冷冻干燥机
冷冻干燥机是由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成的机器。冷冻干燥机主要部件分为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。
中文名 冷冻干燥机 外文名 Freeze Dryer 组成部分 制冷系统、真空系统等 主要部件干燥箱、凝结器 起源时间 19世纪20年代
目录
1 冷冻干燥
2 起源
3 优势
4 主要参数
5 应用
6 加工工艺
7 工作原理
▪ 制品的冻结
▪ 二升华条件
▪ 三升华过程
▪ 四冻干曲线
8 使用注意
▪ 开机
▪ 停机
9 注意问题
冷冻干燥
冷冻干燥(以下简称冻干)就是将含水物质,先冻结成固态,而后使其中的水分从固态升华成气态,以除去水分而保存物质的方法。
在压缩空气干燥过程中,其冷冻干燥是通过降低压缩空气温度,使压缩空气中的水份析出。冷冻干燥机(冷干机)的工作原理与电冰箱一样,压缩空气经过冷冻的压缩空气管道后,压缩空气温度下降至要求的温度,达到干燥的要求。
起源
冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后,在最后的20年中取得了长足进展。进入21世纪,真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点,越来越受到人们的青睐,除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外,其应用规模和领域还在不断扩大中。为此,真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。
优势编辑
干燥的方法多种多样,如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品一般都存在体积缩小、质地变硬的问题,易挥发的成分大部分会损失掉,一些热敏性的物质发生变性、失活,有些物质甚至发生了氧化。因此,干燥后的产品与干燥前相比,在性状上有很大的差别。 冻干法则基本上在0℃以下进行,即在产品冻结的状态下进行,只在后期降低产品的残余水份含量时,才让产品升至0℃以上的温度,但一般不超过40℃。在真空条件下,当水蒸汽直接升华出来后,药物剩留在冻结时的冰架中,形成类似海绵状疏松多孔架构,因此它干燥后体积大小几乎不变。再次使用前,只要加入注射用水,又会立即溶解。冻干机相对常规方法,冻干法具有如下优点:
* 许多热敏性的物质不会发生变性或失活。
* 在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小。
* 在冻干过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性状。
* 由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
* 由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在,原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时,溶于水中的溶解物质就析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
* 干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状。
* 由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易氧化的物质得到了保护。
* 干燥能排除95%~99%以上的水分,使干燥后产品能长期保存而不致变质。
* 因物料处于冻结状态,温度很低,所以供热的热源温度要求不高,采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时,干燥室不需绝热,不会有很多的热损失,故热能的利用很经济。
