低溫真空帶式干燥機是連續生產(chǎn)型設備,上料和出料是在不破壞真空的條件下連續運轉的,所以干燥產(chǎn)品產(chǎn)量大,適合大型工業(yè)化生產(chǎn)。在醫藥工業(yè)中主要用于維生素、抗生素和中藥浸膏等高濃度、高粘度的漿態(tài)物料的干燥。
真空帶式干燥機(Vacuum Belt Drying，VBD)是一種在真空條件下，連續將液體原料涂布在傳送帶上，物料隨傳送帶運動(dòng)經(jīng)過(guò)加熱區被干燥，然后被冷卻脆化的一種低溫干燥方法。在整個(gè)干燥過(guò)程中，中藥浸膏處于真空、封閉環(huán)境，干燥過(guò)程溫和(工作溫度40．60℃)，可以^大限度的保持其物性，得到高質(zhì)量的^終產(chǎn)品。由于物料直接進(jìn)入高真空度下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間逐步干燥，干燥后所得的顆粒有一定程度的結晶效應，同時(shí)從微觀(guān)結構上看內部有微孔。直接粉碎到所需要的粒徑后，顆粒的流動(dòng)性很好，可以直接壓片或者灌膠囊，同時(shí)由于顆粒具有微觀(guān)的疏松結構，速溶性極好。
低溫真空帶式干燥機 工藝流程圖
低溫真空帶式干燥機的結構與性能
(1)主體結構為不銹鋼;
(2)機組熱源采用蒸汽,也可用熱水或導熱油的加熱方式;
(3)干燥前物料先預熱以增加流動(dòng)性,進(jìn)料用螺桿計量泵,可處理黏度很高(1萬(wàn)cP)的中藥浸膏,也適用奶粉、咖啡、速溶茶及高吸水性樹(shù)脂;
(4)進(jìn)料流量可自動(dòng)控制,以便優(yōu)化干燥工藝;
(5)履帶長(cháng)度有不同規格可選擇,運動(dòng)速度可無(wú)級調速機組進(jìn)行調整;
(6)機組測溫點(diǎn)合理,溫度測量及時(shí)可靠,并能自動(dòng)控制操作參數;
(7)終端出口設星形閥阻斷真空以連續排出干物料;
(8)出料段可以兼有粉碎和制粒功能,干粉顆粒大小可按用戶(hù)要求設置;
(9)機組配有高壓水清洗裝置。
選用帶式真空干燥機的注意事項
帶式真空干燥機的組成部件主要有:干燥機筒體、布料機構、噴嘴、履帶輸送裝置、螺旋輸送、PTFE輸送帶、張緊裝置、糾偏裝置、破碎機構、滾輪機架、剪切機構、出料機構、氣動(dòng)刀閘閥、旋轉清洗球、
測試儀表、電控柜等。
(1)布料應均勻
由高剪切乳化機、螺桿泵、閥門(mén)、軟管、接管、噴嘴和支架組成。物料進(jìn)料時(shí),先開(kāi)啟閥門(mén),再啟動(dòng)螺桿泵,液態(tài)物料經(jīng)軟管至噴嘴,將物料均勻噴涂在履帶上,噴嘴連接在支架上,支架隨傳動(dòng)軸旋轉,使噴嘴繞傳動(dòng)軸擺動(dòng),達到均勻分布的目的。噴嘴架由一臺減速電機帶動(dòng)轉動(dòng)輪旋轉,轉動(dòng)輪上開(kāi)有一滑動(dòng)槽,滑塊連同連桿一起固定在轉動(dòng)輪上,連桿的另一端與齒條連接,齒條在固定架上能左右直線(xiàn)滑動(dòng),電機的旋轉運動(dòng)轉化為齒條的左右直線(xiàn)運動(dòng),調節滑塊與轉動(dòng)輪中心的距離可調節齒條的行程,間距小,則齒條行程小,反之則大,齒條的左右移動(dòng),帶動(dòng)齒輪作正反轉,齒輪又固定在傳動(dòng)軸上,從而達到了布料的目的。一般控制擺動(dòng)角度≤60°,控制物料層的布料寬度為帶寬的90%～95%,擺動(dòng)的頻率為10～15次/min,擺動(dòng)頻率可變頻調節。
