双锥回转真空干燥机的提高和优化组合
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1、装料量过多由于干燥机的装料量与物料的堆密度(指单位体积的物料质量)有关,在一般情况下,干燥机设计时物料比重按0.6 g/cm3来计算,如果超出这个比重,一方面会影响物料的干燥效率;另一方面长时间运转,会降低电机、涡轮减速机以及链轮、链条、轴承等的使用寿命。
在一般情况下,双锥回转真空干燥机充填率(实际填充容积与干燥筒体容积之比)通常为30%~ 50%之间,且不能盖住双锥干燥机内的真空罩,否则影响干燥速率。
2、“放空”时空气气流过大在实际生产应用中,在填真空时,双锥回转真空干燥机会出现如真空管弯曲、密封套损伤、过滤头变形乃至断裂等现象,这是因为在干燥过程中放入空气进入罐体反冲过滤头,此时罐体内已达到较高的真空度,会引起正负气流的强大冲击而损坏真空系统。
所以,在物料干燥完毕后需要放空罐体,排空时一定要用排空阀来控制其流量,即先把阀门少许打开,待罐内真空度逐渐降低后再慢慢加大;或者是添加减压阀,进而控制放入空气的流量。
3、真空度过低或过高双锥回转真空干燥机在干燥过程中经常会出现真空度过低或过高的问题,这不但会影响物料干燥的效率和物料的品质,还会影响车间的生产安全。
虽然真空度越高,越有利于水分在低温下汽化,但真空度过高不利于热传导,影响对物料的干燥效果。
导致真空过低或过高,可能有4个方面的原因:(1)真空端的机械密封泄露;(2)真空管道的泄露或堵塞;(3)过滤器堵塞;(4)因热水或蒸汽温度过低,物料溶剂难以蒸发。
解决此类问题,需要考虑干燥机的热水和蒸汽的温度,并且在使用过程中定期进行检查,同时要进行维护保养、清洗等。
4、筒体内胆的外层脱落在实际生产中,对于回转筒体的搪玻璃的内胆,若使用和维护不正确,极容易损坏。
特别是对于偏酸性和碱性的物料,干燥出料不干净,物料易结壁,损害筒体内胆,影响干燥机的使用寿命。
解决此类问题,只需要根据物料的性质选择合适的干燥机,在使用过程中物料出料干净,定期进行检查,同时要进行维护保养、清洗等。
双锥回转真空干燥机技术更新的思考性探讨双锥回转真空干燥机的制造厂商很多,但相对设计和制造水平相对较低,对这一点,国内仅有少数厂商进行了升级性的努力,其真实的原因没能结合理论去研究双锥回转真空干燥机的性能与应用,或对其作升级性的研发。
我们应该对国内双锥回转真空干燥机的升级作必要的思考性探讨,并提出一些建议性的设想,目的是为了国内双锥回转真空干燥机的制造和应用水平日趋提高。
双锥回转真空干燥机是前几年在原料药生产应用较为广泛的设备,这是由于在真空干燥的过程中,筒体内的压力始终低于大气压力,气体分子数少,密度低,含氧量低,因而能干燥容易氧化性变化的药品生产,能减少物料染菌的机会。
也由于水在汽化过程中,其温度与蒸汽压力成正比,故真空干燥时物料中的水分在低温下就能汽化,达到低温干燥,特别适用天药品中有热敏性物料的生产。
同时,真空干燥可消除常压热风干燥易产生表面硬化现象,这是真空干燥物料内和表面之间压差大,在压力梯度作用下,水分很快移向表面,不会出现表面硬化。
此外真空干燥时,物料内部和外部之间温度梯度小,由逆渗透作用使得溶媒能够独自移动并收集,有效克服热风干燥所产生的溶媒失散现象。
从功能上看,双锥回转真空干燥机是集混合、真实干燥于一体的干燥设备,它以简洁、方便和双效特点被人们作为经典设备来应用,其有着实用性和经济性的一面,是其它设备难以替代的。
但近几年来却又被人们所淡化了,其根本原因是由于制造商缺乏对其的研究和结构的改进所致,其主要表现在结构上难以CIP/SIP和干燥性能优化上,故有必要对其升级换代作思考性讨论。
双锥回转真空干燥机的干燥速度讨论及建议2.1真空干燥速度的概念有关文献(1)认为:物料的干燥过程,首先是物料表面的水分受热汽化并被真空设备排除,物料表面的水分因汽化而逐渐减少,并在物料内部与表面之间形成温度差。