正所谓没有完美的技术,真空冷冻干燥技术的主要缺点是成本高。由于它需要真空和低温条件,所以真空冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统,因而投资费用和运转费用都比较高。
主要参数
1:干燥室:干燥室的尺寸(宽*深*高),搁板数目,搁板有效总面积、搁板尺寸、搁板温度
2. 是否具备压盖功能:若具备是手动还自动的
3. 冷凝器:冷凝器的材料、冷凝器凝冰量、冷凝器最终温度、冷凝室门材料、除霜器系统
4. 冷却系统:采用的压缩机
5. 干燥能力:每天干燥样品重量
6. 电源:
7. 监控方式:使用外置电脑还是机器自身液晶显示,以及监控的参数设计
应用
真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。
药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展,很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面,冷冻干燥工艺采用的比较多,提高了药品质量和储存期限,给医患双方都带来了利益。冻干药品的品种不多,产品价格高,干燥工艺不先进。在中药方面,局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干,大量的中成药还没有采用冻干工艺,与国外差距较大。日本几年前就开展了“汉药西制”,改变了中药的熬制方法,解决了中药不能制成针剂或片剂的传统,也解决了中药不治急病的难题,因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。
在生物技术产品领域,冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产;生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品;血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。
设备的现状与发展
冻干技术的应用和设备是分不开的,到目前为止,冻干设备的形式主要分为间歇式和连续式两大类,设备的规模从不到一平方米到几十平方米都有。
间歇式冻干设备
间歇式冻干设备适合多品种小批量生产,特别是在食品领域适用于季节性强的食品生产。采用单机操作,如果一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行。间歇式冻干设备便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。设备的加工制造和维修保养易于进行。但由于装料、卸料、起动等操作占用时间较多,因此设备利用率低,生产效率也不高。
连续式冻干设备
国内外开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。连续式设备的特点是适于品种单一而产量庞大、原料充足的产品生产,特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制,简化了人工操作和管理,其主要缺点是成本高。
随着GMP认证的结束,国产的优秀医药用冻干设备全面进入了现代化阶段,功能齐全、工作可靠、性能稳定,可实现在线清洗(CIP)或蒸汽消毒灭菌(SIP),各项技术指标都能满足生物制品和药品冻干生产的需要。相比之下,国外冻干设备的品种规格比国内多,配套设备齐全,节能型结构比较精致,连续式冻干设备生产量大。为保证冻干产品的质量和节能,常采用冻干设备与其它干燥设备组合在一起的组合冻干设备,例如喷雾冻干设备。
在未来,如何在保证产品质量的前提下,提高冷冻干燥效率,缩短干燥时间,节约能源将是广大冻干行业工作者的目标。
加工工艺
冻干加工工艺对于某些生物制品、药品的制造起到关键性作用。如麻疹疫苗和卡介苗冻干前在保冷情况下的有效期只有3个月,而卡介苗的安全试验就需耗时2个月才能完成。冻干工艺使卡介苗的活菌数经 4~5 年存放后仍保持在合格水平。冻干工艺生物制药中主要应用于生物、生化制品、中药注射剂制品和热不稳定的抗生素类制品的生产。