噴嘴和傳送帶間的垂直距離對被干物料在傳送帶上的鋪放均勻性是非常重要的,在此,該距離記為Hv。在物料的進(jìn)料實(shí)驗中發(fā)現,當Hv較大時(shí),物料并不立即從噴嘴口落到傳送帶上,而是有一個(gè)往下逐漸體積增大的趨勢,附者在噴嘴口,呈漏斗形長(cháng)大,然后一團團地掉到傳送帶上。首先,物料從離開(kāi)噴嘴口到傳送帶上需要經(jīng)歷一段時(shí)間,而在這個(gè)時(shí)間間隔內,傳送帶在移動(dòng),這樣物料在傳送帶上鋪放就不夠均勻,不能有效地利用傳送面積。其次,由于有較多的物料聚集生長(cháng)在一起,形成一個(gè)較大的團狀物,這樣物料厚度有了較大地增加,需要較長(cháng)的時(shí)間才能干燥。另外,物料經(jīng)過(guò)噴嘴口的同時(shí)還是液態(tài),一進(jìn)入真空環(huán)境,水分大量蒸發(fā),有氣泡爆破的現象,這樣就造成許多小顆粒四處飛濺,吸附在干燥室的室壁、加熱板表面及其他部件表面上,這增加清洗難度的同時(shí)也造成了物料的損失。當Hv較小時(shí),物料一出噴嘴口就與傳送帶接觸,就較緊密地附著(zhù)在傳送帶上,物料就不附著(zhù)在噴嘴口上,可以保證了物料在傳送帶橫向上的均勻性和連續性。另外,Hv小的時(shí)候,氣泡爆破造成污染室壁的現象將大大減小。
(2)履帶輸送裝置和糾偏裝置應運行可靠
由機架、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳送帶、彈簧張緊機構、托輪、鼻輪等部件組成,共分為5層,每層設有獨立的傳動(dòng)機構。主動(dòng)輪與從動(dòng)輪均采用瑞士的到期專(zhuān)利“皇冠輪”結構,使傳送帶在運轉過(guò)程中能夠自動(dòng)糾偏,在“皇冠輪”的兩側開(kāi)有導條限位槽,使傳送帶不易跑偏;鼻輪的作用是:當傳送帶出現跑偏現象時(shí),只要調整鼻輪的角度,就可糾正;彈簧張緊機構是安裝在從動(dòng)軸兩側,軸的兩端裝有帶滑塊座的球面球軸承,當壓縮彈簧時(shí),使軸承座滑移,從而達到傳送帶張緊,張緊的目的是增大摩擦力,防止傳送帶打滑;托輪的作用是防止傳送帶在受熱的工況下加上傳送帶自身的重量而產(chǎn)生下垂,有利于延長(cháng)傳送帶的使用壽命;傳動(dòng)帶是承載物料和輸送物料的部件,采用基布雙面噴涂PTFE,包邊加導條,無(wú)縫斜搭接,確保物料無(wú)滲漏,并完成加熱升溫、脫濕干燥、冷卻剝離的全過(guò)程。
糾偏問(wèn)題是真空帶式干燥機的核心問(wèn)題,如何保證傳送帶不跑偏,保證在真空條件下,在承載情況下,在布料不均的工況下履帶不跑偏,一旦跑偏履帶能夠自動(dòng)糾偏,為此可以采取6項糾偏措施:
Ⅰ、履帶上設置導條,主動(dòng)輪、從動(dòng)輪上設置導條槽,讓導條在槽內運動(dòng),導條材質(zhì)為PTFE,一般工況下導條能起到一定的導向作用;
Ⅱ、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪采用“皇冠輪”結構,兩端控制一定的斜度,并控制一定的距離和長(cháng)度,從受力分析看,保證向上的爬坡力大于下滑力。其原理有點(diǎn)類(lèi)似大型輸送機上常用的“鼓輪”;
