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真空干燥機的眾多優(yōu)點決定其廣泛的使用領域 |
| 發(fā)布日期：2012/4/25 8:17:32 |
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隨著微型計算機技術和自動控制技術的不斷進步與發(fā)展，許多領域都引入了計算機自動檢測與控制技術，而且對計算機自動測控系統(tǒng)的要求也越來越高，各種靈活的組態(tài)軟件應運而生。MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構建和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠基于Microsoft（各種32 位Windows平臺）上運行，通過對現場數據的采集處理，以動畫顯示、真空干燥報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學易用的特點，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領域有著更廣泛的應用。
在許多化學和醫(yī)藥產品（中間體或最終產品）的合成工藝里，固體顆粒懸浮在液體中，需要在某一階段將其從漿液中分離出來。首先使用機械固液分離設備，如過濾離心機、真空（或壓力）過濾機、沉降器、壓濾機及靜態(tài)增稠器等，將固體從液體中分離出來。為某一工藝選擇****的機械分離設備類型，真空干燥主要依據固體性質、產能及操作方式等因素來決定。但通常僅通過一個機械固液分離步驟是不能達到產品質量要求的，因為僅依靠機械力不可能除去所有的液體。根據產品和設備的不同，從離心機或過濾機卸出的產品濕度一般在 5 %~ 80 % （重量）范圍內。因此，完成機械固液分離后，一般還需要通過熱力固液分離步驟，將殘留在固體內的液體分離出來。這一步驟通常稱為“干燥”。
使產品干燥效果產生變化的一個重要驅動力是所含液體的蒸發(fā)溫度，真空干燥這一溫度取決于工藝壓力。降低工藝壓力使蒸發(fā)溫度下降，可以帶來很多益處，尤其對于接觸干燥。 沒有必要設計一種只在最低壓力和最高容許溫度下操作的理想干燥系統(tǒng), 因為這將需要大型并且昂貴的外圍設備。系統(tǒng)一般設計成自調節(jié)的壓力容器。也就是說，冷凝器和真空裝置適于處理較高壓力下的高蒸汽流量，當干燥量下降后壓力也降低。
真空干燥機是通過抽去包裝容器內部空氣達到預定真空度后，去除容器內部件水分的設備。干燥工作時候，罐內處于真空狀態(tài)，夾套通熱水（或蒸汽、導熱油）加熱，隨著罐體低速回轉，物料在罐內不斷上下、內外成“菱形軌跡”運動并吸收蒸發(fā)，水蒸汽通過真空管路連續(xù)不斷排出，達到物料干燥目的。在干燥混合物的同時，按客戶要求內置噴淋、過濾、粉碎等裝置可實現其多功能操作。
真空干燥機系由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成。主要部件為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱／冷卻裝置等。真空干燥機的工作原理是將被干燥的物品先凍結到三相點溫度以下，然后在真空條件下使物品中的固態(tài)水份（冰）直接升華成水蒸氣，從物品中排除，使物品干燥。物料經前處理后，被送入速凍倉凍結，再送入干燥倉升華脫水，之后在后處理車間包裝。真空系統(tǒng)為升華干燥倉建立低氣壓條件，加熱系統(tǒng)向物料提供升華潛熱，制冷系統(tǒng)向冷阱和干燥室提供所需的冷量。