工作原理
压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的:在保持压缩空气压力基本不变的情况下,降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量,而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。因此冷干机具有制冷系统。 格力冷冻干燥机原理正视图
冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷,由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。它们之间用管道次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。
制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内,制冷剂蒸汽经过压缩,压力、温度同时升高;高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器,在冷凝器内,温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换,制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来,制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀,经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器;在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化(俗称“蒸发”),而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水;蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程,从而完成了一个循环。
在冷冻干燥机的制冷系统中,蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量,实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质(如水或空气)带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
制品的冻结
溶液速冻时(每分钟降温10~50℃),晶粒保持在显微镜下可见的大小;相反慢冻时(1℃/分),形成的结晶肉眼可见。粗晶在升华留下较大的空隙,可以提高冻干的效率,细晶在升华后留下的间隙较小,使下层升华受阻,速成冻的成品粒子细腻,外观均匀,比表面积大,多孔结构好,溶解速度快,便成品的引湿性相对也要强些。
药品在冻干机中预冻在两种方式:一种是制品与干燥箱同时降温,另一种是待干燥箱搁板降温至-40℃左右,再将制品放入,前者相当于慢冻,后者则介于速冻与慢冻之间,因而常被采用,以兼顾冻干效率与产品质量。此法的缺点是制品入箱时,空气中的水蒸气将迅速地凝结在搁板上,而在升华初期,若板升温较快,由于大面积的升华将有可能超越凝结器的正常负荷。此现象在夏季尤为显著。
制品的冻结处于静止状态。经验证明,过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点。
管束式干燥机
管束式干燥机是间接加热接触式干燥机,既可顺流干燥也可逆流干燥。是目前大部分国家使用的最广泛、最先进的干燥机之一。
中文名 管束式干燥机 类 别 干燥机 性 质 最广泛、最先进的干燥机 优 点 经济实用
目录
1 简介
2 工作原理
3 特点
简介
其主要优点是经济实用。在各种干燥设备中,动力消耗最低,热耗低,每蒸发1公斤水仅需要量1.5-2公斤蒸气。是沸腾式干燥机的50%。烘干1吨发酵草粉耗电仅需要15千瓦/时,是流化床的25%,电耗气耗均达到国外同类产品的先进水平。