Ⅲ、利用張緊裝置進(jìn)行糾偏,用力矩扳手調節緊定螺母,保證受力均勻,在壓縮彈簧的作用下,履帶在受力不均的情況下彈簧能起到一定的補償和糾偏作用;
Ⅳ、履帶下部安裝“鼻輪”,鼻輪的作用是一旦履帶兩端的周長(cháng)發(fā)生變化時(shí),能起到一定的導向和校正作用。注意:鼻輪上不可粘料,一旦粘料就失去作用,所以要采取防粘措施;
Ⅴ、采用無(wú)縫履帶,包邊加強,控制履帶的兩端邊的周長(cháng)偏差≤5mm,對角線(xiàn)誤差±3mm,利用加工精度來(lái)保證。表面要光潔、平整;
Ⅵ、設置擋輪,萬(wàn)一出現跑偏,則擋輪限位,不讓履帶跑出軌道,擋輪與帶邊采取滾動(dòng)摩擦,以免損傷履帶,避免造成系統的全面停車(chē)或停產(chǎn)。
(3)剪切剝離和出料機構運動(dòng)靈活
剪切機構是由氣缸、密封圈、導向塊、切刀、刀桿等部件組成。刀桿即常用的活塞桿,在氣缸的進(jìn)、排氣作用下,刀桿帶動(dòng)切刀上下運動(dòng),其行程可調,一般以正好切斷傳送帶上的已干物料為宜,切刀速度亦可預先設定,而且在每一層上裝有一把刀,切刀長(cháng)度略大于物料的布料寬度,由于物料本身很脆,所以切刀不需要刀刃。實(shí)際上,剪切機構就是一組作上下往復運動(dòng)的升降機構。其主要功能是將成大片、大塊的,已干變脆的物料發(fā)泡層打斷、打開(kāi)、打散,防止物料橋架,以免影響正常破碎和正常出料。
出料機構是由破碎機、螺旋輸送機、上閘閥、中間罐、下閘閥和收料桶組成,破碎機采用動(dòng)刀和靜刀組合結構,是將經(jīng)剪切的塊狀或條狀物料,經(jīng)破碎后進(jìn)入螺旋輸送機,當中間罐的物料積存到一定量后,關(guān)閉上刀閘閥,將三通閥置于充空氣位置,中間閥充空氣后,此時(shí)中間罐恢復常壓,則開(kāi)啟下刀閘閥,放出成品物料,然后關(guān)閉下刀閘閥,對中間罐抽真空,當中間罐的真空度與筒體真空度基本平衡時(shí),再打開(kāi)上刀閘閥,如此反復、循環(huán)操作。破碎速度和螺旋輸送速度采用變頻調速,刀閘閥采用氣動(dòng)控制,可任意設定開(kāi)閥和關(guān)閥的速度和時(shí)間,從而調試出^佳的操作周期。
(4)加熱和冷卻系統效率要高
加熱方式有3種:傳導、輻射、微波。加熱介質(zhì)可用熱水、熱油、水蒸汽或直接電加熱。
Ⅰ、采用熱油、或水蒸汽為加熱介質(zhì)的傳導式加熱。加熱板放在傳送帶的下方,共分3個(gè)加熱區,1個(gè)冷卻區,用冷水泵打冷卻水循環(huán)冷卻。
Ⅱ、一個(gè)典型的加熱和冷卻系統,其加熱方式是采用平板式換熱器,共分3個(gè)加熱區,一區為水蒸汽加熱,控制水蒸汽壓力在0.1～0.15MPa,因為水蒸汽壓力過(guò)高,平板式換熱器容易變形,物料容易變性,物料色澤會(huì )加深,只能采用飽和水蒸汽,嚴禁使用過(guò)熱水蒸汽;二、三區用熱水加熱,控制加熱溫度50～60℃,保證熱敏性物料不變性。冷卻系統即冷卻區,用工業(yè)冷水機組自動(dòng)制得冷水,冷水溫度控制在15～20℃,經(jīng)板式換熱器冷卻,溫度采用自控,使物料急冷變脆,這樣有利于物料破碎和輸送。冷水溫度不宜過(guò)低,要防止結露返潮,通冷水時(shí)間也不宜過(guò)早,嚴格控制露點(diǎn)溫度。
