真空干燥機(jī)的眾多優(yōu)點(diǎn)決定其廣泛的使用領(lǐng)域 |
| 發(fā)布日期：2012/4/25 8:17:32 |
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隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，許多領(lǐng)域都引入了計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)，而且對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，各種靈活的組態(tài)軟件應(yīng)運(yùn)而生。MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)建和生成計(jì)算機(jī)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(tái)）上運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、真空干燥報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)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(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。
在許多化學(xué)和醫(yī)藥產(chǎn)品（中間體或最終產(chǎn)品）的合成工藝?yán)铮腆w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(lái)。首先使用機(jī)械固液分離設(shè)備，如過(guò)濾離心機(jī)、真空（或壓力）過(guò)濾機(jī)、沉降器、壓濾機(jī)及靜態(tài)增稠器等，將固體從液體中分離出來(lái)。為某一工藝選擇****的機(jī)械分離設(shè)備類型，真空干燥主要依據(jù)固體性質(zhì)、產(chǎn)能及操作方式等因素來(lái)決定。但通常僅通過(guò)一個(gè)機(jī)械固液分離步驟是不能達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求的，因?yàn)閮H依靠機(jī)械力不可能除去所有的液體。根據(jù)產(chǎn)品和設(shè)備的不同，從離心機(jī)或過(guò)濾機(jī)卸出的產(chǎn)品濕度一般在 5 %~ 80 % （重量）范圍內(nèi)。因此，完成機(jī)械固液分離后，一般還需要通過(guò)熱力固液分離步驟，將殘留在固體內(nèi)的液體分離出來(lái)。這一步驟通常稱為“干燥”。
使產(chǎn)品干燥效果產(chǎn)生變化的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)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(lái)很多益處，尤其對(duì)于接觸干燥。 沒(méi)有必要設(shè)計(jì)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?yàn)檫@將需要大型并且昂貴的外圍設(shè)備。系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)成自調(diào)節(jié)的壓力容器。也就是說(shuō)，冷凝器和真空裝置適于處理較高壓力下的高蒸汽流量，當(dāng)干燥量下降后壓力也降低。
真空干燥機(jī)是通過(guò)抽去包裝容器內(nèi)部空氣達(dá)到預(yù)定真空度后，去除容器內(nèi)部件水分的設(shè)備。干燥工作時(shí)候，罐內(nèi)處于真空狀態(tài)，夾套通熱水（或蒸汽、導(dǎo)熱油）加熱，隨著罐體低速回轉(zhuǎn)，物料在罐內(nèi)不斷上下、內(nèi)外成“菱形軌跡”運(yùn)動(dòng)并吸收蒸發(fā)，水蒸汽通過(guò)真空管路連續(xù)不斷排出，達(dá)到物料干燥目的。在干燥混合物的同時(shí)，按客戶要求內(nèi)置噴淋、過(guò)濾、粉碎等裝置可實(shí)現(xiàn)其多功能操作。
真空干燥機(jī)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(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱／冷卻裝置等。真空干燥機(jī)的工作原理是將被干燥的物品先凍結(jié)到三相點(diǎn)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(jīng)前處理后，被送入速凍倉(cāng)凍結(jié)，再送入干燥倉(cāng)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(cāng)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(jī)設(shè)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(shí)現(xiàn)快速化霜；采用高效真空機(jī)組，并可實(shí)現(xiàn)油水分離；采用并聯(lián)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(duì)凍干制品的質(zhì)量要求是：生物活性不變、外觀色澤均勻、形態(tài)飽滿、結(jié)構(gòu)牢固、溶解速度快，殘余水分低。要獲得高質(zhì)量的制品，對(duì)凍干的理論和工藝應(yīng)有一個(gè)比較全面的了解。凍干真空干燥工藝包括預(yù)凍、升華和再凍干三個(gè)分階段。合理而有效地縮短凍干的周期在工業(yè)生產(chǎn)上具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。真空干燥機(jī)在密封的夾層中通入熱能源（如熱水、低壓蒸汽或?qū)嵊停瑹崃恳詢?nèi)殼傳給被干燥物料。在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，罐體作緩慢旋轉(zhuǎn)，罐內(nèi)物料不斷地混合，從而達(dá)到強(qiáng)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(dá)到飽和狀態(tài)而蒸發(fā)，并由真空泵及時(shí)排出。