工作原理
管束式干燥机是间接加热接触式干燥机,它利用热传导和热辐射原理,将蒸汽通过换热管壁把热量传向另一侧的被干物料,通过管子上铲子搅拌和推动,使物料由进料端向出料端移动,经出料口排出;汽化后的水份由风机或自然排出,从而完成干燥过程。
特点
1.动力消耗低,热效率高,每蒸发1公斤水仅需要1.4~1.8公斤蒸汽。
2.既可顺流干燥,也可逆流干燥。故能适用有一定热敏性物料的干燥。
3.干燥弹性大,能视不同的物料性质和水份要求对干燥时间进行调整,可干燥高水份物料。
4.自动化程度高,能连续生产;对特殊生产工艺,也可间歇生产。
5.该机中的管束安装在固定的轴承上并配有独立的基础框架,便于整机运输和安装。
6.适用面广,对不同比重、粒度、含水量的颗粒状、纤维状、粉壮的松散物料均能获得良好的干燥效果。
7.该机附加配套设备少,占地面积少,工艺紧凑,受磨损件极少,易于安装。
冷冻式干燥机
工作原理
潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器(高温型专用)散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换,使进入蒸发器的压缩空气的温度降低 [3] 。
换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换,压缩空气中的热量被制冷剂带走,压缩空气迅速冷却,潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝,冷凝后的水分经凝聚后形成水滴,经过独特气水分离器高速旋转,水分因离心力的作用与空气分离,分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点最低可达2℃。
降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温潮湿热空气进行热交换,经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度,同时压缩空气还经过冷冻系统的二次冷凝器(同行独有的设计)与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热,确保出口空气管路不结露。同时充分利用了出口空气的冷源,保证了机台冷冻系统的冷凝效果,确保了机台出口空气的质量。
主要零配件
①、压缩机
冷干机使用的制冷压缩机目前大多采用中高温型全密封往复式压缩机,其特点是:结构紧凑、体积小、重量轻、振动小、噪声低,能效比高。由于全密封压缩机的电动机与压缩机主体密封在一钢制壳体内,电动机处在冷媒气态环境中运行,冷却条件较好,寿命较长。壳体下部存有规定数量的润滑油,在压缩机工作时,对各部自动供油,平时不需再添加润滑油。在大型冷干机中,也选用半密封往复机或螺杆压缩机,它们的特点是制冷功率大,可进行负荷调节以适应不同需要。
②、热交换、蒸发器
热交换在冷干机里的主要作用是利用被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量(对绝大多数用户来讲这部分冷量属废冷)并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气的较高温度的压缩空气,从而减轻了冷干机制冷系统的热负荷,达到节约能源的目的。另一方面,低温压缩空气在热交换器里温度得到回升,使排气管道外壁不致因温度过低而出现结露现象。
蒸发器是冷干机的主要换热部件,压缩空气在蒸发器中被强制冷却,其中大部分水蒸气冷却而凝结成液态水排出机外,从而使压缩空气得到干燥。在蒸发器中进行的是空气与冷媒低压蒸气之间对流热质交换,通过节流装置后的低压冷媒液体,在蒸发器里发生相变成为低压冷媒蒸汽,在相变过程中吸收周围热量,从而使压缩空气降温。
为了尽可能获得较高的的传热效果,必须加大放热系数即加换热器的换热面积,因此冷干机蒸发器和热交换器铜管的外壁采用了套铝翅片的措施。同时热交器铜管上套翅片后可降低空气对铜管的冲击及避免铜管破裂。
③冷凝器、二次冷凝器(预冷回热器)