内部的水分在温度作用下,不断向表面扩散,并在到达表面后汽化。
另外,在真空干燥过程中,同时存在着压力差,使得被汽化的水分子加速向真空空间移动。
双锥回转真空干燥机使用说明书目录一、原理及参数 -------------------------------------------------------()1.1工作原理 -----------------------------------------------------()1.2 结构参数 ----------------------------------------------------()1.3性能及规格----------------------------------------------------()二、安装说明 --------------------------------------------------------()2.1 主机的安装 --------------------------------------------------()2.2调试 --------------------------------------------------------()三、操作使用说明 ----------------------------------------------------()3.1 开、停机步骤 ------------------------------------------------()3.2 操作规程 -----------------------------------------------------()四、维修保养与安全规程 ----------------------------------------------()4.1 维护保养 ----------------------------------------------------()4.2 安全规程 ----------------------------------------------------()五、故障检修----------------------------------------------------------()5.1 常见故障排除 ------------------------------------------------()5.2 设备易损件明细表 --------------------------------------------()六、使用注意事项------------------------------------------------------()七、附图 ------------------------------------------------------()一、原理及参数1.1工作原理本干燥机适用于粉粒状物料的真空干燥及混合,对于干燥含有溶剂或者有毒气体的物料溶剂易回收。
选用双锥回转真空干燥机需要注意哪些问题目前国内很多厂都可生产双锥回转真空干燥机,这种干燥机重要是选用中应注意的一些问题。
一、物料的特性1)物料的黏度。
物料的黏度随其湿分而变化,黏度可使物料团聚成块、且粘着筒体壁上,干燥后易黏附在除尘器和管壁上。
可采纳气动振击和碎裂装置。
2)物料的容许温度。
容许温度是物料所能承受的最高温度。
超过该温度,将导致物料效价更改、分解破坏或变色。
3)物料的堆密度单位体积的物料质量称为堆密度。
由于物料是绝干物料与湿分的混合物,绝干物料又往往为颗粒状、粉末状或固块状物质,并且随着物料中湿分不同导致绝干物料颗粒间的间隙也不同。
原始湿物料和干燥过程中物料的堆密度有很大差别,选择干燥机时应予注意。
