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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)自動檢測與控制技術(shù)，而且對計(jì)算機(jī)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(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）上運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、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)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(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)�，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(jī)械固液分離設(shè)備，如過濾離心機(jī)、真空（或壓力）過濾機(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。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決定。但通常僅通過一個(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，一般還需要通過熱力固液分離步驟，將殘留在固體內(nèi)的液體分離出來。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(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，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)動并吸收蒸發(fā)，水蒸汽通過真空管路連續(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，被送入速凍倉凍結(jié)，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(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�，熱量以�?nèi)殼傳給被干燥物料。在動力驅(qū)動下，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、無級變速器及電機(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程. 冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干（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，升華過程不會因脫水而發(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、無級變速器及電機(jī)等驅(qū)動，以0.6~3.7(r/min)緩慢地轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，使其底刃在盤面上隨偶浮動，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，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，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)采用了主軸無級調(diào)速、手動調(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(jī)會。
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)械密封或美國技術(shù)的旋轉(zhuǎn)接頭。該機(jī)既可無級調(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。同時(shí)采用自動轉(zhuǎn)向裝置，使軸的轉(zhuǎn)動方向、在每隔5～8min改變一次攪拌器的轉(zhuǎn)動方向。
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(dǎo)干燥器的基礎(chǔ)上，綜合了一系列先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過不斷改進(jìn)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(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，對粘度稍高和有熱敏性要求的產(chǎn)品更是無能為力了。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程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干（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，升華過程不會因脫水而發(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、無級變速器及電機(jī)等驅(qū)動，以0.6～3.7（r／min）緩慢地轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，使其底刃在盤面上隨偶浮動，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，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，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)采用了主軸無級調(diào)速、手動調(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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藥品干燥的方法多樣，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥機(jī)和真空干燥機(jī)等，普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進(jìn)行。干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題，易揮發(fā)的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的藥材有可能變性、失活。因此，干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比，在性狀上有很大的差別。凍干法則基本上在0℃ 真空干燥技術(shù)用于需要低溫和低氧環(huán)境以除去水分/溶劑的方法，干燥過程在減壓環(huán)境中進(jìn)行，根據(jù)處理要求和預(yù)算，該過程可以是批處理的，也可以是連續(xù)的。 該技術(shù)背后的原理基于液體的特性，液體的沸騰溫度相對于施加在液體上的壓力降低，例如，水在真空干燥箱先抽真空再加熱的原因：1) 工件放入真空箱里抽真空是為了抽去工件材質(zhì)中可以抽去的氣體成分。如果先加熱工件，氣體遇熱就會膨脹。由于真空箱的密封性非常好，膨脹氣體所產(chǎn)生的巨大壓力有可能使觀察窗鋼化玻璃爆裂。這是一個(gè)潛在的危險(xiǎn)。按先抽真空再升溫加熱的程序操作，就可以避免這種危險(xiǎn)。2) 如果按先升 什么是微波加熱？微波加熱（介電加熱的一種形式）被理解為通過施加的高頻電場在低電導(dǎo)率的材料中產(chǎn)生熱量。利用微波能量，產(chǎn)生熱量的產(chǎn)品體積內(nèi)的電磁能量直接轉(zhuǎn)化為分子的動能。 交變場的影響允許偶極分子響應(yīng)于高頻場的極性變化而發(fā)生振蕩。 分真空干燥箱行業(yè)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過過程中有著廣泛應(yīng)用，總的來說他有三大趨勢: 1.真空干燥具有干燥溫度低，干燥室內(nèi)相對缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變等一系列優(yōu)點(diǎn)，適合于熱敏感性食品物料的干燥，此外設(shè)備成本、干燥費(fèi)用也相對較低，真空干燥在食品干燥中點(diǎn)有重要的地位。 2.真空干燥與微波加熱技術(shù)或其它干燥方法
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