在冷干机中冷凝器的作用是将冷媒压缩机排出的高压、过热冷媒蒸气冷却成为液态制冷剂,使制冷过程得以连续不断进行。由于冷凝器排出的热量包括冷媒从蒸发器吸取的热量以及由压缩功转换过来的热量。所以冷凝器的负荷比蒸发器来得大,冷干机中冷凝器分空气冷却式(风冷型冷凝器)和水冷却式(水冷型冷凝器)两种。
二次冷凝器(预冷回热器)在机台与热交换功用相同,两者区别在于热交换器主要是高温和低温的压缩空气的换热,而二次冷凝主要利用低温的压缩空气与冷冻系统的高压部分进行冷却,使冷媒达到充分的冷却,从而提高机台的制冷效率,同时避免机台冷凝器散热不良所带来的高压跳机或机台故障。
④旋风分离器(气水分离器)
旋风分离器也是一种惯性分离器,较多地用于气固分离。压缩空气沿筒壁切线方向进入分离器后,在里面产生旋转,混在气体中的水滴也跟着一起旋转并产生离心力,质量大的水滴所产生的离心力大,在离心力作用下大水滴向外壁移动,碰到外壁(也是挡板)后再集聚长大并与气体分离。
⑤热气旁路阀
压缩空气在蒸发器中冷却时,有大量凝结水析出。如果冷媒蒸发温度过低,使蒸发器铜管表面温度在负荷条件下低于水的冰点,则凝结水就会在蒸发器里结冰,严重时阻塞气流通道,使供气管道瘫痪。为了防止这种情况的出现,必须对冷媒蒸发温度加以控制。其简单有效的措施就是在冷凝器和蒸发器之间加设一只热气旁路阀,热气旁路阀的测压管与蒸发压力直接连接。当蒸发压力低于一定程度时,热气旁路阀自动开启,冷凝器中的高温冷媒蒸气直接进入蒸发器,提升蒸发温度,避免冰堵现象。
⑥热力膨胀阀或毛细管(节流阀)
膨胀阀(毛细管)是制冷系统的节流机构。在冷干机中,蒸发器制冷剂的供给及其调节者是通过节流机构来实现的。节流机构使制冷从高温高压液体进入蒸发器。当负荷变化时,热力膨胀阀通过检测压
缩机吸气过热温度来调节阀芯开启度,从而控制进入蒸发器冷媒供给量。毛细管则具有自补偿特点,即当蒸发压力降低时,两端压差会相应升高,从而加大流入蒸发器的冷媒量。毛细管由于结构简单,工作稳定,在小型冷干机获得普遍应用。 ⑦自动排水阀
在冷冻式干燥机中,凝结的冷凝水应及时排放出设备外,避免因冷凝水排放不及时造成空气含水量上升,为了方便冷凝水的排放,在设备上装备了自动排水阀当排水阀储水杯内水位未达到一定高度时,压缩空气的压力将浮球压下关闭排水孔,就不会造成气流泄漏:随着储水杯内水位升高(此时冷干机内并不积水),浮球上升到一定高度时便打开排水孔,杯内凝结水在气压作用下很快排出机外。除常◎用的浮球式自动排水器外,还经常使用电子自动排水器,这种排水器时间及两次排水的时间间隔都可调整,而且能耐较高压力,应用也很普遍。
⑧干燥过滤器
运行中的制冷装置,由于制冷剂和冷冻油存在水分、固体粉未、污垢等杂质,情况严重时会使节流结构的节流孔产生脏堵。因此在冷媒供液管前必须装设干燥过滤器。另外,制冷剂中微量水分对制冷系统的危害最大。对冷媒,冷冻油及蒸发器、冷凝器和配管的干燥处理是极为重要的。
原理
开机后冷媒经压缩机压缩由原来的低温低压状态变成高温高压的蒸气。高温高压的蒸气流入冷凝器及二次冷凝器,其热量通过热交换被冷却介质带走,温度下降,高温高压的蒸气因为冷凝变成了常温高压的液体。常温高压的液体冷媒流过膨胀阀,因为膨胀阀的节流作用压力降低,使得冷媒变成常温低压的液体。常温低压的液体进入蒸发器后,因为压力的降低液态冷媒沸腾蒸发变成低压低温的气体,冷媒蒸发时吸收了大量压缩空气的热量,使得压缩空气的温度下降达到干燥的目的。蒸发后的低温低压冷媒蒸气,从压缩机的吸气口流回,被压缩压缩后排出进入下一循环。
吸附式干燥机
在应用许多类似于精密电子行业或高精密仪表的运用上,因为工艺要求需将压缩空气中的压力露点降到0℃以下时,因冷冻式干燥机的压力露点低于0℃时会出现管路结冰的现象,此时采用冷冻式干燥已不能满足工艺的要求,我司在引进先进的冷冻式干燥机制造技术同时,也引进了无热式吸附式干燥机的制造技术,其最低露点温度可-70℃;同时采用优质的材料如进口不锈钢气动阀、不锈钢单向阀等制造,避免管路的污染,提高空气品质。在引进和吸收的同时结合国内的运用经验,为降低无热式干燥机的气耗问题而衍生微热式干燥机及组合式干燥机,以降低压缩空气的耗气量,最低耗气量可达5%。以满足不同用户的需求 。