4)物料的滑移角堆放颗粒状或粉状物料时,当物料堆斜面与底面间夹角增大到某个角度时,将发生侧面物料向下滑落的现象。
这个发生物料滑落的斜面与底面的夹角称该物料的滑移角。
滑移角与物料构成、湿含量、粒度和黏性有关。
选择双锥干燥机时,可以参考物料的滑移角,选择锥体的角度大小。
二、干燥温度随物料的物性不同,可选择适当的温度。
通常可选用变温干燥法,在干燥初期温度低,渐渐提高温度,以增大干燥速率。
开始抽真空并加热时,干燥速度慢,当物热损失,真空系统不断排出汽化的蒸汽,保持蒸发表面与空间的压力差,使干燥持续进行。
物料的湿含量减小到肯定程度,从物料中蒸发出来的水分削减了,在加热量不变的情况下,物料温度开始上升,蒸发表面与空间压差减小,干燥转入减速阶段。
干燥速度渐渐下降,直至零。
三、工作真空度通常选用103~ 104Pa。
真空度高,物料中湿分汽化温度低,干燥速度快。
但真空度过高,导致抽气系统成本加添,干燥后的物料价格增高,经济上不合算。
四、旋转速度虽然说双锥回转筒体的旋转速度越快,干燥速度也就越高。
但在干燥初期,假如较快的旋转速度,很简单使物料显现粘结成团的现象,因此,在干燥初期采纳较低的转速,等到物料表面较干时在提高筒体的旋转速度。
双锥回转真空干燥机使用维修及调试技术资料双锥回转真空干燥机使用环境要求:a)温度:5~40℃b)相对湿度:≤85%c)电源电压:AC220V±10%d)周围无强烈震动及腐蚀性气体影响双锥回转真空干燥机的抽真空调试:a)将箱门关上并将门拉手旋紧到位,关闭放气阀(使橡皮塞上的孔与放气阀上的孔扭偏90°),开启真空阀(由逆时针旋转90°),第一次使用可能真空阀开关较紧,可用力旋转。
b)用随机配件真空连接管(内径:Φ16mm壁厚:10mm)将双锥回转真空干燥机箱抽气管(外径:Φ16mm)和真空泵(2XZ-2型,进气口外径Φ16mm)连接牢固(6090及6210型已连接好)。
接通真空泵电源,开始抽气,当真空表指示值达到-0.1Mpa时,先关闭真空阀后关闭真空泵电源,以防止真空泵机油倒流到工作室内,(6090及6210型无真空阀,可直接关闭面板上真空泵电源)此时真空双锥回转真空干燥机机内处于真空状态。
双锥回转真空干燥机调试:在真空度调试完毕后,可作如下操作:a)打开双锥回转真空干燥机电源,此时电源指示灯应亮(6090及6210型应再分别打开控温仪开关)控温仪通电自检,PV屏显示工作室内测量温度,SV屏显示出厂时设定的温度。
控温仪上AT及HEAT等灯应亮,表示仪表进入加温的工作状态。
修改双锥回转真空干燥机设定温度1.按一下控温仪的功能键(SET);PV屏显示SP字符后,可用键头按钮进行设定温度的修改(6090与6210型对2及3个仪表应分别设定修改,以下类同)。
2.修改完毕后,再按一下SET键,PV屏显示ST字符,设定定时时间。
如不使用定时功能,则仍然让其ST=03.再按一下SET键,使PV屏显示工作室温度,SV屏显示新的设定温度。
仪表AT及HEAT 灯亮,此时仪表重新进入加温的工作状态。
4.若工作室内双锥回转真空干燥机物的湿度较大,产生的水气会影响真空泵的性能,建议在双锥回转真空干燥机箱和真空泵之间,串入一个“双锥回转真空干燥机/过滤器”。
一、SZG-2000双锥真空干燥机,2000升真空双锥烘干机设备概述双锥回转真空干燥机用于工制药、医疗卫生、农业科研、环境保护等研究应用领域,作粉末干燥、烘培以及各类玻璃容器的消毒和灭菌只用。
特别适合于对干燥热敏性、易分解、易氧化物质和复杂成分物品进行快速高效的干燥处理。
双锥回转真空干燥机可以减少物料染菌的机会,可以保证原材料的纯洁度。
其次,它的维修工作很简单,因为它的结构比较简单,以及它的体积也较少的原因,让它的维修工作显得非常地简单。
然而想要杜绝产品安全危害,需保证双锥回转真空干燥机的清洁卫生。
该干燥机操作简单,进出料方便,大幅度减轻了工人劳动强度,同亦减少了物料在干燥过程中受到的环境污染,提高了产品质量,符合药品管理规范“GMP”的要求。