真空干燥機設備采用高效輻射加熱，物料受熱均勻；采用高效捕水冷阱，并可實現快速化霜；采用高效真空機組，并可實現油水分離；采用并聯集中制冷系統(tǒng)，多路按需供冷，工況穩(wěn)定，有利節(jié)能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。對凍干制品的質量要求是：生物活性不變、外觀色澤均勻、形態(tài)飽滿、結構牢固、溶解速度快，殘余水分低。要獲得高質量的制品，對凍干的理論和工藝應有一個比較全面的了解。凍干真空干燥工藝包括預凍、升華和再凍干三個分階段。合理而有效地縮短凍干的周期在工業(yè)生產上具有明顯的經濟價值。真空干燥機在密封的夾層中通入熱能源（如熱水、低壓蒸汽或導熱油），熱量以內殼傳給被干燥物料。在動力驅動下，罐體作緩慢旋轉，罐內物料不斷地混合，從而達到強化干燥的目的。物料處于真空狀態(tài)，大氣壓下降使物料表面的水份（溶劑）達到飽和狀態(tài)而蒸發(fā)，并由真空泵及時排出。
物料內部的水份（溶劑）不斷地向表面滲透、蒸發(fā)、排出，三個過程不斷進行，物料在很短時間達到干燥目的。設備主要由筒體和框架、大小空心加熱盤、主軸、十字臂及耙葉、圓盤加料器、下料盤及成品出口、尾氣出口、熱載體進出口管、檢視門、蝸輪減速器、無級變速器及電機等所組成。設備主要構件是空心加熱盤，中空部焊有折流隔板加強，既增加剛度和強度，又提高傳熱效果，發(fā)揮了傳導干燥熱能利用率高的優(yōu)點。
冷凍干燥是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質在低溫下快速凍結，然后在適當的真空環(huán)境下，使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干（lyophilization）。
物質在干燥前始終處于低溫(凍結狀態(tài)),同時冰晶均勻分布于物質中，升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現象，避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在****程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。
各層加熱盤上均有熱載體進出口管，一般上部幾層采用低壓飽和蒸汽或熱水、熱油串聯、并聯或串并聯輸入加熱，控制各層溫度；而底部二層通入冷卻水，以降低產品溫度，回收熱量，確保質量。加熱盤按一定的間距固定在筒體框架上，呈水平置放，其間每層均裝有十字臂架，上下兩層錯位45°交錯固定在中心主軸上，并由蝸輪減速器、無級變速器及電機等驅動，以0.6~3.7(r/min)緩慢地轉動。每根臂架上裝有多支可拆式鏵犁形耙葉或者平刮板，呈等距排列。耙葉采用鉸接及簧片擺動結構，使其底刃在盤面上隨偶浮動，并可根據物料性狀任意調節(jié)耙葉角度，以確保物料在盤面上不斷向前推進。
被干燥物料從頂部圓盤加料器連續(xù)地加到設備內最上面第一層小加熱盤的內圈盤面上，在回轉耙葉的機械作用下，一邊翻滾攪拌，一邊從內向外不斷向前移動，呈鋸齒形布滿整個盤面上，得到接觸加熱干燥；然后物料從外緣跌落到下面第二層大加熱盤外圈盤面下，在反向安裝的耙葉作用下，又從外向內循序移到內緣，落到第三層小加熱盤的內圈盤面上。以此類推，這樣物料一層一層地自上而下地逐層移動，連續(xù)得到加熱干燥。
被蒸發(fā)的濕分與設備內尾氣混合從上部出口自然排出，最終干料落到下盤上，由耙葉刮到底部卸料口連續(xù)排出，獲得合格的干燥成品。根據產品性能、干燥要求和處理量大小，板式干燥機采用了主軸無級調速、手動調節(jié)圓盤加料器調節(jié)套高度，控制各層加熱盤溫度分布，末期冷卻降溫等一系列措施，發(fā)揮了板式干燥機的優(yōu)越性能。
真空干燥機的主要缺點是需要一套能抽水蒸汽的真空系統(tǒng)，使得設備投資費用高，運轉費用高；設備生產效率低，產量小。為克服這些缺點，不少科技工作者，做出了許多努力。同時，由于真空干燥有許多優(yōu)點，有些產品不得不采用真空干燥設備。因此，真空干燥設備的發(fā)展會很有前途。
真空干燥機技術特點：
1。在真空狀態(tài)下實現連續(xù)進料和出料，進料量可按需要自由設定。
2。加熱系統(tǒng)可采用蒸汽，熱水及電加熱轉導熱油加熱等多種形式。
3。干燥溫度從25℃－80℃任意調節(jié)，20分鐘－60分鐘后開始連續(xù)出料直至批量完成。
