干燥工艺应用之沸腾干燥机的应用改进建议

沸腾干燥机具有传热效果良好、生产能力大、温度分布均匀、操作形式多样、物料停留时间可调、投资费用低廉和维修工作量较小等优点。

1沸腾干燥机的工作原理、流程与特点



1.1工作原理



沸腾干燥机又称流化床干燥，它利用热空气流使湿颗粒悬浮，流态化的沸腾使物料进行热交换，通过热空气把蒸发的水分或有机溶媒带走，其采用热风 流动对物料进行气—固二相悬浮接触的质热传递方式，达到湿颗粒干燥的目的[1]。流化床干燥技术涉及传热和传质两个相互过程。在对流干燥过程中，热空气通 过与湿物料接触将热能传至物料表面，再由表面传至物料内部，这是一个传热过程;而湿物料受热后，表面水分首先气化，而内部水分以液态或气态扩散到物料表 面，并不断气化到空气中，使物料的水分逐渐降低，完成干燥，这是一个传质过程。



1.2工作流程



物料通过料车运送到沸腾床，在气缸顶升作用下通过密封圈与沸腾床密封。然后，空气在引风机动力作用下，经过滤装置净化、散热器加热后，再经 气流分布板(筛网)分配进入沸腾床(干燥室)。料斗内的物料在热风和搅拌作用下形成沸腾状态(即流态化)，在大面积气、固两相接触中，物料内部的水分(或 溶剂)在较短的时间内蒸发并随排出空气带走，物料被干燥。



1.3技术特点



(1)传热效果良好，床层内温度比较均匀，具有很高的热容量系数(或体积传热系数)，生产能力大;



(2)由于流化床内温度分布均匀，可避免产品的任何局部过热，所以特别适用于某些热敏物料的干燥(如磨芋、聚丙烯酰胺等);



(3)在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作;



(4)物料在干燥器内的停留时间可以按需要进行调整，所以产品含水率稳定;



(5)独立电气柜和PLC人机交互操作控制，集成了所有干燥参数设置，操作安全方便;



(6)干燥装置机械传动部件少，设备的投资费用低廉，维修工作量较小。



2对沸腾干燥机的改进建议



经过长期的应用和发展，沸腾干燥机在结构、性能方面都有了明显的改善，质量也在不断提高，但还存在着一些问题，下面结合生产实践提出改进建议：



2.1对热能利用不充分的改进建议



沸腾干燥设备从形式上来说是一种空气对流干燥设备，与传导型干燥设备相比，能耗确实要大一些，但如果采取一些措施，则可以达到很好的节能效果。建议：(1)加强设备的密封效果。目前大多数沸腾干燥机料斗与设备本体采用平面法兰连接，密封效果较差，建议设计时改用凹凸面法兰连接;进口泵卡斯特红酒(2)干燥器不少都采用钢管缠绕翅片进行换热，钢管虽可节约材料成本，但换热效果不好，建议改用铜管;(3)增加保温措施。对热交换器的外壳添加保温层，减少热能损失。



2.2对捕集除尘装置的改进建议



能够顺利进行流化工艺操作的基本条件是物料具有良好的流化状态，高效率的过滤除尘器使这种状态得以延续。过滤除尘器的除尘效率很大程度上决定了沸腾效果。目前使用的除尘方式主要有抖袋除尘和脉冲反吹除尘两种。



2.2.1抖袋除尘



通过气缸的往复运动实现捕集袋的摇振而达到除尘效果，其布袋采用防静电、无纤维脱落布制作，捕集袋采用整体吊装的形式。问题是布袋过滤器拆 装不方便，吊筋选材不太合理容易引起变形，导致密封不严，也会引起跑粉和风量的变化，既污染了环境，又降低了产品收率。建议：过滤袋采用卡箍连接方式进行 连接，吊筋选用不易变形的刚性材料，同时定期检查更换布袋。



2.2.2脉冲反吹除尘



随着国产电磁阀技术的进一步提高与价位的进一步降低，脉冲反吹除尘逐渐成为捕集装置的主流。目前采用的滤芯主要有布袋和不锈钢烧结网两种。其中，不锈钢烧结网滤芯是唯一对任何物料收率均能保证达到99%以上的产品。由于现在清洗技术的难题已基本解决，不锈钢烧结网滤芯在收率和使用寿命方面的优势逐步显现，药厂使用也越来越多。



另外，随着环境保护的要求越来越高，建议完善除尘系统，增加二次除尘装置。



沸腾干燥设备一般要求能够存储 50种生产工艺，而目前国产设备大多做不到这一点。建议对PLC控制系统、机械执行机构进行改进和扩展，使功能更完善。如具有足够的内存，能够储存多种生 产工艺，提供现场打印参数、数据保存、进行数据与数据PC连接功能等。本文从流化床式沸腾干燥机的工作原理等入手，结合工艺操作参总结了生产过程中的一些问题，并简要提出了该类设备改进的建议，希望设备生产厂家今后能研发出更多的能满足制药生产过程工艺要求、性能参数指标先进、可操作性强、环保、节能及经济技术指标先进的制药干燥设备。



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