二、SZG-2000双锥真空干燥机,2000升真空双锥烘干机双锥真空干燥机原理双锥回转真空干燥机在真空状态下,在夹套内通入蒸汽、热水或导热油进行加热,直接通过筒体内壁的热量与湿物料接触,靠筒身的转动使物料在筒身内运动,物料吸热后蒸发的水蒸汽通过真空泵经蒸汽排气管连续抽出,从而加快物料的干燥速度,随着物料不断翻滚,达到物料均匀干燥的目的,双锥回转真空干燥机适用于粉粒状物料的真空干燥及混合,对于干燥含有溶剂或有毒气体的物料时增加冷凝器来回收溶剂。
容器为双锥形的回转罐体,罐体外部设有夹套,罐体夹套外部设有保温层和保温层外封面。
夹套内由空心套管轴通入热媒、排出冷凝水。
热量通过罐体内壁与湿物料接触。
湿物料吸热后蒸发的水汽,通过罐体真空端空心套管轴,由真空泵经真空排气管被抽走。
由于罐体内处于真空状态,挥发物沸点大幅降低,且罐体的回转使物料不断的上下,内外翻动,故加快了物料的干燥速度,提高干燥效率,达到均匀干燥的目的。
避免静态真空干燥过程对于某些物料存在的团聚、结块现象。
三、SZG-2000双锥真空干燥机,2000升真空双锥烘干机型号四、SZG-2000双锥真空干燥机,2000升真空双锥烘干机真空双锥产品优缺点分析双锥回转真空干燥机能在较低温度下得到较高的干燥速率,热量利用充分,适用于对热敏性物料和含有容剂及需回收溶剂物料的干燥。
无锡陇东干燥设备有限公司
SZG双锥回转真空干燥机
一、产品概述
SZG双锥真空干燥机是我公司在结合国内同类产品技术所开发的新一代干燥装置,设备运行平稳。
特别设计的工装,充分体现了两支轴的良好同心,热煤及真空系统均采用可靠的机械密封或旋转接头。
作为专业干燥设备制造厂,产品从高温导热油为热煤介质,中温蒸汽及低温热水一应俱全。
二、工作原理
1、在密闭的夹层中通入热能源(如热水,低压蒸汽或导热油),热量经内壳传给被干燥物料。
2、在动力驱动下,罐体作缓慢旋转,罐内物料不断地混合,从而达到强化干燥的目的。
3、物料处于真空状态,蒸汽压下降使物料表面的水份(溶剂)达到饱和状态而蒸发了,并由真空泵及时排出回收。
物料内部的水份(溶剂)不断地向表面渗透、蒸发、排出三个过程不断进行,物料在很短时间内达到干燥目的
三、产品特点
●容器不断旋转,物料加热表面得以更新
●间接加热,不会被污染
●热效率高,比一般烘箱提高2倍以上
●容器旋转速度可在3-13rpm范围内调节
●恒温控制温度由数显仪显示
四、适应物料
适用化工、制药、食品等行业的粉状、粒状及纤维的浓缩、混合、干燥及需低温干燥的物料(如生化制品等).更适用于易氧化、易挥发、热敏性、强烈刺激、有毒性物料和不允许破坏结晶体的物料的干燥。
无锡市惠山区前洲镇黄石街村。
图1 双锥回转真空干燥机结构简图2.1.2生产清洗操作过程分析根据所梳理的烘干工序过程的技术参数、设备清洗操作方式以及清洗前后产品的变化和污染状态,跟踪实际生产、清洗操作过程,充分了解设备在清洗和烘干阶段的运行情况,根据统计结果选择污染程度最大、污染频次最高图2 清洗后的双锥真空头存在污染点2.1.3双锥回转真空干燥机结构分析取样缝隙间的物质进行分析化验,其中含有大量的盐酸成分,为双锥清洗过程中的残留。
查询双锥回转真空干燥机图纸发现筒体与真空头相连的抽真空管为固定结构,抽真空管与双锥回转真空干燥机筒体间采用四氟套密封。
结合双锥清洗及生产操作,经分析得出以下初步结论。
四氟套与双锥回转真空干燥机筒体之间存在间隙,且双锥运转时,四氟套和抽真空管之间相对运动,未能实现完全密封。
