新型微粉箱式干燥机的研制及工业应用

1 工作原理 　　微粉干燥机的工作原理与旋转闪蒸干燥机基本相同，都是利用旋转气流与物料颗粒间产生很大的相对运动，从而强化传热传质的原理来完成物料的干燥。所不同的是：微粉干燥机具有更强的破碎和分散能力，非常适合于超细物料的干燥；微粉干燥机具有可调式分级器，可以方便地控制产品的粒径；微粉干燥机的结构更加先进，检修维护更加方便。微粉干燥机是集干燥、破碎和分级为一体的多功能干燥机。 　　2 设备结构 　　微粉干燥机主要由喂料机、搅拌器、分级器、传动装置和干燥室等组成。具体介绍如下。 　　2.1喂料机 　　微粉干燥机的进料一般采用螺旋输送机。对于膏状粘性物料，需对输送机进行特殊设计以防止物料堵塞和架桥。对于浆状物料，进料可以采用容积泵进行加料。 　　2.2 搅拌器 　　搅拌器的作用是将团状的物料打散，在热风的共同作用下将物料流化。针对如膏状、粘性和散状等不同物料，可以设计不同形式的搅拌器。与旋转闪蒸干燥机不同的是，微粉干燥机的搅拌器可以设计成立式或卧式结构，分别适用于不同的场合。采用卧式结构可以大大降低设备高度，且便于维护和检修。 　　2.3 分级器 　　旋转闪蒸干燥机一般用于对于产品粒度没有严格要求的物料，其分级结构为干燥机顶部的固定式淘析环。微粉干燥机的顶部设有分级轮，其转速可调，适用于超细和纳米级等粒径有严格要求的物料。对于粒径范围要求非常严格的物料(如d90≥2μm)，必要时可以采用多个分级轮。 　　2.4 传动装置 　　旋转闪蒸干燥机一般采用皮带立式传动，电机一般固定在筒体底部的机架上以增加设备的稳定性。微粉干燥机的传动装置固定在整体型的机架上，几乎没有振动。相应于立式和卧式搅拌器，传动装置也有立式和卧式两种形式。 　　传动装置的设计对设备的稳定性影响很大。兰化公司采用的国内某厂家生产的10型旋转闪蒸干燥机，由于传动装置设计不合理，设备运转时振动非常大。 　　2.5干燥室 　　微粉干燥机和旋转闪蒸干燥机的干燥室基本相同。不同点在于由于进风方式不同，所以筒体的进风段不同。微粉干燥机不需要复杂的进风蜗壳和分配器。 　　3 设计计算 　　微粉干燥机的工艺流程与旋转闪蒸干燥机相似。筒体直径一般参照旋转闪蒸干燥机的计算方法来确定。这里主要介绍搅拌器和分级器的设计方法。 　　3.1搅拌器的设计 　　搅拌器的形式和结构以及转动速度对干燥过程的影响很大。旋转闪蒸干燥机的搅拌器都采用立式结构如锚式、桨式和旋转叶片式等)，其结构为多层形式以保证对物料的分散度。 　　微粉干燥机的搅拌器已由最初的立式结构发展到卧式。其转子多参照粉碎机结构进行设计，破碎和分散能力很强。搅拌器的转速可以在1000~4500rpm之间，具体数值根据干燥室的直径和物性确定。干燥室直径大时取小值，直径大时取小值。搅拌器外缘的圆周速度约在50~80m/s之间。由于微粉干燥机的搅拌器转速很高，加工后必须进行动平衡试验。转子的受力情况比较复杂，目前其所需功率主要凭经验选取。 　　3.2分级器的设计 　　微粉干燥机的分级器为离心式气流分级器，它依靠叶轮高速旋转而产生的离心力和气流的向心力之间的作用把细粉与粗粉分开。分级器的转速可以在1000~2000rpm之间，叶轮外缘的圆周速度约在20~30m/s之间。 进行分级器设计时，根据干燥所需的风量，确定筒体直径对应的叶轮直径和最大允许的叶轮转速，以保证最大分级能力。在生产过程中，可以对叶轮转速和风量进行调节以满足成品粉尘的粒径要求。 　　4 应用情况 　　天华化工机械及自动化研究设计院经过多年的研制，于2000年开发成功φ350型和立式φ1100型立式微粉干燥机。2003年开发成功φ800型卧式和φ1100型卧式微粉干燥机。该干燥机已获专利并成功应用于工业装置。 微粉干燥机非常适合于膏状粘性物料的干燥。在用于干燥高湿含量的粘性物料时，若最终产品的湿含量要求很低，则单独采用微粉干燥机时产量小且能耗很大，这时采用两级干燥很有优势。 　　对于散状或粘性不大的物料，凡是可以用旋转闪蒸干燥机的物料都可以采用微粉干燥机干燥。而且微粉干燥机应用于这些物料时效果更好。通过对转子结构的改造，微粉干燥机可以应用于有机物如丁腈橡胶等的干燥。 纳米物料在潮湿状态下，由于强大的表面结合力使得物料具有极大的粘性，导致物料结团，流动性差，输送困难，给干燥带来困难。在干燥过程中，这种结合力引起物料团聚，影响产品性能。因此干燥过程中应防止物料架桥，对团聚物料有效打散。