4。履帶采用特氟龍材料，運轉平穩(wěn)、可靠、受熱面積均勻。履帶速度可任意調節(jié)層數分2—5層，可根據用戶的產量要求確定。
5。采用多種布料裝置可適應液體、浸膏、粉料及顆粒狀等各類物料的干燥。
6。配有真空條件下的自動粉碎系統(tǒng)，可根據用戶的要求任意選擇干燥顆粒目數。
7。配有CIP在位清洗系統(tǒng)，自動清洗快捷、方便。
8。選用優(yōu)質真空機組并經精心設計組合，具有連續(xù)不斷的大容量抽氣速率和穩(wěn)定的真空度。
9。能耗小、無三廢、低噪音。
10。完全符合GMP認證要求。
真空干燥機主要優(yōu)點：
全套工藝采用自動化、管道化、連續(xù)化、程序化。
在真空低溫狀態(tài)下完成干燥工藝，熱敏性物料不變性、無染菌機會。
適合各種高難度物料的干燥。
物料干燥度（含水率）可調。
能耗僅是同等產量的離心噴霧機的三分之一。
采用PLC觸摸屏操作控制，并設有連續(xù)保護裝置。
本機設計合理，結構緊湊，安裝調試方便，適應大部分工況條件下安置。
真空干燥機主要有以下幾類
1.雙錐回轉真空干燥機
雙錐回轉真空干燥機適用于化工、制藥、食品等行業(yè)的粉狀、粒狀及纖維狀物料的濃縮、混合、干燥及需低溫干燥的物料（如生化制品等），更適用于易氧化、易揮發(fā)、熱敏性強烈刺激、有毒性物料和不允許破壞結晶體的物料的干燥。采用皮帶／鏈條兩級彈性聯接方式，因而設備運行平穩(wěn)。特別設計的工藝，充分體現了兩支軸的良好同心度，熱媒及真空系統(tǒng)均采用可靠的機械密封或美國技術的旋轉接頭。該機既可無級調速，又能進行恒溫控制。熱媒介質從高溫導熱油、中溫蒸汽及低溫熱水一應俱全。干燥粘性物料時，將在罐內為您特別設計“抄板”結構。
2.真空耙式干燥機
真空耙式干燥機是一種傳導傳熱干燥器。物料不直接與加熱介質接觸，適用于干燥少量的、不耐高溫和易于氧化的泥狀、膏狀物料，含水率為15％～90％。干燥器內水平耙式攪拌器的葉片是由鑄鐵或鋼制成，安裝在方形軸上，一半葉片方向向左，另一半向右。軸的轉速為7～8r／min，它是由帶減速箱的電機帶動。同時采用自動轉向裝置，使軸的轉動方向、在每隔5～8min改變一次攪拌器的轉動方向。
3.板式真空干燥機
板式真空干燥機也稱盤式真空干燥機，日本出版的干燥專著中有過介紹。中國的上海、石家莊等地已先后開發(fā)成功。是在間歇攪拌傳導干燥器的基礎上，綜合了一系列先進技術，經過不斷改進而研制開發(fā)的一種多層固定空心加熱圓盤（亦稱載料盤）、轉耙攪拌、立式連續(xù)以傳導為主的干燥裝置。
4.低溫帶式連續(xù)真空干燥機
低溫帶式連續(xù)真空干燥機是在對常規(guī)的噴霧干燥和冷凍干燥的優(yōu)缺點進行了反復的比較后研制開發(fā)成功的一種全新概念的高效節(jié)能型干燥設備
在中藥，西藥，化工，食品，保健品等行業(yè)的產品干燥中，噴霧干燥有利于成本，但產品的溶解性。原味及粉末的形狀存在較大的缺陷，對粘度稍高和有熱敏性要求的產品更是無能為力了。常規(guī)冷凍干燥能夠得到出色的產品的溶解性和高質量的產品，可是產量又太低，且成本昂貴。
低溫連續(xù)真空干燥機的各項工藝指標正好介于上述兩種設備之間，它能使干燥制品內部形成多孔疏松狀，保留產品的原有物料性質，外觀良好，由于是真空低溫干燥，因此可以滿足極大部分熱敏性物料的加工要求。
低溫連續(xù)真空干燥機突破了真空狀態(tài)下的連續(xù)進出料的技術難題，使靜態(tài)干燥成功轉化為動態(tài)干燥。在大幅度提高了干燥制品產量的同時又使得生產成本全面下降。
低溫連續(xù)真空干燥機尤其適合噴霧干燥及真空烘箱難以解決的高粘度，高脂。高糖類等物料的干燥。并且能很好的保持產品批量的穩(wěn)定性和一致性。
5.連續(xù)式真空干燥機
冷凍干燥是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質在低溫下快速凍結，然后在適當的真空環(huán)境下，使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程。冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干（lyophilization）
