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干燥是將物料去除水分或其他揮發(fā)成分的操作,涉及面很廣,干燥的種類繁多,干燥的設(shè)備也是各種各樣。如果按工藝過(guò)程中物料所處環(huán)境的壓力來(lái)分,可以分為常壓干燥與真空干燥,前者用得較多,相對(duì)比較簡(jiǎn)單,自古就有應(yīng)用;后者開發(fā)得較晚,相對(duì)繁雜一些。但真空干燥有它自身的許多優(yōu)勢(shì),近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在制藥、食品與化工行業(yè)的應(yīng)用。微丸是制藥行業(yè)的一個(gè)劑型,它的干燥方式可以用常壓普通干燥,也可以用雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī),但是,兩者的干燥效果是不一樣的,真空干燥出來(lái)的藥丸質(zhì)量明顯要好。 1.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn):(l)在真空環(huán)境下,水分的沸點(diǎn)降低了,可以實(shí)現(xiàn)低溫干燥,為熱敏性物料的干燥提供了有利條件,例如一些維生素等物料,一遇到高溫,它就會(huì)分解變質(zhì);(2)在真空干燥過(guò)程中,干燥室內(nèi)的壓力始終低于大氣壓力,氣體分子數(shù)少,氧分壓降低了,避免了物料在干燥過(guò)程中的氧化變質(zhì)現(xiàn)象,保障了被干燥物料的質(zhì)量,在缺氧狀態(tài)下可以殺死一些細(xì)菌,抑制一些細(xì)菌的繁殖生長(zhǎng);(3)真空干燥可消除常壓下容易產(chǎn)生的表面硬化現(xiàn)象;(4)真空干燥過(guò)程可以回收一些有毒有害的氣體,以防止對(duì)環(huán)境的污染。 將雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)運(yùn)用在干燥微丸作業(yè)上,容器容易清洗,烘出來(lái)的微丸清潔衛(wèi)生,顆粒表面結(jié)實(shí),球形度高,大小一致,含量均勻,水分合格,色澤鮮艷一致,細(xì)粉少,藥品質(zhì)量穩(wěn)定,保存時(shí)間久。 2.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)工作原理真空是指在給定容器內(nèi),氣體分了密度低于該地區(qū)大氣壓下的氣體分子密度的氣體狀態(tài),真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度稱為真空度。真空干燥就是在低于常壓的條件下間接加熱物料,在相應(yīng)的溫度下使物料中濕分汽化,以使物料中濕分含量降低的過(guò)程。 雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)的基本原理:水的飽和蒸汽壓與溫度緊密相關(guān),在真空狀態(tài)下,水的沸點(diǎn)會(huì)降低,所以真空干燥時(shí)物料中的水分在低溫下就能汽化,可以實(shí)現(xiàn)低溫干燥。大家知道,在常壓下,如果溫度達(dá)到100℃,水就開始沸騰汽化。為什么高原地區(qū)煮飯或其他食物時(shí)不容易煮熟?這是因?yàn)楦咴貐^(qū)的大氣壓低,水的沸點(diǎn)降低。如果容器的壓力一直往下降,當(dāng)降到613.28Pa的絕對(duì)壓力時(shí),水的沸點(diǎn)就變?yōu)?℃。保持不同的真空度,就可改變物料的干燥溫度,通常應(yīng)由物料的熱敏感性來(lái)確定真空干燥的真空度。由于真空泵在真空度趨于0時(shí),它的氣體流量明顯減少并趨于0,這時(shí)不利于氣體的流動(dòng)與濕氣的排放,所以生產(chǎn)中一般把真空表的讀數(shù)控制在0.095MPa以下。 真空干燥就是干燥物料中的自由水,自由水的存在形式可分為間隙水、表面水、毛細(xì)水和包裹水。