在固體制劑的生產工藝中,沸騰干燥機是經常被選用的設備。沸騰干燥具有傳熱效果良好、生產能力大、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時間可調、投資費用低廉和維修工作量較小等優點。在國內經過30多年的使用與改進,已顯示出其在干燥領域的獨特地位,目前在制藥、化工、食品等方面越來越體現出它的重要作用。
1.沸騰干燥機的工作原理
沸騰干燥又稱流化床干燥,它是利用經過濾后的潔凈空氣,經熱交換器的對流換熱,使空氣溫度上升到一定值進入主機分風筒,經閥片分配進入沸騰器,濕物料從加料器進入干燥器。由于風壓作用,物料在干燥器內形成沸騰狀態,使熱空氣與物料進行充分接觸,增強了傳熱傳質過程,在較短的時間內促使物料中的水分蒸發分離。物料干燥后由排料口排出,廢氣由沸騰床頂部排出,經旋風除塵器和布袋除塵器回收固體粉料后排空。
2.沸騰干燥機的工作流程
物料通過料車運送到沸騰床,在氣缸頂升作用下通過密封圈與沸騰床密封。然后,空氣在引風機動力作用下,經過濾裝置凈化、散熱器加熱后,再經氣流分布板(篩網)分配進入沸騰床(干燥室)。料斗內的物料在熱風和攪拌作用下形成沸騰狀態(即流態化),在大面積氣、固兩相接觸中,物料內部的水分(或溶劑)在較短的時間內蒸發并隨排出空氣帶走,物料被干燥。
3.沸騰干燥機的技術特點
(1)傳熱效果良好,床層內溫度比較均勻,具有很高的熱容量系數(或體積傳熱系數),生產能力大;
(2)由于流化床內溫度分布均勻,可避免產品的任何局部過熱,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)在同一設備內可以進行連續操作,也可進行間歇操作;
(4)物料在干燥器內的停留時間可以按需要進行調整,所以產品含水率穩定;
(5)獨立電氣柜和PLC人機交互操作控制,集成了所有干燥參數設置,操作安全方便;
(6)干燥裝置機械傳動部件少,設備的投資費用低廉,維修工作量較小。
4.對沸騰干燥機的改進建議
經過長期的應用和發展,沸騰干燥機在結構、性能方面都有了明顯的改善,質量也在不斷提高,但還存在著一些問題,下面結合生產實踐提出改進建議:
4.1對熱能利用不充分的改進建議
沸騰干燥機從形式上來說是一種空氣對流干燥設備,與傳導型干燥設備相比,能耗確實要大一些,但如果采取一些措施,則可以達到很好的節能效果。建議:(1)加強設備的密封效果。目前大多數沸騰干燥機料斗與設備本體采用平面法蘭連接,密封效果較差,建議設計時改用凹凸面法蘭連接;進口泵
(2)干燥器不少都采用鋼管纏繞翅片進行換熱,鋼管雖可節約材料成本,但換熱效果不好,建議改用銅管;(3)增加保溫措施。對熱交換器的外殼添加保溫層,減少熱能損失。