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低温真空带式干燥机的技术改进

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低温真空带式干燥机的技术改进

信息来源:本站 | 发布日期: 2018-06-08 | 浏览量:87
关键词:真空带式干燥机,低温干燥机,真空干燥机
    低温真空带式干燥机是连续生产型设备,上料和出料是在不破坏真空的条件下连续运转的,所以干燥产品产量大,适合大型工业化生产。在医药工业中主要用于维生素、抗生素和中药浸膏等高浓度、高粘度的浆态物料的干燥。
    真空带式干燥机(Vacuum Belt Drying,VBD)是一种在真空条件下,连续将液体原料涂布在传送带上,物料随传送带运动经过加热区被干燥,然后被冷却脆化的一种低温干燥方法。在整个干燥过程中,中药浸膏处于真空、封闭环境,干燥过程温和(工作温度40.60℃),可以^大限度的保持其物性,得到高质量的^终产品。由于物料直接进入高真空度下经过一段时间逐步干燥,干燥后所得的颗粒有一定程度的结晶效应,同时从微观结构上看内部有微孔。直接粉碎到所需要的粒径后,颗粒的流动性很好,可以直接压片或者灌胶囊,同时由于颗粒具有微观的疏松结构,速溶性极好。


低温真空带式干燥机  工艺流程图


低温真空带式干燥机的结构与性能
   (1)主体结构为不锈钢;
   (2)机组热源采用蒸汽,也可用热水或导热油的加热方式;
   (3)干燥前物料先预热以增加流动性,进料用螺杆计量泵,可处理黏度很高(1万cP)的中药浸膏,也适用奶粉、咖啡、速溶茶及高吸水性树脂;
   (4)进料流量可自动控制,以便优化干燥工艺;
   (5)履带长度有不同规格可选择,运动速度可无级调速机组进行调整;
   (6)机组测温点合理,温度测量及时可靠,并能自动控制操作参数;
   (7)终端出口设星形阀阻断真空以连续排出干物料;
   (8)出料段可以兼有粉碎和制粒功能,干粉颗粒大小可按用户要求设置;
   (9)机组配有高压水清洗装置。

选用带式真空干燥机的注意事项
    带式真空干燥机的组成部件主要有:干燥机筒体、布料机构、喷嘴、履带输送装置、螺旋输送、PTFE输送带、张紧装置、纠偏装置、破碎机构、滚轮机架、剪切机构、出料机构、气动刀闸阀、旋转清洗球、测试仪表、电控柜等。
   (1)布料应均匀
    由高剪切乳化机、螺杆泵、阀门、软管、接管、喷嘴和支架组成。物料进料时,先开启阀门,再启动螺杆泵,液态物料经软管至喷嘴,将物料均匀喷涂在履带上,喷嘴连接在支架上,支架随传动轴旋转,使喷嘴绕传动轴摆动,达到均匀分布的目的。喷嘴架由一台减速电机带动转动轮旋转,转动轮上开有一滑动槽,滑块连同连杆一起固定在转动轮上,连杆的另一端与齿条连接,齿条在固定架上能左右直线滑动,电机的旋转运动转化为齿条的左右直线运动,调节滑块与转动轮中心的距离可调节齿条的行程,间距小,则齿条行程小,反之则大,齿条的左右移动,带动齿轮作正反转,齿轮又固定在传动轴上,从而达到了布料的目的。一般控制摆动角度≤60°,控制物料层的布料宽度为带宽的90%~95%,摆动的频率为10~15次/min,摆动频率可变频调节。

    喷嘴和传送带间的垂直距离对被干物料在传送带上的铺放均匀性是非常重要的,在此,该距离记为Hv。在物料的进料实验中发现,当Hv较大时,物料并不立即从喷嘴口落到传送带上,而是有一个往下逐渐体积增大的趋势,附者在喷嘴口,呈漏斗形长大,然后一团团地掉到传送带上。首先,物料从离开喷嘴口到传送带上需要经历一段时间,而在这个时间间隔内,传送带在移动,这样物料在传送带上铺放就不够均匀,不能有效地利用传送面积。其次,由于有较多的物料聚集生长在一起,形成一个较大的团状物,这样物料厚度有了较大地增加,需要较长的时间才能干燥。另外,物料经过喷嘴口的同时还是液态,一进入真空环境,水分大量蒸发,有气泡爆破的现象,这样就造成许多小颗粒四处飞溅,吸附在干燥室的室壁、加热板表面及其他部件表面上,这增加清洗难度的同时也造成了物料的损失。当Hv较小时,物料一出喷嘴口就与传送带接触,就较紧密地附着在传送带上,物料就不附着在喷嘴口上,可以保证了物料在传送带横向上的均匀性和连续性。另外,Hv小的时候,气泡爆破造成污染室壁的现象将大大减小。