物質在干燥前始終處于低溫（凍結狀態(tài)），同時冰晶均勻分布于物質中，升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現象，避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在****程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。
各層加熱盤上均有熱載體進出口管，一般上部幾層采用低壓飽和蒸汽或熱水、熱油串聯、并聯或串并聯輸入加熱，控制各層溫度；而底部二層通入冷卻水，以降低產品溫度，回收熱量，確保質量。加熱盤按一定的間距固定在筒體框架上，呈水平置放，其間每層均裝有十字臂架，上下兩層錯位45°交錯固定在中心主軸上，并由蝸輪減速器、無級變速器及電機等驅動，以0.6～3.7（r／min）緩慢地轉動。每根臂架上裝有多支可拆式鏵犁形耙葉或者平刮板，呈等距排列。耙葉采用鉸接及簧片擺動結構，使其底刃在盤面上隨偶浮動，并可根據物料性狀任意調節(jié)耙葉角度，以確保物料在盤面上不斷向前推進。
被干燥物料從頂部圓盤加料器連續(xù)地加到設備內最上面第一層小加熱盤的內圈盤面上，在回轉耙葉的機械作用下，一邊翻滾攪拌，一邊從內向外不斷向前移動，呈鋸齒形布滿整個盤面上，得到接觸加熱干燥；然后物料從外緣跌落到下面第二層大加熱盤外圈盤面下，在反向安裝的耙葉作用下，又從外向內循序移到內緣，落到第三層小加熱盤的內圈盤面上。以此類推，這樣物料一層一層地自上而下地逐層移動，連續(xù)得到加熱干燥。
被蒸發(fā)的濕分與設備內尾氣混合從上部出口自然排出，最終干料落到下盤上，由耙葉刮到底部卸料口連續(xù)排出，獲得合格的干燥成品。根據產品性能、干燥要求和處理量大小，板式干燥機采用了主軸無級調速、手動調節(jié)圓盤加料器調節(jié)套高度，控制各層加熱盤溫度分布，末期冷卻降溫等一系列措施，發(fā)揮了板式干燥機的優(yōu)越性能。 |
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攪拌真空干燥是從制藥顆粒，化學品，塑料，陶瓷，金屬和其他產品中去除揮發(fā)性成分的有效方法。由于干燥器內壓力降低，液體的沸點低于大氣條件，干燥可在較低溫度下進行。因此，真空干燥對于處理熱敏材料而言是理想的，沒有熱降解的風險。它還允許制造商回收昂貴的溶劑或安全地處理從封閉系統(tǒng)中除去的任何有害揮發(fā)物。攪拌真大多數真空干燥機都是由固體攪拌機改造而成的。兩種主要類型的真空烘干機翻滾和攪動。滾筒式和攪拌式真空干燥機，確定哪種真空干燥器^適合您的應用，部分取決于了解您的材料水分含量。但是你也需要了解這些材料的粒子特征不同含水量下的特性會以意想不到的方式發(fā)生變化。例如，一個濾餅含有40％的水分可以比15的水分流真空干燥將產品的濕度水平降低至特定的目標水平。在安科斯，我們的真空干燥能力是行業(yè)獨特的，我們的專業(yè)知識包括干粉的能力。如果需要，我們可以將產品的含水量降低至0.01％。在整個干燥過程中，包括包裝，您的產品是由氮氣保護，以保護顏色。想象許多工業(yè)部門和領域沒有真空干燥過程是不可思議的。包含在處理過的材料為了在低溫條件下實現快速干燥，包括干燥深孔，以不破壞產品的方式，必須使用專門的干燥技術-真空干燥。完整的產品將進入小室。達到飽和蒸汽壓力的壓力持續(xù)很長時間。水從這一點通過真空裝置排出。大多數時候蒸發(fā)產物的比熱低于基材。這種材料可以確保溫度下降，甚至不會。壓力（真空）將實現產品的任何部分，因此水分將蒸真空干燥對于干燥暴露于高溫下會損壞或改變的材料是理想的。真空除去水分，同時防止某些材料與空氣結合時可能發(fā)生的氧化或爆炸。在某些情況下，必須回收溶劑或將材料干燥到非常低的水分，這適合我們使用真空干燥。在較低溫度下干燥減少了能源消耗。它可以回收昂貴的溶劑，并且消除了額外的空氣污染控制的花費，并且將大氣污
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