在双锥回转真空干燥机清洗期间,稀盐酸会有部分进入到真空管与四氟衬套的缝隙以及双锥回转真空干燥机筒体支座处,当设备再次使用时筒体内抽真空运行,进入到缝隙处的盐酸经真空的作用反抽到筒体内,导致盐酸与烘干的产品反应,影响产品的纯度,同时缝隙内部分杂质及上一批次残留产品均有可能进入正在烘干的物料内,导致产品的色度、纯度变差,甚至图3 双锥真空头与筒体接触面中国设备工程 2023.01(上)图4 改造后双锥抽真空结构图改造后双锥回转真空干燥机抽真空结构为:筒体内设有多个真空头,真空头的口部连接内部真空管,内部真空管的外端伸出筒体,真空头与筒体及内部真空管设置固定封头,内部真空管与筒体之间采用软四氟垫压紧,内部真空管伸出筒体后穿过轴承座,并设置反拉机构,反拉机构将内部真空管固定在双锥主体上,以保证内部真空管的稳定并随筒体运动,内部真空管设有密封连接件,密封连接件焊接在内部真空管外周,通过机械密封与外部真空管连接,外部真空管与真空主管路连接,形成新的抽真空系统。
改造后内部真空管与双锥回转真空干燥机形成一个整体,内部不存在相对运动,密封更加紧密可靠。
1、装料量过多由于干燥机的装料量与物料的堆密度(指单位体积的物料质量)有关,在一般情况下,干燥机设计时物料比重按0.6 g/cm3来计算,如果超出这个比重,一方面会影响物料的干燥效率;另一方面长时间运转,会降低电机、涡轮减速机以及链轮、链条、轴承等的使用寿命。
在一般情况下,双锥回转真空干燥机充填率(实际填充容积与干燥筒体容积之比)通常为30%~ 50%之间,且不能盖住双锥干燥机内的真空罩,否则影响干燥速率。
2、“放空”时空气气流过大在实际生产应用中,在填真空时,双锥回转真空干燥机会出现如真空管弯曲、密封套损伤、过滤头变形乃至断裂等现象,这是因为在干燥过程中放入空气进入罐体反冲过滤头,此时罐体内已达到较高的真空度,会引起正负气流的强大冲击而损坏真空系统。
所以,在物料干燥完毕后需要放空罐体,排空时一定要用排空阀来控制其流量,即先把阀门少许打开,待罐内真空度逐渐降低后再慢慢加大;或者是添加减压阀,进而控制放入空气的流量。
3、真空度过低或过高双锥回转真空干燥机在干燥过程中经常会出现真空度过低或过高的问题,这不但会影响物料干燥的效率和物料的品质,还会影响车间的生产安全。
虽然真空度越高,越有利于水分在低温下汽化,但真空度过高不利于热传导,影响对物料的干燥效果。
导致真空过低或过高,可能有4个方面的原因:(1)真空端的机械密封泄露;(2)真空管道的泄露或堵塞;(3)过滤器堵塞;(4)因热水或蒸汽温度过低,物料溶剂难以蒸发。
解决此类问题,需要考虑干燥机的热水和蒸汽的温度,并且在使用过程中定期进行检查,同时要进行维护保养、清洗等。
4、筒体内胆的外层脱落在实际生产中,对于回转筒体的搪玻璃的内胆,若使用和维护不正确,极容易损坏。
特别是对于偏酸性和碱性的物料,干燥出料不干净,物料易结壁,损害筒体内胆,影响干燥机的使用寿命。
解决此类问题,只需要根据物料的性质选择合适的干燥机,在使用过程中物料出料干净,定期进行检查,同时要进行维护保养、清洗等。
双锥回转真空干燥机是原材料药生产应用较为广泛的设备国内制造双锥反转真空枯燥机的厂商很多,但总体规划和制造水平相对较低,对这一经典应用设备没有实质性的进步,更谈不上对此类产品的优化组合。
但是,造成双锥反转真空枯燥机进展缓慢的真正原因是没能结合理论去研讨双锥反转真空枯燥机的性能与使用。
真空枯燥的首要缺点是需求一双锥反转真空枯燥机套能抽水蒸汽的真空体系。
运转费用高;设双锥反转真空枯燥机备出产功率低,产量小。
为战胜这些缺点,不少科技作业者,做出了很多努力。
一起,由于真空枯燥有很多优点,有些产品不得不选用真空枯燥设备。
因而,真空枯燥设备的进展会很有前途。
双锥反转真空枯燥机是集混合枯燥于一体的新型枯燥机。
将冷凝器、真空泵与枯燥机配套,构成真空枯燥设备。
本机规划先进,内部结构简单,清洗简单,物料能全部排出,操作简洁,能下降劳动强度改进作业环境。
双锥反转真空枯燥机夹套内对流换热需别离供应热量和冷量,故夹套内将阅历以热蒸汽方法的升温或以冷却水方法的降温。
进步热介质温度可加快升温速度,缩短枯燥时间。
对粘性大的物料,热介质温度高简单发生结团现象。
