沸腾干燥器的应用及各设备特点

沸腾干燥器的应用及各设备特点

李鹏飞

山东豪迈化工技术

1.前言

沸腾干燥又称流化床干燥，它利用热空气流使湿颗粒悬浮，流态化的沸腾使物料进行热交换，通过热空气把蒸发的水分或有机溶媒带走，其采用热风流动对物料进行气-固二相悬浮接触的质热传递方式，达到湿颗粒干燥的目的。流化床干燥技术涉及传热和传质两个相互过程。在对流干燥过程中，热空气通过与湿物料接触将热能传至物料表面，再由表面传至物料内部，这是一个传热过程;而湿物料受热后，表面水分首先气化，而内部水分以液态或气态扩散到物料表面，并不断气化到空气中，使物料的水分逐渐降低，完成干燥，这是一个传质过程。

沸腾干燥的特点：

1）由于物料和干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断地进行激烈搅动，所以传热效果良好，热容量系数大；

2）由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品地任何局部的过热，所以特别适用于某些热敏物料干燥；

3）在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；

4）物料在干燥器内的停留时间，可以按需要进行调整，所以产品含水率稳定；

5）干燥装置本身不包括机械运动部件，从而设备的投资费用低廉，维修工作量较小。

沸腾干燥的应用范围：

沸腾干燥机适用于无凝集特性的散粒状物料的干燥，其具有生产力强、热效率高、造价低和容易操作等特点，加上其结构简单、便于清洗，被制药企业广泛认可，主要应用于药品颗粒的干燥，几乎每个固体制剂药厂都有此设备。

2.沸腾干燥的型式及区别及与其他设备的比较

2.1沸腾干燥的型式区别

随着应用技术的不断发展，沸腾干燥器的型式及应用也越来越多，设备的分类方法也有所不同。按被干燥物料可分为三类：第一类是粒状物料；第二类是膏状物料；第三类是悬浮液和溶液等具有流动性的物料。按操作条件，基本上可分为两类：连续式和间歇式。按结构状态来分一般有流化型、搅拌流化型、振动。

2.2与其他设备的比较

由于沸腾干燥对各种物料的适应性比较好，它比起热风循环烘箱来，占地面积小、生产能力大、热效率高，而且干燥后的产品湿度均匀。比起气流干燥来，可通过调节物料在流化床内停留时间的长短，使产品达到预期含水率。

3.常用沸腾干燥设备

由于适应不同物料要求及对成品的不同要求，就出现了不同型式的流化干燥机，以下结合一步公司的几种流化干燥设备在制药工业应用的特点，作一简述，能使使用者有更好了解，也使一步公司的产品更好应用与服务于制药工业。

3.1GFG系列高效沸腾干燥机

图1GFG系列高效沸腾干燥机

应用范围:

1）机制螺杆挤压颗粒，摇摆颗粒，湿法高速混合制粒颗粒。

2）医药、食品、饲料、化工等领域湿颗粒和粉状物料干燥。

3）大颗粒、小块状、粘性块粒状物料。

4）摩芋、聚丙烯酰胺等干燥时体积变化的物料。

工艺流程如（图2），空气经加热净化后，由引风机从下部导入，穿过料斗的孔网板。在工作室内，经搅拌和负压作用形成流态化，水份快速蒸发后随着排气带走，物料快速干燥。

图2工艺流程图

图3工作原理图

GFG系列高效沸腾干燥机特点：

1）流化床为圆形结构避免死角。

2）料斗设置搅拌，避免潮湿物料团聚及干燥时形成沟流。

3）采用翻倾卸料，方便迅速彻底，亦可按要求设计自动进出料系统。

4）密闭负压操作，气流经过过滤，操作简便，清洗方便，是符合“GMP”要求的理想设备。

5）干燥速度快，温度均匀，每批干燥时间一般均为20-60分钟。

3.2FG系列立式沸腾干燥机

应用范围：

　本机主要用于医药、食品、化工等行业进行粉末或颗粒物料的干燥。

FG系列立式沸腾干燥机设备特点：

1）流态化干燥，热质传递快。

2）在封闭负压下操作，无粉尘飞扬。

3）采用抗静电过滤材料，操作安全。

4）设备无死角，清洗彻底，无交叉污染。

5）满足GMP卫生规范要求。

3.3XF系列卧式沸腾干燥机

图4XF系列卧式沸腾干燥机

XF系列卧式沸腾干燥机又称流化床；经过30多年的使用、改进，目前在制药、化工、食品、粮食加工等方面，越来越体现它的重要作用。它是由空气过滤器、沸腾床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机、操作台组成。由于干燥物料的性质不同，配套除尘设备时，可按需要而进行，可同时选择旋风分离器、布袋除尘器，也可选择其中的一种。一般来说，比重较大的物料只需选择旋风分离器。比重较轻的物料需配套布袋除尘器；并备有气力送料装置供选择。

图5工艺流程图

XF系列卧式沸腾干燥机工作原理：

洁净的热风经阀板分配进入床体内；从加料器进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触；增强了传热传质的过程；因此在较短时间内就可干燥。从床体的一端进入，经过几十秒至几分钟的沸腾干燥，自动从床体另一端流出。本设备一般进行负压操作。

XF系列卧式沸腾干燥机的特点：

1）可实行自动化生产，是连续式干燥设备。

2）干燥速度快，温度低，能保证产品质量，符合药品生产GMP要求。

3）蒸汽、电、热风炉均可配用。

图6工作原理图

3.4振动流化床干燥机

图7振动流化床干燥机

颗粒物料在普通流化床干燥机中进行干燥时，物料颗粒应均匀且有一定的规格，不然会形成沟状流和滞动区，颗粒粒度分布宽时，夹带严重，湿度大时易结块，以及由于颗粒返混，颗粒停留时间分布范围大，颗粒含湿量不均，因此限制了普通流化床干燥机的使用范围。为了克服其缺点，国外在改善流化床干燥机性能等方面做了大量研究。特别是在能源紧张的今天强化传质传热过程，节约能源、提高质量，使流化床干燥机具有广泛的适应性和经济上的合理性，振动流化床干燥机具有重大的意义。振动流化床干燥机设计先进、质量可靠、适用范围广、并具有显著的节能性和能干燥在其它干燥机上难以干燥的物料的优点，因此振动流化床干燥机得到各行业的普遍欢迎。

流化床干燥机是由物料自进料进口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平面流化床抛掷，向前连续运动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风1：3排出．干燥物料由排料进口排出。适用于化工、制药、食品、脱水蔬菜、粮食、矿产等行业的粉状、颗粒状物料的干燥、冷却等作业。

图8工艺流程图

图9工作原理图

适用范围：

流化床干燥机适应各种颗粒物料晶体、粉粒混合料的干燥、冷却、增湿作业。

1）医药化工业：各种打片颗粒，硼酸、硼砂、苯二酚各种添加剂等。

2）食品建材业：酒糟、味精、砂糖、食盐、颗粒状鸡精、矿渣、豆瓣种籽等。

振动流化床干燥机设备特点

1）振动源是采用振动电机驱动,运转平稳,维修方便,噪音低,寿命长。

2）流态化匀称,无死空隙和吹穿现旬,可以获得均匀的干燥,冷却制品。

3）可调性好,适应面宽.料层厚度和在机内移动速度以及全振幅变更均匀可实现无级调节。

4）对物料表面的损伤小,可用于易碎物料的干燥;物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。

5）采用全封闭式的结构,有效地防止了物料与空气间空叉感染作业环境清洁.机械效率与热效率高,节能效果好,比一般干燥装置可节能30～40%。

4.小结

本文从沸腾干燥的基本理念入手，使人们对不同型式沸腾干燥有更进一步的了解。同时，沸腾干燥设备的特点作了综合性简述。而沸腾干燥这门技术有着其特殊性，不同的产品具有不同的干燥工艺和粉粒规则，没有能适用各种不同要求的单一喷雾干燥机型。

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