淺析沸騰干燥機(jī)的發(fā)展及改進(jìn)建議-益民干燥

    在固體制劑的生產(chǎn)工藝中，沸騰干燥機(jī)是經(jīng)常被選用的一種設(shè)備。沸騰干燥具有傳熱效果良好、生產(chǎn)能力大、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時(shí)間可調(diào)、投資費(fèi)用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)30多年的使用與改進(jìn)，已顯示出其在干燥領(lǐng)域的獨(dú)特地位，目前在制藥、化工、食品等方面越來(lái)越體現(xiàn)出它的重要作用。

1. 沸騰干燥機(jī)的工作原理

    沸騰干燥又稱流化床干燥，它是利用經(jīng)過(guò)濾后的潔凈空氣，經(jīng)熱交換器的對(duì)流換熱，使空氣溫度上升到一定值進(jìn)入主機(jī)分風(fēng)筒，經(jīng)閥片分配進(jìn)入沸騰器，濕物料從加料器進(jìn)入干燥器。由于風(fēng)壓作用，物料在干燥器內(nèi)形成沸騰狀態(tài)，使熱空氣與物料進(jìn)行充分接觸，增強(qiáng)了傳熱傳質(zhì)過(guò)程，在較短的時(shí)間內(nèi)促使物料中的水分蒸發(fā)分離。物料干燥后由排料口排出，廢氣由沸騰床頂部排出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器回收固體粉料后排空。

2. 沸騰干燥機(jī)的工作流程

    物料通過(guò)料車(chē)運(yùn)送到沸騰床，在氣缸頂升作用下通過(guò)密封圈與沸騰床密封。然后，空氣在引風(fēng)機(jī)動(dòng)力作用下，經(jīng)過(guò)濾裝置凈化、散熱器加熱后，再經(jīng)氣流分布板(篩網(wǎng))分配進(jìn)入沸騰床(干燥室)。料斗內(nèi)的物料在熱風(fēng)和攪拌作用下形成沸騰狀態(tài)(即流態(tài)化)，在大面積氣、固兩相接觸中，物料內(nèi)部的水分(或溶劑)在較短的時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)并隨排出空氣帶走，物料被干燥。

3. 沸騰干燥機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

(1)傳熱效果良好，床層內(nèi)溫度比較均勻，具有很高的熱容量系數(shù)(或體積傳熱系數(shù))，生產(chǎn)能力大；

(2)由于流化床內(nèi)溫度分布均勻，可避免產(chǎn)品的任何局部過(guò)熱，所以特別適用于某些熱敏物料的干燥(如磨芋、聚丙烯酰胺等)；

(3)在同一設(shè)備內(nèi)可以進(jìn)行連續(xù)操作，也可進(jìn)行間歇操作；

(4)物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可以按需要進(jìn)行調(diào)整，所以產(chǎn)品含水率穩(wěn)定；

(5)獨(dú)立電氣柜和PLC人機(jī)交互操作控制，集成了所有干燥參數(shù)設(shè)置，操作安全方便；

(6)干燥裝置機(jī)械傳動(dòng)部件少，設(shè)備的投資費(fèi)用低廉，維修工作量較小。

4. 對(duì)沸騰干燥機(jī)的改進(jìn)建議

    經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用和發(fā)展，沸騰干燥機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能方面都有了明顯的改善，質(zhì)量也在不斷提高，但還存在著一些問(wèn)題，下面結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐提出改進(jìn)建議：

4.1 對(duì)熱能利用不充分的改進(jìn)建議

    沸騰干燥機(jī)從形式上來(lái)說(shuō)是一種空氣對(duì)流干燥設(shè)備，與傳導(dǎo)型干燥設(shè)備相比，能耗確實(shí)要大一些，但是如果采取一些措施，則可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。建議：(1)加強(qiáng)設(shè)備的密封效果。目前大多數(shù)沸騰干燥機(jī)料斗與設(shè)備本體采用平面法蘭連接，密封效果較差，建議設(shè)計(jì)時(shí)改用凹凸面法蘭連接；(2)干燥器不少都采用鋼管纏繞翅片進(jìn)行換熱，鋼管雖可節(jié)約材料成本，但換熱效果不好，建議改用銅管；(3)增加保溫措施。對(duì)熱交換器的外殼添加保溫層，減少熱能損失。