下降冷却水温度可加快降温速度,也可缩短作业周期。
随着物料的性质不同,可选择适当的温度,常以变温枯燥法为佳,即在枯燥初期温度低,渐渐进步温度以增大枯燥速度。
双锥反转真空枯燥机是质料药出产使用较为广泛的设备,这是由于在真空枯燥的过程中,筒体内的压力一直低于大气压力,气体分子数少,密度低,含氧量低,因而能枯燥简单氧化性更改的药品出产,能削减物料染菌的时机。
也由于水在汽化过程中,其温度与蒸汽压力成正比,故真空枯燥时物猜中的水分在低温下就能汽化,到达低温枯燥,特别适用于药品中有热敏性物料的出产。
一起,真空枯燥可除去常压热风枯燥易发生外表硬化现象,这是真空枯燥物料内和外表之间压差大,在压力梯度效果下,水分很快移向外表,不会显现外表硬化。
此外真空枯燥时,物料内部和外部之间温度梯度小,由逆浸透效果使得溶媒可以单独移动并搜集,有用战胜热风枯燥所发生的溶媒失散现象。
双锥回转真空干燥机的提高和优化组合摘要:从双锥回转真空干燥机的经典性入手,通过对双锥回转真空干燥机干燥速度、结构以及对提高思路几方面探讨了其产品的提高,同时介绍了其优化组合产品---多功能干燥设备。
关键词:双锥回转真空干燥机;提高;优化组合;多功能干燥设备国内制造双锥回转真空干燥机的厂商很多,但总体设计和制造水平相对较低,对这一经典实用设备没有实质性的提高,更谈不上对此类产品的优化组合,笔者仅了解到国内只有无锡市张华医药设备有限公司对此进行优化组合,而诞生了多功能干燥设备,其是双锥回转真空干燥机的优化组合产品。
然而,造成双锥回转真空干燥机发展缓慢的真正原因是没能结合理论去研究双锥回转真空干燥机的性能与应用。
笔者以真空干燥理论为依据,对国内双锥回转真空干燥机的提高作必要的思考性探讨,并提出一些建议性的设想,同时也介绍一下此类设备优化组合的产品。
1、双锥回转真空干燥机的经典性双锥回转真空干燥机是原料药生产应用较为广泛的设备,这是由于在真空干燥的过程中,筒体内的压力始终低于大气压力,气体分子数少,密度低,含氧量低,因而能干燥容易氧化性变化的药品生产,能减少物料染菌的机会。
也由于水在汽化过程中,其温度与蒸汽压力成正比,故真空干燥时物料中的水分在低温下就能汽化,达到低温干燥,特别适用于药品中有热敏性物料的生产。
同时,真空干燥可消除常压热风干燥易产生表面硬化现象,这是真空干燥物料内和表面之间压差大,在压力梯度作用下,水分很快移向表面,不会出现表面硬化。
此外真空干燥时,物料内部和外部之间温度梯度小,由逆渗透作用使得溶媒能够独自移动并收集,有效克服热风干燥所产生的溶媒失散现象。
从功能上看,双锥回转真空干燥机是集混合、真空干燥于一体的干燥设备,它以简洁、方便和双效特点被人们作为经典设备来应用,其有着实用性和经济性的一面,是其它设备难以替代的。
2、对双锥回转真空干燥机提高思路的探讨虽然,双锥回转真空干燥机被人们看作经典,但近几年来却又被药厂所淡化了,其根本原因是由于制造商缺乏对其的研究和结构的改进所致,其主要表现在结构上难以CIP/SIP和干燥性能优化上,故有必要对其提高思路作一探讨。
2.1、对双锥回转真空干燥机的干燥速度的探讨2.1.1、真空干燥速度的概念文献1认为:物料的干燥过程,首先是物料表面的水分受热汽化并被真空设备排除,物料表面的水分因汽化而逐渐减少,并在物料内部与表面之间形成温度差。
内部的水分在温度差的作用下,不断向表面扩散,并在到达表面后汽化。
另外,在真空干燥过程中,同时存在着压力差,使得被汽化的水分子加速向真空空间移动。
在真空干燥过程中,人们总是希望加快干燥速度,缩短干燥时间,但是影响干燥速度因素1有以下几点:(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。
一般,物料颗粒细而均匀、堆放松散、厚度薄,则内部水分容易扩散。
若提高物料的初温、经真空过滤前处理、降低物料含湿量等,均能提高真空干燥速度。