   (2)履带输送装置和纠偏装置应运行可靠
    由机架、主动轮、从动轮、传送带、弹簧张紧机构、托轮、鼻轮等部件组成,共分为5层,每层设有独立的传动机构。主动轮与从动轮均采用瑞士的到期专利“皇冠轮”结构,使传送带在运转过程中能够自动纠偏,在“皇冠轮”的两侧开有导条限位槽,使传送带不易跑偏;鼻轮的作用是:当传送带出现跑偏现象时,只要调整鼻轮的角度,就可纠正;弹簧张紧机构是安装在从动轴两侧,轴的两端装有带滑块座的球面球轴承,当压缩弹簧时,使轴承座滑移,从而达到传送带张紧,张紧的目的是增大摩擦力,防止传送带打滑;托轮的作用是防止传送带在受热的工况下加上传送带自身的重量而产生下垂,有利于延长传送带的使用寿命;传动带是承载物料和输送物料的部件,采用基布双面喷涂PTFE,包边加导条,无缝斜搭接,确保物料无渗漏,并完成加热升温、脱湿干燥、冷却剥离的全过程。
    纠偏问题是真空带式干燥机的核心问题,如何保证传送带不跑偏,保证在真空条件下,在承载情况下,在布料不均的工况下履带不跑偏,一旦跑偏履带能够自动纠偏,为此可以采取6项纠偏措施:
    Ⅰ、履带上设置导条,主动轮、从动轮上设置导条槽,让导条在槽内运动,导条材质为PTFE,一般工况下导条能起到一定的导向作用;
    Ⅱ、主动轮、从动轮采用“皇冠轮”结构,两端控制一定的斜度,并控制一定的距离和长度,从受力分析看,保证向上的爬坡力大于下滑力。其原理有点类似大型输送机上常用的“鼓轮”;
    Ⅲ、利用张紧装置进行纠偏,用力矩扳手调节紧定螺母,保证受力均匀,在压缩弹簧的作用下,履带在受力不均的情况下弹簧能起到一定的补偿和纠偏作用;
    Ⅳ、履带下部安装“鼻轮”,鼻轮的作用是一旦履带两端的周长发生变化时,能起到一定的导向和校正作用。注意:鼻轮上不可粘料,一旦粘料就失去作用,所以要采取防粘措施;
    Ⅴ、采用无缝履带,包边加强,控制履带的两端边的周长偏差≤5mm,对角线误差±3mm,利用加工精度来保证。表面要光洁、平整;

    Ⅵ、设置挡轮,万一出现跑偏,则挡轮限位,不让履带跑出轨道,挡轮与带边采取滚动摩擦,以免损伤履带,避免造成系统的全面停车或停产。


   (3)剪切剥离和出料机构运动灵活
    剪切机构是由气缸、密封圈、导向块、切刀、刀杆等部件组成。刀杆即常用的活塞杆,在气缸的进、排气作用下,刀杆带动切刀上下运动,其行程可调,一般以正好切断传送带上的已干物料为宜,切刀速度亦可预先设定,而且在每一层上装有一把刀,切刀长度略大于物料的布料宽度,由于物料本身很脆,所以切刀不需要刀刃。实际上,剪切机构就是一组作上下往复运动的升降机构。其主要功能是将成大片、大块的,已干变脆的物料发泡层打断、打开、打散,防止物料桥架,以免影响正常破碎和正常出料。

    出料机构是由破碎机、螺旋输送机、上闸阀、中间罐、下闸阀和收料桶组成,破碎机采用动刀和静刀组合结构,是将经剪切的块状或条状物料,经破碎后进入螺旋输送机,当中间罐的物料积存到一定量后,关闭上刀闸阀,将三通阀置于充空气位置,中间阀充空气后,此时中间罐恢复常压,则开启下刀闸阀,放出成品物料,然后关闭下刀闸阀,对中间罐抽真空,当中间罐的真空度与筒体真空度基本平衡时,再打开上刀闸阀,如此反复、循环操作。破碎速度和螺旋输送速度采用变频调速,刀闸阀采用气动控制,可任意设定开阀和关阀的速度和时间,从而调试出^佳的操作周期。


   (4)加热和冷却系统效率要高
    加热方式有3种:传导、辐射、微波。加热介质可用热水、热油、水蒸汽或直接电加热。
    Ⅰ、采用热油、或水蒸汽为加热介质的传导式加热。加热板放在传送带的下方,共分3个加热区,1个冷却区,用冷水泵打冷却水循环冷却。
    Ⅱ、一个典型的加热和冷却系统,其加热方式是采用平板式换热器,共分3个加热区,一区为水蒸汽加热,控制水蒸汽压力在0.1~0.15MPa,因为水蒸汽压力过高,平板式换热器容易变形,物料容易变性,物料色泽会加深,只能采用饱和水蒸汽,严禁使用过热水蒸汽;二、三区用热水加热,控制加热温度50~60℃,保证热敏性物料不变性。冷却系统即冷却区,用工业冷水机组自动制得冷水,冷水温度控制在15~20℃,经板式换热器冷却,温度采用自控,使物料急冷变脆,这样有利于物料破碎和输送。冷水温度不宜过低,要防止结露返潮,通冷水时间也不宜过早,严格控制露点温度。
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