无热式干燥机的产品流程图及工作原理
由空压机排出的大量空气,由压缩空气入口管流入,通过气阀进入两个塔中的运转塔,其中的湿气会被吸附剂所吸收而干燥。当空气流通到塔顶时,空气中的水份被全部吸收,露点温度可达-40℃,从而达到干燥目的。整个循环标准需10分钟,每塔各运行5分钟,一塔在工作的过程中运转塔),另一塔处于再生状态(非运转塔)再生时间为4.5分钟,续压时间0.5分钟。在再生的过程中,运转塔中一部份干燥的空气经再生风量调节阀进入非运转塔将塔内的水份经消音器带到大气中去。其运转时耗气量为设备处理量的12%。
微热式干燥机的产品流程图及工作原理
由空压机排出的大量空气,由压缩空气入口管流入,通过气阀进入两个塔中的运转塔,其中的湿气会被吸附剂所吸收而干燥。当空气流通到塔顶时,空气中的水份被全部吸收,露点温度可达-40℃,从而达到干燥目的。整个循环标准需4小时,每塔各运行2小时,一塔在工作的过程中(运转塔),另一塔处于再生状态(非运转塔)再生时间为1.5小时,吹冷和续压时间0.5小时。在再生的过程中,运转塔中一部份干燥的空气经再生风量调节阀进入加热器加热后进入非运转塔将塔内的水份经消音器带到大气中去。其运转时耗气量为设备处理量的7%。
无热式组合干燥机的产品流程图及工作原理
机台工作原理参考冷冻式干燥机及无热吸附式干燥机工作原理,采用组合式其再生风量最低可降至5%.
吸附式干燥机注意事项
进塔空气含油量应控制在0.01mg/m3以下;鉴于无油空压机目前还不能做到真正无油,为防止微量油分在吸附床中累积(这种累积是很快的),干燥器进气口装设除油器是必要的 ;
吸附干燥机应在额定温度压力条件下使用,当进气温度高于或进气压力低于额定值时,应进行容量修正;
吸附干燥机与活塞式空压机连用时,应前设稳压储气罐,以消除脉动气流对吸附剂高速冲击;
切忌刻意“节能”而减少再生气耗(包括再生气量和加热功率); 当有“冷干机前置”时,吸附干燥机与冷干机的连接,只要场地许可,应尽量分体安装,以减少空气压降,改善冷干机通风条件及便于日常的维护检修;
供气量充分时,应将无热再生干燥机列入首选,它的综合耗能不会比加热再生高,而它的露点更低,更稳定。
管束旋转干燥机
管束旋转干燥机是在与旋转圆筒内部等长的同心圆内藏式排列1-5列的加热管。加热列管间进行传热干燥,这种干燥设备称为传热加热干燥机,也可称为蒸汽束管干燥机,这是间接加热方式旋转干燥机的代表。
目录
1 管束旋转干燥机的应用
2 带水蒸汽管的旋转干燥机的特点
管束旋转干燥机的应用
1950年起,随着石油化学工业发展,本干燥机开始用于处理大批量的对苯二甲酸,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯等聚合物干燥。(煤泥干燥机)现在广泛应用于一般化学领域,包括冶金、制陶工业、水产、纸浆、非金属等部门。另外,用淀粉厂中自发电的多余蒸汽作热源,对副产物进行干燥。同样,利用多余蒸汽干燥污泥、一般垃圾等工厂废热作为干燥机的热源,还有啤酒厂排放液的处理设备中产生的污泥进行干燥。
带水蒸汽管的旋转干燥机的特点
(1)单位容积处理量大
干燥机为内部设置加热管片,因搅拌过程中直接接触,传热系数大,且传热面积也大。单位容积传热量与一般直接加热方式旋转干燥机相比,约大3倍。
大量连续处理含水率高的物质时,体积传热系数值约需60-130kcal/m3.h.℃.需要设计制造大容量干燥机,直径3.6-4.2m,长20-36m,传热面积为4000m2.处理能力以干燥机为例进行分析,处理量为250-600t/h时,需要热交换15-30x10(6)kcal/h.
(2)干燥热效率高
干燥时不需使用多余热空气,故排气所带走的热损失可忽略不计。含本体表面散热热损失,整体效率为80%-90%,这表明有非常高的传热效率。即使与直接加热的旋转干燥机热效率比较,可以说本干燥机具有高的经济性。特别是操作温度在150度以下的场合,热效率更高。
(3)一定温度下,进行干燥
对间接加热方式,加热管的温度是根据蒸汽压力设定,一定温度下加热制品,即使处理量、含水率变动,蒸汽的冷凝量也可能对应增减。因此,可以在一定温度下干燥。据此,本干燥机也适宜于热敏性物料干燥,一般制品的温度应比蒸汽温度低15-50℃