在干燥過(guò)程中,一是熱源將熱能傳輸給物料,使其升溫和使?jié)穹制;二是汽化的濕分蒸汽向干燥室空間遷移,使?jié)穹终羝撾x物料表面且排出干燥室;三是物料內(nèi)部的濕分以液態(tài)向物料表面遷移,以便于在表面發(fā)生汽化。真空干燥就是這3個(gè)過(guò)程相伴且協(xié)調(diào)地進(jìn)行,其協(xié)調(diào)的好與壞,直接影響真空干燥速度及其物料的品質(zhì)。 開始抽真空并加熱時(shí),干燥速度慢,當(dāng)物料加熱到水的汽化溫度以上時(shí),干燥速度會(huì)突然加快,物料在允許溫度范圍內(nèi)被加熱到相應(yīng)壓力下的汽化溫度而大量汽化,這時(shí)物料溫度保持不變,加入的熱量供作汽化潛熱和各項(xiàng)熱損失,真空系統(tǒng)不斷排出汽化的蒸汽,保持蒸發(fā)表面與空間的壓力差,使干燥持續(xù)進(jìn)行。物料的濕含量減小到一定程度,從物料中蒸發(fā)出來(lái)的水分減少了,在加熱量不變的情況下,物料溫度開始升高,蒸發(fā)表面與空間壓差減小,干燥轉(zhuǎn)入減速階段。干燥速度逐漸下降,直至零。 3.影響干燥速度的因素在真空干燥過(guò)程中,人們總是希望加快干燥速度,縮短干燥時(shí)間。但是影響干燥速度有很多因素,如被干燥物料的狀況、濕含量、密度、粘度等。如果提高物料的初溫,降低物料濕含量等,有利于提高真空干燥速度;如果升溫過(guò)快,水分來(lái)不及排出,微丸容易結(jié)塊,粘結(jié)在鍋壁上。因而,干燥室的工作真空度高,有利于水分在較低的溫度下汽化,但真空度高,空氣的流動(dòng)性會(huì)變差,水分不容易排出到容器外,并且對(duì)真空設(shè)備的要求會(huì)提高。所以,我們應(yīng)該根據(jù)物料的特性,綜合考慮真空度的影響。 另外,雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、加熱方式、操作者的經(jīng)驗(yàn)等都會(huì)影響真空干燥速度。 4.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)的系統(tǒng)雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥系統(tǒng)主要由雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)、冷凝器、除塵器、真空抽氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。 干燥微丸時(shí),因溫度不能過(guò)高,所以加熱系統(tǒng)用水加熱比較適合,冷卻系統(tǒng)與水加熱系統(tǒng)可以共用1組水管,以減少投資。如果微丸內(nèi)的濕分是水,則設(shè)備中可以不用冷凝器;又如粉塵不多,除塵器可以用1個(gè)緩沖罐簡(jiǎn)單代替。 對(duì)雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)本體而言,錐體夾套外包保溫層,以降低房間的溫度。夾套內(nèi)的加熱水首先把熱量傳遞給筒體內(nèi)壁,再由內(nèi)壁把熱量傳遞給與筒壁相接觸的微丸,產(chǎn)生的濕蒸汽由真空抽氣管抽走。錐體在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),微丸在筒體內(nèi)不斷的翻滾,得到充分的混合,出來(lái)的物料無(wú)論是水分還是色澤都是很均勻的。 5.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)在微丸干燥應(yīng)用的實(shí)例現(xiàn)以某微丸干燥作業(yè)為例。該微丸的參數(shù):干物料的密度0.70g/cm3,初含水率15%,終含水率2%~3%;雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)干燥機(jī)參數(shù):容積500L,轉(zhuǎn)速4~6r/min;加熱溫度:水加熱,100℃以下。 往雙錐鍋體內(nèi)裝入微丸,要求裝料量控制在50%以下(或者說(shuō)料面不高+抽氣管的水平管位置)。