1.1從基礎(chǔ)真空干燥力學原理看雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的影響因素
在真空干燥過程中,有如下因素制約著干燥速度:
1.1.1被干燥物料的狀況(如物料形狀、大小尺寸、堆置方法),物料本身的含濕量、密度、粘度等性能。另外,若采用提高物料的初溫、經(jīng)真空過濾前處理、降低物料含濕量等方法,均能提高真空干燥速度。
1.1.2真空度越高,越利于水分在較低溫度下汽化,但真空度過高則小利熱傳導,影響對物料的加熱效果。為提高物料干燥速度,應(yīng)根據(jù)物料的特性綜合考慮真空度。通常,真空度應(yīng)小低于1×104Pa。
1.2雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機選用所考慮的問題
1.2.1物料的特性
(1)物料的粘度:物料的粘度隨濕分而變化,粘度可使物料團聚成塊、且粘著筒體壁上,干燥后易粘附在除塵器和管通上。為解決此問題,常州范群干燥設(shè)備有限公司新近研發(fā)的懸架式雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機采用了氣動振擊和破碎裝置。
(2)物料的容許溫度:容許溫度是物料所能承受的最高溫度,超過該溫度將導致物料效價改變、分解破壞或變色。熱敏性藥品一般可采用≤60℃左右。
(3)物料的堆密度:物料的堆密度指單位體積的物料質(zhì)量。由于物料是絕干物料與濕分的混合物,絕干物料又往往為顆粒狀或粉末狀,由于物料中濕分不同導致絕干物料顆粒間的間隙也不同。故原始濕物料和干燥過程中物料的堆密度也有很大差別,這在原料制備時尤須注意。
(4)物料的滑移角:堆放顆粒狀或粉末狀物料時,當物料堆斜而與底面間夾角增大到某個角度時,將發(fā)生側(cè)面物料下滑落的現(xiàn)象。這個發(fā)生物料滑落的斜而與底部的夾角稱該物料的滑移角?;平桥c物料組成、濕含量、粒度和粘度有關(guān)。故雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的設(shè)計和選擇時,應(yīng)根據(jù)物料的滑移角選擇筒體雙錐體的角度。
1.2.2雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機干燥溫度
隨著物料的性質(zhì)不同,可選擇適當?shù)臏囟?,常以變溫干燥法為佳,即在干燥初期溫度低,逐漸提高溫度以增加干燥速度。
1.2.3工作真空度
通常選用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。但真空度過高,導致抽氣系統(tǒng)成本增加,干燥后物料價格增高,經(jīng)濟上小合算。
1.2.4充填率
實際裝料容積與干燥筒體容積之比為充填率。雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的充填率通常為百分之30-百分之50之間,其與物料的堆密度也有關(guān)。
1.3雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機關(guān)鍵問題的探討
1.3.1雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的旋轉(zhuǎn)速度
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機筒體的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速對干燥速度的提高無益。另外,在干燥初期,較快的旋轉(zhuǎn)速度,容易導致濕分汽化過快而產(chǎn)生物料粘結(jié)成團的現(xiàn)象。因此,應(yīng)在干燥初期采用較低的轉(zhuǎn)速,待物料表面較干、不結(jié)團時再提高轉(zhuǎn)速,從而加快干燥速度、縮短干燥時間。
1.3.2雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的加熱和冷卻
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機夾套內(nèi)需對流換熱并分別提供熱量和冷量,故夾套內(nèi)將經(jīng)歷以熱蒸汽方法的升溫和以冷卻水方法的降溫。
1.3.3雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機各段干燥的關(guān)系
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機干燥過程可分為第一升溫、第一恒溫、第二升溫、第二恒溫和降溫五個階段。
第一升溫是加熱物料,使其升溫的預熱階段。該階段中,物料中水分汽化量很少。
第一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,溫度和真空度呈恒定狀態(tài),且真空度與該干燥溫度下水的飽和蒸汽壓力近似相等。
第二升溫是加熱物料遷移內(nèi)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空度也隨之提高。
第二恒溫是汽化物料包裹水和部分結(jié)晶水階段,由干水分遷移率與汽化率相近,故溫度和真空度呈平穩(wěn)狀態(tài)。
降溫階段開始時,關(guān)閉加熱蒸汽,通以冷卻水至筒體夾套,冷卻筒體使其內(nèi)部物料溫度下降,以便卸出干燥制品。