工业中常用干燥设备发展历程
1.干燥箱
箱式干燥是最古老又最简单的干燥方法。箱体两侧有加热排管,料盘放在箱内搁架上,或直接放在由蒸汽排管作成的搁架上,顶部有通风孔或装排气扇排出湿分。真空干燥箱则将箱体与冷凝器、真空泵相连,系统是密闭的,排出的溶媒蒸气通过冷凝器收回。
1978年原江苏省武进干燥设备厂最先制造了热风循环干燥箱。水平流动的热风对物料传导加热,热风循环由风扇驱动并定量补充新风、排除废气。2001年常州范群干燥设备厂制造了药品专用烘箱,改进了旧烘箱的结构,在热风循环系统中加装过滤器使进入箱内的热风达到所要求的洁净度。
干燥箱适用性较广,对易燃、易碎、黏性、有触变性或膏状料一般都可适用。其缺点是由于物料是静置的,干燥时间长、效率低、人工装盘、干燥过程中要数次翻动,粉尘大,易污染,劳动强度大,能耗大,热能利用率不超过40%。
2.气流干燥机
气流干燥机是高速热气流将湿物料充分混合并分散使之瞬时干燥,干燥时间仅零点几秒到数秒,工艺流程见图1。为提高效率,干燥管作成不等径脉冲管,称脉冲气流干燥。在流程中加装旋风干燥器延长物料停留时间,称旋风气流干燥。黏性或块状物料可在气流管前加装破碎装置,在干燥同时将物料破碎,称强化气流干燥。气流干燥设备结构简单,可连续操作,干燥效率高,对松散型块状物料有分散作用,但不适用于要求晶体完整的产品。
气流干燥应用较早,六七十年代已用于土霉素、氯霉素、吡唑酮等药品干燥,但尚无规格设备供应,大部分为各药厂技术改造成果。近年来,药品产量向大规模发展,小批量的间歇式操作已不能满足生产需要。加之辅助配套装置的完善保证了气流干燥环境要求,这种直接加热的干燥方式简单高效又能连续化生产,重新受到重视。
3.喷雾干燥
喷雾干燥的研究始于19世纪初期,到20世纪30年代中期喷雾干燥技术及喷雾干燥机设计已显成熟。喷雾干燥是将原料液雾化,用热空气干燥液滴,直接从液体获取固体产品。非结晶型或高黏度溶液常用这种方法,按雾化类型分为离心式、压力式及气流式。与脱水后干燥相比,喷雾干燥能耗较大,设备体积较大,造价高。但可直接从液体获取固体产品,简化工序、防止中间过程污染,药品生产中多应用。
我国在50年代中期引进了前苏联的链霉素无菌喷干装置。1977年自行开发研制的无菌喷干装置在无锡第二制药厂投产,用于庆大霉素干燥。国内在80年代开始,无锡林州、无锡昂益达等干燥设备厂已系列化生产。近年又开发了闭路循环喷干系统。
4.流态化干燥
当物料颗粒堆放在床体多孔分布板上,热气体从下而上穿过物料层,流速达到一定值时颗粒将悬浮在气体中呈沸腾状,具有流体特性,称之为沸腾干燥或流态化干燥。流化床有立式和卧式,可间歇或连续操作。物料停留时间可任意调整,适用于湿度较高,大颗粒或要求保持晶型的产品。国内五六十年代已有应用。早期多用于中药干燥及湿法制粒后的颗粒干燥。1964年上海制药十一厂自制了连续卧式多室流化床。
由于卧式流化床可连续操作又不破坏晶型,能与上下工序接口实现自动控制,国外药品生产中应用较多,其闭路循环系统可采取氮气保护及回收溶媒。间歇的闭路循环流态化干燥系统国内化工行业有应用,连续操作适用于大规模生产的药品。例如,某药品厂年产3万t,需要5000L双锥回转干燥机8台,经过试验验证,如采用闭路循环流态化干燥只需1台1.5m2卧式流化床,整套装置占地小,可以和上下工序接口实现自动控制。
5.振动流化床及多层水平圆运动振动干燥机
(1)振动流化床为了改善普通流化床易形成沟流和死区的缺陷,在床体下部加装振动源,振动力不断将物料抛起有助于流态化,降低了最小流化气速,形成理想的活塞流如图2所示。1976年上海制药六厂将自制振动流化床应用于糖精钠干燥。1983年铁岭精工集团建立了试验装置,随之引进国外设备开发了系列工业用振动流化床干燥机,国内各科研单位开展了这方面的理论研究,短短几年中便广泛推广应用。
(2)多层水平圆运动干燥机干燥机的主体是多层环状孔板叠置成的多层环体,下部采用2台相错安装的振动电动机使之产生圆振动,物料沿环形孔板呈圆周运动,从上至下依次经过每层圆盘,热风由下而上(或由上而下)依次透过滴液与粉体表面接触使之互相黏连长大成颗粒状并被穿过物料层的热风干燥。喷雾沸腾制粒干燥是在床内放入少量粉体作晶种,液态物料用泵压至喷嘴雾化后均匀地喷到沸腾的床层上使晶种逐渐长大,达到需要的粒度并被干燥到所要求的湿含量。
[来源:原创]
[作者:NOKI诺基仪器]
[日期:2010-09-20 10:43:39]
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