蓋上蓋子,開始轉(zhuǎn)動(dòng)雙錐鍋體,把轉(zhuǎn)速調(diào)到4~6r/min,微丸在雙錐鍋體內(nèi)流動(dòng),得到充分的混合。 然而,微丸干燥不能像其他物料那樣采用蒸汽加熱,理由有兩個(gè):一是蒸汽的溫度過(guò)高,會(huì)影響到物料的性能;二是直接對(duì)物料進(jìn)行高溫加熱,微丸中的水分會(huì)快速往表面遷移,表面的水分來(lái)不及汽化,導(dǎo)致微丸互相粘連,不能流動(dòng),易形成結(jié)塊,整個(gè)鍋壁也會(huì)粘上一層厚厚的藥粉,無(wú)法傳熱。所以,選用水加熱效果較好。根據(jù)物料的特性,選擇一個(gè)初始水溫,然后慢慢往上升溫,并對(duì)雙錐鍋體內(nèi)部進(jìn)行抽真空,鍋體內(nèi)產(chǎn)生的水分要及時(shí)排出,否則會(huì)結(jié)塊。 微丸的干燥可以分為4個(gè)階段:第1階段也即初始階段,物料逐步升溫,由于還沒有達(dá)到汽化溫度,微丸表面的水分汽化很少,干燥緩慢;當(dāng)料溫達(dá)到汽化溫度時(shí),稱為第2階段,水分大量汽化,干燥速度快,溫度的上升會(huì)變得不明顯,真空度會(huì)下降。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),這個(gè)階段的汽化溫度不可能是一個(gè)點(diǎn),應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)小的范圍。因?yàn)槲锪鲜冀K處于加熱狀態(tài),汽化會(huì)帶走大量的熱量,這兩個(gè)都會(huì)引起溫度的波動(dòng),同時(shí)汽化會(huì)引起真空度的變化,真空度的變化反過(guò)來(lái)又引起汽化溫度的改變,這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。如果真空表的讀數(shù)在0.093MPa左右波動(dòng),那么汽化的溫度會(huì)在40℃左右波動(dòng);進(jìn)入第3階段,由于微丸含濕量變少,遷移到表面的水分變少,料溫上升明顯,真空度也回升,干燥速度越來(lái)越慢;第4階段,當(dāng)微丸的含水率達(dá)到設(shè)定的要求后,要對(duì)物料進(jìn)行降溫。關(guān)閉加熱系統(tǒng),通入自來(lái)水到夾套,對(duì)微丸進(jìn)行冷卻降溫處理,準(zhǔn)備出料。 6.結(jié)語(yǔ)本文從真空干燥的優(yōu)點(diǎn)與工作原理入手,探討了影響干燥速度的因素,結(jié)合該公司的實(shí)際應(yīng)用闡述了雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)在微丸干燥領(lǐng)域的應(yīng)用。 噴霧帶式干燥機(jī)綜合了噴霧干燥和帶式干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn),適用于可流動(dòng)液體的干燥。 噴霧帶式干燥機(jī)主要有霧化器、噴霧干燥室、傳送帶、傳送機(jī)構(gòu)、帶式干燥(冷卻)室組成。液體在進(jìn)料泵的作用下進(jìn)入高壓霧化器霧化,鼓風(fēng)機(jī)吹入的空氣經(jīng)加熱后進(jìn)入干燥室,與霧滴并經(jīng)過(guò)浮選得到的白鎢精礦及焙燒前的白鎢精礦都存在干燥問題。特別是經(jīng)過(guò)浮選的白鎢精礦,雖經(jīng)過(guò)了一定的過(guò)濾、壓濾,但其游離水的含量仍很高。為便于運(yùn)輸及下道焙燒工序的加工,必須經(jīng)過(guò)干燥,使其達(dá)到規(guī)定的含水率。白鎢精礦的干燥方法及使用的設(shè)備種類很多,干燥效果各不相同。目前,旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)干燥設(shè)備的優(yōu)點(diǎn): 1、干燥強(qiáng)度大,氣流干燥由于氣流速度高,粒子在氣相中分散良好,可以把粒子的全部表面積作為干燥的有效表面積,因此。氣流干燥設(shè)備的干燥有效面積大大的增加了。 2、由于 |
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