(2)真空度越高,越利于水分在较低温度下汽化,但真空度过高不利热传导,会影响对物料的加热效果。
为提高物料干燥速度,应根据物料的特性综合考虑真空度。
通常,真空度应不低于1×104Pa。
2.1.2、影响双锥回转真空干燥机干燥速度的因素文献1把双锥回转真空干燥机干燥过程作试验,分别以真空度、干燥温度、蒸汽压力与干燥时间为参数,试验所作的曲线表明:双锥回转真空干燥机干燥过程可分为第一升温、第一恒温、第二升温、第二恒温和降温五个阶级。
其中:(1)第一升温是加热物料,使其升温的预热阶段。
该阶段中,物料中水分汽化量很少;(2)第一恒温是恒速干燥阶段,在该阶段中,物料的自由水、表面水和毛细管水等大量汽化。
因此,温度和真空呈恒定状态,且真空度与该干燥温度下水的饱和蒸汽压力近似相等;(3)第二升温是加热物料迁移内部水分至物料表面的过程,由于汽化的水分很少,导致物料温度升高和真正度也随之提高;(4)第二恒温是汽化物料包裹水和部分结晶水阶段,由干水分迁移率与汽化率相定,故温度和真空呈平稳状态;(5)降温阶段开始时,关闭加热蒸汽,通以冷却水至筒体夹套,冷却筒体使其内部物料温度下降,以便卸出干燥制品。
现在此把某一产品的平均干燥工艺参数(如表1所示)列出。
从表1中可看到:双锥回转真空干燥机干燥过程的不同阶段所具备的性质也不同,故应该根据其不同阶段而设定不同的操作参数,这样能更有效地利用设备的功能。
然而,现实的双锥回转真空干燥机的许多操作参数是常量不变(如旋转速度)或自动控制(如工作真空度、干燥温度等),以下就干燥不同阶段过程的操作参数对真空干燥速度的影响展开讨论,并提出建议性的改进意见。
2.1.3、双锥回转真空干燥机旋转速度对真空干燥速度的影响及探讨双锥回转真空干燥机筒体的旋转速度越快,干燥速度越高。
但在干燥后期,随着物料湿含量的下降,干燥速度也降低,此时提高转速对干燥速度的提高均无益。
另外,在干燥初期,较快的旋转速度,会导致湿分汽化过快而产生物料粘结成团的现象。
因此,应在干燥初期采用较低的转速,待物料表面较干以及不结团时再提高转速,以便加快干燥速度、缩短干燥时间。
对此点,建议可选用变频电机,使筒体的旋转速度在运行时能变动,并有菜单可设定不同时间段所选用的不同的筒体旋转速度(0~10rpm内无级调速),即要有时间—速度关系的设定。
2.1.4、双锥回转真空干燥机加热与冷却对真空干燥速度的影响及探讨双锥回转真空干燥机夹套内对流换热需分别提供热量和冷量,故夹套内将经历以热蒸汽方法的升温或以冷却水方法的降温。
文献1认为,提高热介质温度可加快升温速度,缩短干燥时间。
对粘性大的物料,热介质温度高容易产生结团现象。
降低冷却水温度可加快降温速度,也可缩短工作周期。
随着物料的性质不同,可选择适当的温度,常以变温干燥法为佳,即在干燥初期温度低,逐渐提高温度以增大干燥速度。
对此点,建议可选用温度传感元件,使双锥回转真空干燥机夹套内热量或冷量控制能在运行时变动,并有菜单可设定不同时间段所选用的温度,即要有时间—温度关系的设定。
2.1.5、双锥回转真空干燥机真空度对真空干燥速度的影响及探讨通常双锥回转真空干燥机选用1×103-1×104Pa真空度,真空度高,物料中湿分汽化温度低,干燥速度快。
但真空度过高,会导致抽气系统成本增加,干燥后物料价格增高,经济上不合算。
但表1可知,在降温阶段的真空度值很小,故应分段来控制真空度的压力。
对此点,建议可选用压力传感元件,使双锥回转真空干燥机筒体内真空度控制能在运行时变动,并有菜单可设定不同时间段所选用的真空度,即要有时间—真空度关系的设定。
2.1.6、双锥回转真空干燥机锥体角度及充填量对真空干燥速度的影响双锥回转真空干燥机筒体堆放颗粒状或粉末状物料时,当物料堆斜面与底面间夹角增大到某个角度时,将发生侧面物料下滑落的现象。
此时发生物料滑落的斜面与底部的夹角称该物料的滑移角(滑移角与物料组成、湿含量、粒度和粘度有关)。