另外，纳米物料中一般都含有改性剂，无论是有机的还是无机的，受热都易分解。因此，纳米物料干燥时需考虑物料的热敏性。 　　微粉干燥机的搅拌器具有很强的破碎能力和分散能力，可以将团聚的物料打散，再经分级器分级，完全能够满足粒度要求。同时，物料在微粉干燥机中的停留时间很短，物料不会变质。天华院开发的微粉干燥机已经成功应用于纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝、微粉级氢氧化铝和纳米氢氧化镁等物料的干燥。 　　内蒙古某厂的纳米碳酸钙生产线由于使用了旋转闪蒸干燥机，导致产品中有超标大颗粒，无法满足要求。2002年1月，该厂家与我院联系进行改造。后来，该厂家采用了我院研制的微粉干燥机，产品性能大大改善，完全满足了厂家的要求。这充分说明微粉干燥机的优越性。 　　另外，微粉干燥机还可以直接干燥对浆状物料如分子筛等进行干燥。 　　5 结束语 　　微粉干燥机是在旋转闪蒸干燥机的基础上开发出来的一种新型干燥机。但微粉干燥机的结构型式更加先进，性能更优越，尤其适合于超细物料的干燥。微粉干燥机的制造费用与旋转闪蒸干燥机相比增加不多。在纳米技术蓬勃发展的今天，微粉干燥机的应用范围将会越来越广阔。 · 行业聚焦： 微波干燥设备加热的原理 　　微波干燥设备微波是频率在300兆赫的电磁波。被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。 　　微波杀菌的机理 　　微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性，使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡。微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细菌结构功能絮乱，生      近年来，随着中国经济的迅速发展，干燥设备生产企业如雨后春笋般迅速成长。据不完全统计，目前国内干燥设备生产企业达500余家，年市场销售额超过30亿元。 　　在繁荣的背后，我们还应该清醒地看到，一方面，与国际先进技术相比，中国还有很大差距，只能在中、低技术产品市场上占主导地位。随着国外公司的纷纷进入，我国干燥设备制造业将面临巨大的竞争压力。另一方面，我国干燥设备厂家良莠不齐。一些企业起点高，坚持走科技为了提高食用菌的干燥效率和速度，笔者先后研制了几种干燥设备，通过实验对比，其中一种比较理想，特点是制作简单，干燥速度快，兼防雨淋，最适宜在多雨地区使用。现介绍如下： 　　1．外观形状。用5根长度不限的木杆或竹竿搭成架子。 　　2．用塑料薄膜将架子围起来，应特别注意的是：①顺横杆留一条 10厘米宽的缝隙，用来排除湿气。②在薄膜的周边近地面处留一条10厘米高的空间，使冷空气从下面进入，迫使内部的热潮气从上端横杆处的缝隙向外排出，形成流动。 　　3．在干燥棚内距地面20厘米处搭干燥架，用铁丝筛、尼龙网或塑料窗纱均可，每隔30厘米搭一层干燥架，上面放准备干燥的食用菌，不宜过厚，每个菌    1.1从基础真空干燥力学原理看影响因素       在真空干燥过程中，有如下因素制约着干燥速度：       1.1.1被干燥物料的状况(如物料形状、大小尺寸、堆置方法)，物料本身的含湿量、密度、粘度等性能。另外，若采用提高物料的初温、经真空过滤前处理、降低物料含湿量等方法，均能提高真空干燥速度。       1.1.2真空度越高，越利于水分在较低温度下汽化，但真空度过高则小利热传导，影响对物料的加热效用药品后，不产生不良反应，副作用小。   由于药品生产是一个十分复杂的过程，从原料进厂，到成品制造出来并出厂，要涉及到许多生产环节和管理，如果任何一个环节疏忽，都有可能导致药品质量不符合国家规定的要求，也就是说，有可能生产出劣质的药品。因此，必须在药品生产过程中，进行全过程的管理控制，以此来保证药品质量，要达到上述药品质量的要求，这就只有通过实施GMP，才能达到这个目的。三十多年来的实践证明，GMP确实是一套行之有效的先进的科学管理制度，特别对消灭药品生产过程中的污染、混淆和差错的隐患，保证药品质量起到重要的作用。   （来源：中国制药设备网）

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