4.2 關(guān)于氣流分布板(篩網(wǎng))的改進(jìn)建議

 沸騰干燥機(jī)的氣流分布板有兩個(gè)作用，一是支承物料層，二是使氣體分布均勻。分布板開(kāi)孔的大小、形狀、分布態(tài)勢(shì)、開(kāi)孔率等都對(duì)流體的分布起著至關(guān)重要的影響。氣體分布不均勻，會(huì)使床層中出現(xiàn)“環(huán)流”，其趨于極端易使床層中某些部位出現(xiàn)“溝流”，而其余部位則是死床，這時(shí)大部分氣體順著床層中的某些通道以“溝流”的形式短路通過(guò)床層離去，使氣固接觸大為惡化，這是應(yīng)該著力避免的。良好的分布板設(shè)計(jì)，應(yīng)能抑制床層中出現(xiàn)不均勻性，即當(dāng)床層中某些部位由于壓降降低、氣流速度增高時(shí)，分布板所產(chǎn)生的阻力應(yīng)能抑制氣流的增加，從而抑制流化的惡化。目前大部分沸騰干燥機(jī)使用的氣流分布板形式單一，多采用垂直的打孔板或席形網(wǎng)板，物料在流化過(guò)程中很容易出現(xiàn)流化不均或產(chǎn)生死角等問(wèn)題，不能確保顆粒中藥品的均勻度，同時(shí)單一的開(kāi)孔形式也不能滿足不同藥品的生產(chǎn)工藝要求。另一方面，為了減少藥品的漏料損失，目前普遍采用多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，氣流分布板和沸騰床體多采用大量螺栓固定，拆卸不方便，不易清洗干凈而產(chǎn)生殘留引起交叉污染等問(wèn)題。

建議：利用計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)模型、傳熱與傳質(zhì)模型，在氣流分布板設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)孔距、孔徑、開(kāi)孔率等參數(shù)進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)仿真計(jì)算并驗(yàn)證，以滿足不同物料的生產(chǎn)工藝要求。在安裝方式上，連接方式制成可拆卸式，以確保實(shí)現(xiàn)快裝和徹底、完全的清洗。

4.3 對(duì)控制系統(tǒng)的改進(jìn)建議

    目前，流化床類(lèi)設(shè)備的操作參數(shù)一般以操作人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定為主，但其完全可以實(shí)現(xiàn)智能化，對(duì)工藝參數(shù)也可以實(shí)現(xiàn)追溯，這就對(duì)流化床類(lèi)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)提出了較高要求。在電氣控制系統(tǒng)中，需要有檢測(cè)溫度、濕度、壓力、壓差、風(fēng)速、操作時(shí)間、粉塵濃度等一系列裝置并得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)變送器輸送和存儲(chǔ)到觸摸屏中，由觸摸屏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存分析，然后制定一個(gè)合適的工藝路線，即可實(shí)現(xiàn)智能化控制。

4.4 溫度控制

    常用熱風(fēng)加熱控制方式采用簡(jiǎn)單的“開(kāi)”、“關(guān)”模式，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止通汽，但換熱器仍然有余熱使空氣溫度繼續(xù)上升，反之亦然，這樣會(huì)造成溫度波動(dòng)過(guò)大，影響設(shè)備的干燥質(zhì)量。

建議：通過(guò)控制蒸汽流量的大小來(lái)保持進(jìn)風(fēng)溫度的高低，開(kāi)始升溫時(shí)蒸汽流量較大，使進(jìn)風(fēng)溫度盡快接近設(shè)定值，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽量使其緩緩接近設(shè)定值，^后保持穩(wěn)定的蒸汽量使進(jìn)風(fēng)溫度保持穩(wěn)定。
    本文從沸騰干燥機(jī)的工作原理等入手，結(jié)合工藝操作參總結(jié)了生產(chǎn)過(guò)程中的一些問(wèn)題，并簡(jiǎn)要提出了該類(lèi)設(shè)備改進(jìn)的建議，希望設(shè)備生產(chǎn)廠家今后能研發(fā)出更多的能滿足制藥生產(chǎn)過(guò)程工藝要求、性能參數(shù)指標(biāo)先進(jìn)、可操作性強(qiáng)、環(huán)保、節(jié)能及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)的制藥干燥設(shè)備。

聯(lián)系方式：

公司名稱：常州市益民干燥設(shè)備有限公司 ?

聯(lián) 系 人：范經(jīng)理

電      話：13806125139

網(wǎng)      址：http://www.cz-ym.com

地      址：江蘇省常州市鄭陸鎮(zhèn)焦溪工業(yè)園區(qū)