(4)干燥停留时间
通过调整,干燥机内部可以得到最适宜的停留时间,通常可取容积比为10%-30%时,停留时间为30-60min。这种调整可根据内部的停留和转速进行任意改变,对本干燥机也适宜于停留时间长的操作体系。
(5)干燥过程中排气中粉尘少
因能在80%-95%高湿度下排气,排气量少,筒内风速小,粉尘量少,气固分离设备投资少。
(6)系统能在密闭条件下干燥
用于特殊设计的工程时,系统能在密闭条件下操作。干燥机能回收蒸发的液体(溶剂);当而需要密闭系统为必要条件时;能用氮气以防止制品氧化;
(7)干燥操作容易
当干燥温度变化小时,即使处理量和含水率发生变化,也能保证充分的时间。故操作简单,不需复杂的操作管理。
(8)其他
作为特殊用途,蒸汽以外的介质,如导热油用于高温干燥,也可用热水低温干燥,以及用冷水冷却。缺点是作为热源,应使用蒸汽、导热油,需要提供这类物质的装置和加热装置。以热空气加热干燥机相比,设备费用高,特别在要求耐腐蚀材料的场合,装置本身价格非常高,还需要运转维护等。
本干燥机为管束接触式干燥机,可用于干燥粉装、颗粒状、纤维及片状类无粘性物料。如:玉米胚芽、玉米纤维(玉米渣)、薯类纤维、蛋白粉、饲料载体、发酵饲料、鱼粉、酒清槽、白酒槽、木片、木屑、油菜籽、发酵粉、啤酒槽、肉骨粉及石墨等。
吸附式干燥机
吸附式干燥机运用了高级的化工科技,其原理为将饱和的压缩空气利用水分和空气分子体积之不同采用了气体净化专用分子筛来过滤除压缩空气中的饱和水蒸汽,可轻易的将水分子吸附在分子筛颗粒内,再利用再生方法来还原分子筛,其压缩空气露点将可轻易达到-40℃。
中文名 吸附式干燥机 外文名 adsorption type dryer 原 理 吸附剂(吸附水分 作 用 降低压缩空气中水分的含量
目录
1 简介
2 工作原理
3 注意事项
4 几种形式
5 性能优点
6 易损部件
简介
吸附式干燥机是利用吸附剂(活性氧化铝、硅胶、分子筛)吸附水分的特性来降低压缩空气中水分的含量,一般来说可以使出口气的露点达到-40度以上 。
工作原理
吸附式干燥机是通过"压力变化"(变压吸附原理)来达到干燥效果。由于空气容纳水汽的能力与压力成反比,其干燥后的一部分空气(称为再生气)减压膨胀至大气压,这种压力变化使膨胀空气变得更干燥,然后让它流过未接通气流的需再生的干燥剂层(即已吸收足够水汽的干燥塔),干燥的再生气吸出干燥剂里的水份,将其带出干燥器来达到脱湿的目的。两塔循环工作,无需热源,连续向用户用气系统提供干燥压缩空气。
吸附式干燥机
吸附式干燥机(5张)
注意事项编辑
进塔空气含油量应控制在0.01PPM以下;鉴于无油空压机还不能做到真正无油,为防止微量油分在吸附床中累积(这种累积是很快的),干燥器进气口装设除油器是必要的; 微热再生吸干机应在额定温度压力条件下使用,当进气温度高于或进气压力低于额定值时,应进行容量修正;
微热再生吸干机与活塞式空压机连用时,应前设稳压储气罐,以消除脉动气流对吸附剂高速冲击; 切忌刻意“节能”而减少再生气耗(包括再生气量和加热功率);当有“冷干机前置”时,微热再生吸干机与冷干机的连接,只要场地许可,应尽量分体安装,以减少空气压降,改善冷干机通风条件及便于日常的维护检修; 供气量充分时,应将无热再生干燥机列入首选,它的综合耗能不会比加热再生高,而它的露点更低,更稳。
几种形式
按吸附剂再生方式来分类,主要可分为无热再生微热再生吸干机和有热再生微热再生吸干机两种。由于无热微热再生吸干机是按等温吸附工作,又称“变压吸附”有热微热再生吸干机是按等压吸附工作,又称“变温吸附”。在实际使用中还有一种叫微热式干燥机,从形式上看,微热式再生干燥机也是对再生气体进行加温,但是由于它使用的再生气体是来自本身的含水量很低的干燥空气,因此它也是属于“变压吸附”干燥机 [1] 。
性能优点
1、设计精良的吸附塔体
接触时间达6.25秒的大型吸剂床层,确保进入干燥机的饱和空气干燥至所需的
吸附式干燥机
露点,并补偿吸附剂层的自然老化;
结构可靠的大型不锈钢气流扩散器,确保气流均匀通过吸附剂层,消除沟流现象;
