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沸騰干燥器在工業中的應用及其各設備的特點

瀏覽次數:171發布日期:2020-08-27

沸騰干燥器,又稱流化床,經過30多年的使用、改進,目前在制藥、化工、食品、糧食等方面越來越體現它的重要作用,然而,不同型式的沸騰干燥器所呈現的性能和應用面也不同。本文從沸騰干燥器的基本理念入手,分析了幾種型式沸騰干燥的區別,同時闡述了沸騰干燥設備的特點,從而使人們能更好地應用此類設備,并使此類設備制造和應用得更完整、更可靠、更安全,同時使得此類設備為我國工業更好服務。

 

1.沸騰干燥的基本理念

1.1沸騰干燥的基本原理

沸騰干燥的定義:沸騰干燥又俗稱流化干燥,指干燥介質使固體顆粒在流化狀態下進行干燥的過程。

沸騰干燥的原理:是指干燥介質使固體顆粒在流化狀態下進行干燥,其物料干燥過程的基礎就是粉體的沸騰,同時,在排風作用下,容器內細微粉體經捕集袋過濾后排向室外。干燥時由于氣固兩相逆流接觸,劇烈攪動。固體顆粒懸浮于干燥介質之中,具有很大的接觸表面積,無論在傳熱、傳質、容積干燥強度、熱效率等方面都很優良。

由于沸騰干燥對各種物料的適應性比較好,與其它干燥機相比占地面積小、生產能力大、熱效率高,操作易于控制,顆粒破損少,目前用的比較廣泛,尤其是在制藥工業中。

1.2沸騰干燥的特點

由于物料和干燥介質接觸面積大,同時物料在床內不斷地進行激烈攪動,所以傳熱效果良好,熱容量系數大;

由于流化床內溫度分布均勻,從而避免了產品地任何局部的過熱,所以特別適用于某些熱敏物料干燥;

在同一設備內可以進行連續操作,也可進行間歇操作;

物料在干燥器內的停留時間,可以按需要進行調整,所以產品含水率穩定;

干燥裝置本身不包括機械運動部件,從而設備的投資費用低廉,維修工作量較小。

1.3沸騰干燥在制藥工業中的應用范圍

沸騰干燥可廣泛應用于原料藥的生產,可應用品種有:阿莫西林、安比西林、阿可匹林、雙氫鏈霉素、卡那霉素、氨芐青霉素、青霉素類、四環素、鏈霉霧、琥氯霉素、磺胺噻唑、維生素A、維生素E、維生素B12、氫氧氯化鋁、硫酸鋁庶糖脂、淀粉酶、硫酸鋇、乳酸鈣、泛酸鈣、荷爾蒙、左旋賴氨酸、煙酸、蛋白酶、蘆丁衍生物、肝精等。

 

2.沸騰干燥的型式區別及與其他設備的比較

2.1沸騰干燥的型式區別

隨著應用技術的不斷發展,沸騰干燥器的型式及應用也越來越多,設備的分類方法也有所不同。按被干燥物料可分為三類:首類是粒狀物料;第二類是膏狀物料;第三類是懸浮液和溶液等具有流動性的物料。按操作條件,基本上可分為兩類:連續式和間歇式。按結構狀態來分一般有流化型、攪拌流化型、振動。

現就干燥設備生產廠家所生產的沸騰干燥設備從以上三方面作一簡要介紹。從操作條件來說:GFG系列高效沸騰干燥機、FG系列沸騰干燥機屬間歇式,被干燥物料顆粒度有一定的要求,一般要求不小于30微米,不大于4mm為合適。當幾種物料混在一起干燥時,各種物料比重應當接近。而XF系列箱式沸騰干燥機、ZLG系列振動流化床干燥機則屬于連續式,可滿足連續型生產的要求。

2.2與其他設備的比較

由于沸騰干燥對各種物料的適應性比較好,它比起熱風循環烘箱來,占地面積小、生產能力大、熱效率高,而且干燥后的產品濕度均勻。比起氣流干燥來,可通過調節物料在流化床內停留時間的長短,使產品達到預期含水率。

 

3.幾種常用沸騰干燥設備特點的簡述

由于適應不同物料要求及對成品的不同要求,就出現了不同型式的流化干燥機,以下結合公司的幾種流化干燥設備在制藥工業應用的特點,作一簡述,能使使用者有更好了解,也使我公司的產品更好應用于服務與制藥工業。

3.1 GFG系列高效沸騰干燥機

GFG系列高效沸騰干燥機適用于干燥機制螺桿擠壓顆粒、搖擺顆粒、濕法高速混合制粒顆粒;醫藥、食品、飼料、化工等領域濕顆粒和粉狀物料干燥;大顆粒、小塊狀、粘性塊粒狀物料;魔芋、聚丙烯酰胺等干燥時體積變化的物料。工藝流程如,空氣經加熱凈化后,由引風機從下部導入,穿過料斗的孔網板。在工作室內,經攪拌和負壓作用形成流態化,水份快速蒸發后隨著排氣帶走,物料快速干燥。

GFG系列高效沸騰干燥機特點:

①流化床為圓形結構避免死角;

②料斗設置攪拌,避免潮濕物料團聚及干燥時形成溝流;

③采用翻頃卸粒,方便迅速徹底,亦可按要求設計自動進出料系統;

④密封負壓操作,氣流經過過濾;

⑤操作簡便,清洗方便,是符合“GMP”要求的理想設備;

