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為提高物料干燥速度,應根據物料的特性綜合考慮真空度。通常,真空度應不低于1×104Pa。 2.1.2、影響雙錐回轉真空干燥機干燥速度的因素 文獻1把雙錐回轉真空干燥機干燥過程作試驗,分別以真空度、干燥溫度、蒸汽壓力與干燥時間為參數,試驗所作的曲線表明:雙錐回轉真空干燥機干燥過程可分為升溫、恒溫、第二升溫、第二恒溫和降溫五個階級。其中:(1)升溫是加熱物料,使其升溫的預熱階段。該階段中,物料中水分汽化量很少;(2)恒溫是恒速干燥階段,在該階段中,物料的自由水、表面水和毛細管水等大量汽化。因此,溫度和真空呈恒定狀態,且真空度與該干燥溫度下水的飽和蒸汽壓力近似相等;(3)第二升溫是加熱物料遷移內部水分至物料表面的過程,由于汽化的水分很少,導致物料溫度升高和真正度也隨之提高;(4)第二恒溫是汽化物料包裹水和部分結晶水階段,由干水分遷移率與汽化率相定,故溫度和真空呈平穩狀態;(5)降溫階段開始時,關閉加熱蒸汽,通以冷卻水至筒體夾套,冷卻筒體使其內部物料溫度下降,以便卸出干燥制品。 現在此把某一產品的平均干燥工藝參數(如表1所示)列出。從表1中可看到:雙錐回轉真空干燥機干燥過程的不同階段所具備的性質也不同,故應該根據其不同階段而設定不同的操作參數,這樣能更有效地利用設備的功能。然而,現實的雙錐回轉真空干燥機的許多操作參數是常量不變(如旋轉速度)或自動控制(如工作真空度、干燥溫度等),以下就干燥不同階段過程的操作參數對真空干燥速度的影響展開討論,并提出建議性的改進意見。 2.1.3、雙錐回轉真空干燥機旋轉速度對真空干燥速度的影響及探討 雙錐回轉真空干燥機筒體的旋轉速度越快,干燥速度越高。但在干燥后期,隨著物料濕含量的下降,干燥速度也降低,此時提高轉速對干燥速度的提高均無益。另外,在干燥初期,較快的旋轉速度,會導致濕分汽化過快而產生物料粘結成團的現象。因此,應在干燥初期采用較低的轉速,待物料表面較干以及不結團時再提高轉速,以便加快干燥速度、縮短干燥時間。 對此點,建議可選用變頻電機,使筒體的旋轉速度在運行時能變動,并有菜單可設定不同時間段所選用的不同的筒體旋轉速度(0~10rpm內無級調速),即要有時間—速度關系的設定。 2.1.4、雙錐回轉真空干燥機加熱與冷卻對真空干燥速度的影響及探討 雙錐回轉真空干燥機夾套內對流換熱需分別提供熱量和冷量,故夾套內將經歷以熱蒸汽方法的升溫或以冷卻水方法的降溫。文獻1認為,提高熱介質溫度可加快升溫速度,縮短干燥時間。對粘性大的物料,熱介質溫度高容易產生結團現象。降低冷卻水溫度可加快降溫速度,也可縮短工作周期。隨著物料的性質不同,可選擇適當的溫度,常以變溫干燥法為佳,即在干燥初期溫度低,逐漸提高溫度以增大干燥速度。 對此點,建議可選用溫度傳感元件,使雙錐回轉真空干燥機夾套內熱量或冷量控制能在運行時變動,并有菜單可設定不同時間段所選用的溫度,即要有時間—溫度關系的設定。 2.1.5、雙錐回轉真空干燥機真空度對真空干燥速度的影響及探討 通常雙錐回轉真空干燥機選用1×103-1×104Pa真空度,真空度高,物料中濕分汽化溫度低,干燥速度快。 對此點,建議可選用壓力傳感元件,使雙錐回轉真空干燥機筒體內真空度控制能在運行時變動,并有菜單可設定不同時間段所選用的真空度,即要有時間—真空度關系的設定。 2.1.6、雙錐回轉真空干燥機錐體角度及充填量對真空干燥速度的影響 雙錐回轉真空干燥機筒體堆放顆粒狀或粉末狀物料時,當物料堆斜面與底面間夾角增大到某個角度時,將發生側面物料下滑落的現象。此時發生物料滑落的斜面與底部的夾角稱該物料的滑移角(滑移角與物料組成、濕含量、粒度和粘度有關)。故雙錐回轉真空干燥機的設計和選擇時,應根據物料的滑移角而選擇錐體的角度1。 文獻1也認為,實際裝料容積與干燥筒體容積之比為充填率。雙錐回轉真空干燥機的充填率通常為30%~50%之間,其與物料的堆密度也有關。 從上可知,雙錐回轉真空干燥機筒體錐體的角度太大或太小都會影響翻動混合效果,而其形成的物料干燥表面最終影響了干燥速度。同樣,實際裝料容積充填率過高也會影響翻動混合效果,影響了干燥速度。 2.2、對雙錐回轉真空干燥機的結構的探討 雖然雙錐回轉真空干燥機有著許多實用性優點,但結構上的不完善阻礙了其應用和發展。特別對應用于無菌原料藥生產來說,尚未改進設備所存的不完善之處表現為:(1)抽真空管空套回轉軸的動靜密封件泄漏與清洗問題;(2)筒體結構的清洗或滅菌問題;(3)進料/出料結構的易出料與清洗問題。 2.2.1、抽真空管空套回轉軸的動靜密封件泄漏與清洗的探討 在部分雙錐回轉真空干燥機的抽真空管空套回轉軸裝置中,其采用雙骨架軸密封結構,由于此結構密封的不可靠,在筒體抽真空的作用下極易造成泄漏,有時會出現所謂的“漏油”現象。同時,也由于密封的不可靠會在干燥時結存粉,此處的結存粉用普通的旋轉動態水洗方法是難以洗凈的,這樣會引起換批時的交叉污染。 近期國內有制造商對此作了一定的改進,有的采用特殊密封(如特殊的機械密封、磁流體密封等)。也有的制造商2在抽真結構上作了改進,使抽真空部分不伸進筒體內部,僅在旋轉筒體外面與其接觸,采用金屬燒結網做過濾器,容易清洗,容易消毒滅菌,并配有用高純氮氣反吹的系統,防止粉塵物料堵塞過濾網孔,確保真空暢通。 2.2.2、筒體結構的清洗和滅菌問題的探討 在部分雙錐回轉真空干燥機筒體的清洗中,有的靠切換真空管路,放入清洗水旋轉筒體再放凈,這樣動態清洗法是無法*洗凈的,至少在動靜接觸面和結料處是不能洗凈。 其次是部分制造商沒有把筒體當作壓力容器來設計及制造,很難做到切換真空管路通入蒸汽來滅菌,故談不上蒸汽的在位滅菌。這里當然涉及到進料/出料結構與密封結構,其形式和承壓性能也與蒸汽滅菌有關。 |
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