故双锥回转真空干燥机的设计和选择时,应根据物料的滑移角而选择锥体的角度1。
文献1也认为,实际装料容积与干燥筒体容积之比为充填率。
双锥回转真空干燥机的充填率通常为30%~50%之间,其与物料的堆密度也有关。
从上可知,双锥回转真空干燥机筒体锥体的角度太大或太小都会影响翻动混合效果,而其形成的物料干燥表面最终影响了干燥速度。
同样,实际装料容积充填率过高也会影响翻动混合效果,影响了干燥速度。
2.2、对双锥回转真空干燥机的结构的探讨虽然双锥回转真空干燥机有着许多实用性优点,但结构上的不完善阻碍了其应用和发展。
特别对应用于无菌原料药生产来说,尚未改进设备所存的不完善之处表现为:(1)抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与清洗问题;(2)筒体结构的清洗或灭菌问题;(3)进料/出料结构的易出料与清洗问题。
2.2.1、抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与清洗的探讨在部分双锥回转真空干燥机的抽真空管空套回转轴装置中,其采用双骨架轴密封结构,由于此结构密封的不可靠,在筒体抽真空的作用下极易造成泄漏,有时会出现所谓的“漏油”现象。
同时,也由于密封的不可靠会在干燥时结存粉,此处的结存粉用普通的旋转动态水洗方法是难以洗净的,这样会引起换批时的交叉污染。
近期国内有制造商对此作了一定的改进,有的采用特殊密封(如特殊的机械密封、磁流体密封等)。
也有的制造商2在抽真结构上作了改进,使抽真空部分不伸进筒体内部,仅在旋转筒体外面与其接触,采用金属烧结网做过滤器,容易清洗,容易消毒灭菌,并配有用高纯氮气反吹的系统,防止粉尘物料堵塞过滤网孔,确保真空畅通。
2.2.2、筒体结构的清洗和灭菌问题的探讨在部分双锥回转真空干燥机筒体的清洗中,有的靠切换真空管路,放入清洗水旋转筒体再放净,这样动态清洗法是无法彻底洗净的,至少在动静接触面和结料处是不能洗净。
其次是部分制造商没有把筒体当作压力容器来设计及制造,很难做到切换真空管路通入蒸汽来灭菌,故谈不上蒸汽的在位灭菌。
这里当然涉及到进料/出料结构与密封结构,其形式和承压性能也与蒸汽灭菌有关。
而在无菌环境使用设备的至关重要要求就是清洗后的灭菌,通常灭菌的方法中最有效和直接的方法是湿热和干热灭菌,基于该设备筒体结构是不可拆的,不能采用干热灭菌,只能采用湿热(蒸汽)灭菌。
对此,说白了就是设法方便清洗和灭菌,也只要能围绕此专题所展开即可。
近期国内有制造商对作了一定的改进,在清洗方面,采用靠切换真空管路,放入加压的清洗水旋转筒体,再放净的方法,虽然有所提高,但实效也不是十分理想。
在灭菌方面,有的制造商在制造筒体和料阀方面考虑到承压性,其可采用切换真空管路而通入蒸汽也完成SIP。
2.2.3、进料/出料结构的易出料与清洗性的探讨此问题虽说是上述问题的延伸,但进料/出料的特殊要求是易放净、易操作、易清洗/灭毒。
国内部分制造商采用蝶阀或可拆卸结构,也取得了一定成效,但对照GMP和相应工艺要求,这里可展开的研发是大有文章可做。
2.3、双锥回转真空干燥机提高的一点思路至于双锥回转真空干燥机要提高的话,可以研发的思路很多,笔者感到还可尝试以下几个思路,这里仅为思考性及建议性的设想。
2.3.1、拓广双锥回转真空干燥机的功能,以适应更大的应用(1)增加搅拌和造粒功能。
可在双锥回转真空干燥机的抽真空管中穿入一个带喷嘴的管(能喷粘合剂),同时真空管进入筒体内部处增设一个固定搅拌叶片。
当筒体转动过程中,固定在抽真空管上搅拌叶片迫使物料从其两侧面流过,这样在物料沿筒壁滑动的同时,又增加了径向运动。
因此,能有效地提高了混合和搅拌物料的效果,加快了湿分汽化,提高了干燥速度。
尔后在粉体物料工艺结束时,可由穿入带喷嘴(能喷粘合剂的管)喷出相应粘合剂,将粉末状干物料制成颗粒状制品。