⑥干燥速度快,溫度勻稱,每批干燥時間一般在20-30分鐘。

3.2 FG系列立式沸騰干燥機

FG立式沸騰干燥機主要用于醫藥、食品、化工等行業進行粉末或顆粒物料的干燥。

FG立式沸騰干燥機的特點:

①流態化干燥、熱質傳遞快;

②在封閉負壓下操作,無粉塵飛揚;

③采用抗靜電過濾材料,操作安全;

④設備無死角,清洗徹底,無交叉污染;

⑤滿足GMP規范要求。

3.3 XF系列箱式沸騰干燥機

XF系列箱式沸騰干燥機是由空氣過濾器,沸騰床主機旋風分離器,布袋除塵器,高壓離心通風機、操作臺組成。由于干燥物料的性質不同,配套除塵設備時,可按需要而進行,可同時選擇旋風分離器,布待除塵器。也可選擇其中的一種。一般來說,比重較大的物料只需選擇旋風分離器。比重較輕的物料需配置套布袋除塵器,并備用氣力送料裝置選擇。

XF系列箱式沸騰干燥機主要適用于醫藥藥品、化工原料、食品、糧食加工、飼料的干燥作業。如:原料藥、壓片顆粒、中藥沖劑、保健食品、飲料沖劑、玉米胚芽 、飼料、塑料樹脂、檸檬酸和其它粉粒狀物料的干燥除濕。適用物料粒徑一般為0.1-6mm,^佳粒徑0.5-3mm。

XF系列箱式沸騰干燥機工作原理:

潔凈的熱風經閥板分配進入床體內,從加料器進入的濕物料被熱風形成沸騰狀態。由于熱風與物料廣泛接觸,增加了傳熱傳質的過程,因此在較短時間內就可干燥。從床體的一頭進入,經過幾十秒至幾分鐘沸騰干燥,自動從床體另一頭流出。本設備一般進行負壓操作。XF系列臥式沸騰干燥機的特點:可實行自動化生產,是連續式干燥設備。干燥速度快,溫度低,能保證產品質量,符合藥品生產GMP要求.蒸汽、電、熱風爐均可配用。

3.4 ZLG系列振動流化床干燥機

顆粒物料在普通流化床干燥機中進行干燥時,物料顆粒應均勻且有一定的規格,不然會形成溝狀流和滯動區,顆粒粒度分布寬時,夾帶嚴重,濕度大時易結塊,以及由于顆粒返混,顆粒停留時間分布范圍大,顆粒含濕量不均,因此限制了普通流化床干燥機的使用范圍。為了克服其缺點,國外在改善流化床干燥機性能等方面做了大量研究。特別是在能源緊張的今天強化傳質傳熱過程,節約能源、提高質量,使流化床干燥機具有廣泛的適應性和經濟上的合理性,振動流化床干燥機具有重大的意義。振動流化床干燥機設計優良、質量可靠、適用范圍廣、并具有顯著的節能性和能干燥在其它干燥機上難以干燥的物料的優點,因此振動流化床干燥機得到各行業的普遍歡迎。

3.4.1 ZLG系列振動流化床的工作原理:

振動流化床干燥機(見右圖)是由振動電機產生激振力使機器振動,物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進,同時振動流化床干燥機床底輸入的熱風使物料處于流化狀態,物料顆粒與熱風充分接觸,從而達到理想的干燥效果。物料從振動流化床干燥機料口進入,振動流化床干燥機振槽上的物料與振槽下部通入的熱風正交接觸傳熱,濕空氣由引風引出,干料由排料口排出。

3.4.2 適用范圍:

ZLG系列振動流化床干燥機適于干燥不易流動的物料(如顆粒太粗或太細、易于粘結或成團等)以及特殊要求的物料(如要求保持晶體完整、晶體閃光度好等)。目前用此設備已成功用于檸檬酸、味精、硼砂、硫銨、復合肥、蘿卜絲、豆粕、酒 糟、種子、礦渣、砂糖等物料的干燥,。

3.4.3 特點:

振動流化床干燥機采用振動電機驅動,運轉平穩、噪音小、壽命長、維修方便。

振動流化床干燥機振動使物料易達流化狀態,增大了有效傳熱系數,故熱效率高。床層溫度分布均勻,無局部過熱現象。流化均勻,無死角及吹穿現象。振動起輸送作用,也有利于節約能量。比一般干燥裝置可節能30-60%。

料層厚度和機內移動速度及振幅均可無級調整,可調性好,速用面寬。

物料表面損傷小,可用于易碎物料的干燥,物料顆粒不規則時亦可使用,不影響效果?!?/p>

振動流化床干燥機采用全封閉式結構,有效地防止了物料與外界的交叉污染,環境清潔,改善了勞動條件。

振動促進流態化,使空氣需要量減少,顆粒夾帶率降低;

通過調節振動的頻率和振幅,容易控制粉粒料的停留時間分布,實現連續操作;

 

4.小結

本文從沸騰干燥的基本理念入手,使人們對不同型式沸騰干燥有更進一步的了解。同時,對近年來研發的沸騰干燥設備的特點作了綜合性簡述。而沸騰干燥這門技術有著其特殊性,不同的產品具有不同的干燥工藝和粉粒規則,沒有能適用各種不同要求的單一噴霧干燥機型。沸騰干燥至今仍被視作一種技藝,實驗是正確造型的基礎。公司有實驗設備用戶進行物料的工藝性試驗,同時也能完成此類設備的交鑰匙工程。本文寫此文的目的是為噴霧干燥系列設備能為我國工業更好服務,也期待同行有更新、更好的沸騰干燥設備的問世。

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