物料內(nèi)部的水份（溶劑）不斷地向表面滲透、蒸發(fā)、排出，三個(gè)過(guò)程不斷進(jìn)行，物料在很短時(shí)間達(dá)到干燥目的。設(shè)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(jìn)出口管、檢視門、蝸輪減速器、無(wú)級(jí)變速器及電機(jī)等所組成。設(shè)備主要構(gòu)件是空心加熱盤，中空部焊有折流隔板加強(qiáng)，既增加剛度和強(qiáng)度，又提高傳熱效果，發(fā)揮了傳導(dǎo)干燥熱能利用率高的優(yōu)點(diǎn)。
冷凍干燥是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù)，是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié)，然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下，使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過(guò)程. 冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer），該過(guò)程稱作凍干（lyophilization）。
物質(zhì)在干燥前始終處于低溫(凍結(jié)狀態(tài)),同時(shí)冰晶均勻分布于物質(zhì)中，升華過(guò)程不會(huì)因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象，避免了由水蒸氣產(chǎn)生泡沫、氧化等副作用。干燥物質(zhì)呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復(fù)原狀。在****程度上防止干燥物質(zhì)的理化和生物學(xué)方面的變性。
各層加熱盤上均有熱載體進(jìn)出口管，一般上部幾層采用低壓飽和蒸汽或熱水、熱油串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)輸入加熱，控制各層溫度；而底部二層通入冷卻水，以降低產(chǎn)品溫度，回收熱量，確保質(zhì)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(cuò)位45°交錯(cuò)固定在中心主軸上，并由蝸輪減速器、無(wú)級(jí)變速器及電機(jī)等驅(qū)動(dòng)，以0.6~3.7(r/min)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)結(jié)構(gòu)，使其底刃在盤面上隨偶浮動(dòng)，并可根據(jù)物料性狀任意調(diào)節(jié)耙葉角度，以確保物料在盤面上不斷向前推進(jìn)。
被干燥物料從頂部圓盤加料器連續(xù)地加到設(shè)備內(nèi)最上面第一層小加熱盤的內(nèi)圈盤面上，在回轉(zhuǎn)耙葉的機(jī)械作用下，一邊翻滾攪拌，一邊從內(nèi)向外不斷向前移動(dòng)，呈鋸齒形布滿整個(gè)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(nèi)循序移到內(nèi)緣，落到第三層小加熱盤的內(nèi)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(dòng)，連續(xù)得到加熱干燥。
被蒸發(fā)的濕分與設(shè)備內(nèi)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(jù)產(chǎn)品性能、干燥要求和處理量大小，板式干燥機(jī)采用了主軸無(wú)級(jí)調(diào)速、手動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤加料器調(diào)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(jī)的優(yōu)越性能。
真空干燥機(jī)的主要缺點(diǎn)是需要一套能抽水蒸汽的真空系統(tǒng)，使得設(shè)備投資費(fèi)用高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高；設(shè)備生產(chǎn)效率低，產(chǎn)量小。為克服這些缺點(diǎn)，不少科技工作者，做出了許多努力。同時(shí)，由于真空干燥有許多優(yōu)點(diǎn)，有些產(chǎn)品不得不采用真空干燥設(shè)備。因此，真空干燥設(shè)備的發(fā)展會(huì)很有前途。
真空干燥機(jī)技術(shù)特點(diǎn)：
1。在真空狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料和出料，進(jìn)料量可按需要自由設(shè)定。
2。加熱系統(tǒng)可采用蒸汽，熱水及電加熱轉(zhuǎn)導(dǎo)熱油加熱等多種形式。
3。干燥溫度從25℃－80℃任意調(diào)節(jié)，20分鐘－60分鐘后開(kāi)始連續(xù)出料直至批量完成。