合适的塔体尺寸和上游干燥下游再生的对流方式,有利于减少再生气用量,并避免吸附剂流化和吸附剂层受污染;
缓慢而完全的充压程序和延时切换设计,消除下游气流脉动现象,并防止吸附剂移动和吸附剂磨蚀;
独立的充填口和排出口,便于更换吸附剂;
塔体制造符合压力容器国标规范。
2、高性能的活性氧化铝吸附剂
抗压强度高,抗磨蚀,耐高温,不水解;
比表面积和静态吸附量大。
3、效果良好的消音器
对称设置,减弱噪声叠加效应;
特设减压箱,消音器装拆方便,消声效果好。
4、独具功率大和耐用两大特点的进口气动控器
采用二位五通先导阀和经深度干燥、过滤的控制气,确保精确控制;
双活塞结构,气动功率大,动作可靠、反应快;
控制器与主气流隔离,免受潮气污染。
5、耐用可靠的进口气动蝶阀进气阀和再生/再加压阀
弹性体阀座、薄型镀镍阀盘,确保无泄漏运行,并提供低压降;
阀杆轴衬确保平滑运转,无需现场润滑。
干燥机
干燥机
6、可精确调节流量的再生气调节阀
独特的平衡阀口设计,确保精确调节;
气流始终以同一方向通过阀门,确保流动稳定一致;
调节阀和节流孔板分开设置,易于控制再生气流量。
7、可靠的止回阀
采用软性阀座,确保正确闭合、减少磨损,且耐高温,使用寿命长。
8、安全性佳 维修容易
符合压力容器标准;
整台设备经喷砂防锈处理不易腐蚀;
尼龙软管承受压力为1.5MPa(40℃);
表接可做阀门使用,易于更换压力表;
活动式管接,维修容易。
易损部件
传统上将吸附剂、控制器和阀门及消音器合称为吸干机的四大易损件。
①作为干燥器的工业主体,吸附剂在大部分的时间里承受着压力、水汽和热量的频繁冲击,容易受机械性破碎和受介质污损,使吸附剂性能劣化。自从活性氧化铝取代硅胶成为主选吸附剂后,各种性能都大为提高,尤其抗压强度和抗液态水浸泡性能方面达到了很高的水准,只要不出现“再生能耗不足”等操作因素,经活性氧化铝处理后,压缩空气露点稳定达到-40℃在技术上是有保证,且寿命可达2-3年以上。
②控制器是吸附干燥机的指挥中心,附着电子技术的发展及PLC技术广范应用,在控制精度与可靠性方面均比早期的机械-电气控制有了质的飞越。除了加热再生元件在抗干扰性及抗过载性方面还进一步提高外,其它的控制元件已经不属于易损件了
③控制阀是吸附干燥机中比较容易损坏的零部件。频繁的切换和长期遭受水分及吸附剂脱落物的混合侵袭是阀门损露坏的重要原因。
④消音器是较容易出现故障的部件,其主要表现形式是消声排气通道堵塞。一旦消音器出故障(堵塞),给整机带来的损伤是致命的,将导致吸附剂再生性能下降,过早老化。因此消音器是吸附干燥机日常维护的重点
热风干燥机
热风干燥机是利用热泵原理及显热换热技术提供高温热风的设备,广泛应用于印刷行业,与传统电加热相比,节能比例高达60%-90 %
中文名热风干燥机 外文名 PHNIX hot air dryer 连续使用温度 可达350℃ 持续进风温度 230℃ 出风口设置 K型热电偶
更有以下优点:
采用非磁性镍铬丝通电加热空气作热风源,干净卫生,符合环保。巧妙风洞设计,空气从螺旋电热丝内/外侧均匀通过,热交换近100%,风压损失少,流量少。
温度由PID/SSR控制,精度高,反馈快,持久耐用。设有多重过热过载保护装置(B型机除外),充分保证设备安全。出风口设置K型热电偶,直接检测,出风温度。
多纤保温棉隔热,坚固环氧喷涂机壳,使用安全可靠,可长期保持高温工作。
连续使用温度可达350℃,应用广泛。
标准型循环热风机应用专利设计的散热装置,持续进风温度可达230℃(可订造更高温度),风量调节采用变频器调速,更显节能,可控性高,热损少等优异特性。另有远程开关(6m)及电机保护器(经济型用)可供选配。
标准型采用国内外品牌电气主控件(如变频器,PID温控器,SSR, 断路器,中间继电器,磁力开关等)。PID温控器精度为±1%,并配有远程开关端子;经济型采用国内品牌电气主控件(如PID温控器,SSR, 断路器,中间继电器,磁力开关等),不配变频器。PID温控器精度为±1%;
热风干燥机应用于以下系列:
一、瓶盖封口热收缩
二、 瓶身标签热收缩
三、 瓶盒/喷墨干燥
四、 管/缆切水干燥
五、 移印干燥
六、 小管内壁干燥
七、 简易组装烘房
八、 弯管(金属/塑料)