面的措施。第一,可以对现阶段的回转真空干燥干燥设备进行加强换热能力方面管理,增强设备的传热效率,从而降低因购买初始的工业原料而产生的成本,也可以配制热风循环装置,从而达到对产生的热量的循环利用,也在一定程度上降低了成本;第二,我们也可以对回转真空干燥设备的外部增设一些可以达到保温效果的装置,这样可以一定程度山降低设备在运行过程中造成的热量损失,从而减少设备内部热量损耗,提高回转真空干燥设备对热量的利用效率;第三,在回转真空干燥设备运转的过程中,我么需要对废气进行处理,可是在干燥设备中废气中也存在一定的热量,所以为了经济环保,我们可以利用一些简单的装置把废气中的热量进行回收利用,实现变废为宝。 [2]

耙式真空干燥器的壳体是带夹套的外压容器。耙式真空干燥器为传导加热干燥器,当搅拌器开动后,物料加入器内,关闭加料口并抽真空,同用夹套内蒸汽进行加热干燥。其结构示意图如图所示。 [3]


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