4。履帶采用特氟龍材料，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠、受熱面積均勻。履帶速度可任意調(diào)節(jié)層數(shù)分2—5層，可根據(jù)用戶的產(chǎn)量要求確定。
5。采用多種布料裝置可適應(yīng)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(dòng)粉碎系統(tǒng)，可根據(jù)用戶的要求任意選擇干燥顆粒目數(shù)。
7。配有CIP在位清洗系統(tǒng)，自動(dòng)清洗快捷、方便。
8。選用優(yōu)質(zhì)真空機(jī)組并經(jīng)精心設(shè)計(jì)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(wú)三廢、低噪音。
10。完全符合GMP認(rèn)證要求。
真空干燥機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)：
全套工藝采用自動(dòng)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(wú)染菌機(jī)會(huì)。
適合各種高難度物料的干燥。
物料干燥度（含水率）可調(diào)。
能耗僅是同等產(chǎn)量的離心噴霧機(jī)的三分之一。
采用PLC觸摸屏操作控制，并設(shè)有連續(xù)保護(hù)裝置。
本機(jī)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)試方便，適應(yīng)大部分工況條件下安置。
真空干燥機(jī)主要有以下幾類
1.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)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(qiáng)烈刺激、有毒性物料和不允許破壞結(jié)晶體的物料的干燥。采用皮帶／鏈條兩級(jí)彈性聯(lián)接方式，因而設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。特別設(shè)計(jì)的工藝，充分體現(xiàn)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(jī)械密封或美國(guó)技術(shù)的旋轉(zhuǎn)接頭。該機(jī)既可無(wú)級(jí)調(diào)速，又能進(jìn)行恒溫控制。熱媒介質(zhì)從高溫導(dǎo)熱油、中溫蒸汽及低溫?zé)崴粦?yīng)俱全。干燥粘性物料時(shí)，將在罐內(nèi)為您特別設(shè)計(jì)“抄板”結(jié)構(gòu)。
2.真空耙式干燥機(jī)
真空耙式干燥機(jī)是一種傳導(dǎo)傳熱干燥器。物料不直接與加熱介質(zhì)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(nèi)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(zhuǎn)速為7～8r／min，它是由帶減速箱的電機(jī)帶動(dòng)。同時(shí)采用自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，使軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、在每隔5～8min改變一次攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
3.板式真空干燥機(jī)
板式真空干燥機(jī)也稱盤式真空干燥機(jī)，日本出版的干燥專著中有過(guò)介紹。中國(guó)的上海、石家莊等地已先后開(kāi)發(fā)成功。是在間歇攪拌傳導(dǎo)干燥器的基礎(chǔ)上，綜合了一系列先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)而研制開(kāi)發(fā)的一種多層固定空心加熱圓盤（亦稱載料盤）、轉(zhuǎn)耙攪拌、立式連續(xù)以傳導(dǎo)為主的干燥裝置。
4.低溫帶式連續(xù)真空干燥機(jī)
低溫帶式連續(xù)真空干燥機(jī)是在對(duì)常規(guī)的噴霧干燥和冷凍干燥的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了反復(fù)的比較后研制開(kāi)發(fā)成功的一種全新概念的高效節(jié)能型干燥設(shè)備
在中藥，西藥，化工，食品，保健品等行業(yè)的產(chǎn)品干燥中，噴霧干燥有利于成本，但產(chǎn)品的溶解性。原味及粉末的形狀存在較大的缺陷，對(duì)粘度稍高和有熱敏性要求的產(chǎn)品更是無(wú)能為力了。常規(guī)冷凍干燥能夠得到出色的產(chǎn)品的溶解性和高質(zhì)量的產(chǎn)品，可是產(chǎn)量又太低，且成本昂貴。
低溫連續(xù)真空干燥機(jī)的各項(xiàng)工藝指標(biāo)正好介于上述兩種設(shè)備之間，它能使干燥制品內(nèi)部形成多孔疏松狀，保留產(chǎn)品的原有物料性質(zhì)，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(jī)突破了真空狀態(tài)下的連續(xù)進(jìn)出料的技術(shù)難題，使靜態(tài)干燥成功轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)干燥。在大幅度提高了干燥制品產(chǎn)量的同時(shí)又使得生產(chǎn)成本全面下降。
低溫連續(xù)真空干燥機(jī)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(chǎn)品批量的穩(wěn)定性和一致性。
5.連續(xù)式真空干燥機(jī)
冷凍干燥是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù)，是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié)，然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下，使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過(guò)程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer），該過(guò)程稱作凍干（lyophilization）
物質(zhì)在干燥前始終處于低溫（凍結(jié)狀態(tài)），同時(shí)冰晶均勻分布于物質(zhì)中，升華過(guò)程不會(huì)因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象，避免了由水蒸氣產(chǎn)生泡沫、氧化等副作用。干燥物質(zhì)呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復(fù)原狀。在****程度上防止干燥物質(zhì)的理化和生物學(xué)方面的變性。
各層加熱盤上均有熱載體進(jìn)出口管，一般上部幾層采用低壓飽和蒸汽或熱水、熱油串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)輸入加熱，控制各層溫度；而底部二層通入冷卻水，以降低產(chǎn)品溫度，回收熱量，確保質(zhì)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(cuò)位45°交錯(cuò)固定在中心主軸上，并由蝸輪減速器、無(wú)級(jí)變速器及電機(jī)等驅(qū)動(dòng)，以0.6～3.7（r／min）緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)結(jié)構(gòu)，使其底刃在盤面上隨偶浮動(dòng)，并可根據(jù)物料性狀任意調(diào)節(jié)耙葉角度，以確保物料在盤面上不斷向前推進(jìn)。
被干燥物料從頂部圓盤加料器連續(xù)地加到設(shè)備內(nèi)最上面第一層小加熱盤的內(nèi)圈盤面上，在回轉(zhuǎn)耙葉的機(jī)械作用下，一邊翻滾攪拌，一邊從內(nèi)向外不斷向前移動(dòng)，呈鋸齒形布滿整個(gè)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(nèi)循序移到內(nèi)緣，落到第三層小加熱盤的內(nèi)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(dòng)，連續(xù)得到加熱干燥。
被蒸發(fā)的濕分與設(shè)備內(nèi)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(jù)產(chǎn)品性能、干燥要求和處理量大小，板式干燥機(jī)采用了主軸無(wú)級(jí)調(diào)速、手動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤加料器調(diào)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(jī)的優(yōu)越性能。 |
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真空干燥對(duì)于干燥暴露于高溫下會(huì)損壞或改變的材料是理想的。真空除去水分，同時(shí)防止某些材料與空氣結(jié)合時(shí)可能發(fā)生的氧化或爆炸。在某些情況下，必須回收溶劑或?qū)⒉牧细稍锏椒浅５偷乃�，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(fèi)，并且將大氣污在蒸汽關(guān)閉隔熱的房間，暖氣通過(guò)加熱系統(tǒng)（電，熱水或蒸汽）產(chǎn)生，并由風(fēng)扇運(yùn)送。該地區(qū)的氣候準(zhǔn)確：空氣加熱，噴水，提高濕度，或通過(guò)風(fēng)門向外排放廢氣。其結(jié)果是在窯中的確切的氣候控制干燥過(guò)程，以達(dá)到^終含水量以及^好的木材質(zhì)量。在傳統(tǒng)的干燥過(guò)程中，您可以選擇不同的加載方式，從正面，長(zhǎng)邊或頂部。真空干燥機(jī)的應(yīng)真空干燥機(jī)有一個(gè)內(nèi)部的真空干燥實(shí)驗(yàn)室，我們研究真空干燥的可行性和適宜性，作為實(shí)現(xiàn)各種疫苗穩(wěn)定性提高的干粉產(chǎn)品形式的替代方法。使用先進(jìn)的配方設(shè)計(jì)，^近的成就包括真空干燥乙型肝炎疫苗和多價(jià)腦膜炎球菌多糖結(jié)合疫苗的臨床前開(kāi)發(fā)。我們正在測(cè)試真空干燥口服疫苗治療細(xì)菌性腹瀉疾病的可行性。雖然真空干燥提供了許多相真空干燥機(jī)在氣密室中干燥物料，保持氣壓低于常壓。通過(guò)這些條件，水的沸點(diǎn)降低，這增加了表面的蒸發(fā)速率，并導(dǎo)致溫度和總壓力梯度有利于濕度通過(guò)物料厚度的流動(dòng)。在無(wú)氧或氧氣還原的環(huán)境中進(jìn)行物料干燥也具有其他優(yōu)點(diǎn)。特別是，物料的變色部分或完全被阻擋。各種連續(xù)真空干燥機(jī)的主要區(qū)別在于物料被加熱的方式。真空干燥比用真空輔助或完全干燥并不是一個(gè)新概念�？諝鈮毫Φ慕档徒档土怂推渌后w的沸點(diǎn)，從而加快了它們的蒸發(fā)速度。盡管由于我將在下面討論的原因在許多應(yīng)用中不實(shí)際，但在一些專門的應(yīng)用中，真空干燥仍然是可行的替代方案。對(duì)于具有較小表面特征的較小部件或其他使其難以用其他方式干燥的屬性的情況，經(jīng)常應(yīng)用真空干燥。在大多
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