真空耙式干燥機(jī)通過真空環(huán)境、間接加熱與強(qiáng)制攪拌的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)物料的低溫、均勻、高效干燥。其工作原理可分解為以下四個(gè)核心環(huán)節(jié):
一、真空環(huán)境構(gòu)建:降低沸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)低溫干燥
真空系統(tǒng)啟動(dòng):
通過真空泵(如水環(huán)泵、羅茨泵)將干燥機(jī)內(nèi)部抽至負(fù)壓狀態(tài)(通常真空度為-0.06~-0.09MPa),降低水的沸點(diǎn)(例如在-0.08MPa下,水的沸點(diǎn)約為45℃)。
低溫蒸發(fā)優(yōu)勢(shì):
物料中的水分(或其他溶劑)在低溫下即可沸騰蒸發(fā),避免高溫對(duì)熱敏性物料(如藥品、食品、生物制品)的破壞,同時(shí)減少能源消耗。
隔絕氧氣:
真空環(huán)境隔絕空氣,防止易氧化物料(如金屬粉末、不飽和化合物、維生素)在干燥過程中被氧化,提高產(chǎn)品純度和穩(wěn)定性。
二、間接加熱系統(tǒng):雙面?zhèn)鳠?,高效?jié)能
夾套加熱:
干燥機(jī)筒體外壁設(shè)有夾套,通入蒸汽、導(dǎo)熱油或熱水等熱媒,通過熱傳導(dǎo)將熱量傳遞至物料表面。
耙齒軸加熱:
中空攪拌軸內(nèi)部同樣通入熱媒,形成“軸向+徑向”雙面加熱結(jié)構(gòu),顯著增加傳熱面積(傳熱系數(shù)可達(dá)80~120 W/(m2·K))。
潛熱利用:
物料中的水分蒸發(fā)時(shí)吸收潛熱,熱媒溫度逐漸降低,通過循環(huán)系統(tǒng)重新加熱后循環(huán)使用,提高能源利用率(蒸汽耗量通常為1.3~1.8 kg蒸汽/kg成品)。
三、耙式攪拌機(jī)制:強(qiáng)制循環(huán),均勻干燥
攪拌結(jié)構(gòu):
主軸上焊接有多組螺旋形排列的耙齒(攪拌臂),耙齒與筒體內(nèi)壁間隙較小(約2~5mm),形成“刮壁+翻料”雙重作用。
運(yùn)動(dòng)軌跡:
主軸低速旋轉(zhuǎn)(通常5~20 rpm),耙齒將物料從筒體底部翻至頂部,同時(shí)沿軸向推動(dòng)物料形成循環(huán)流動(dòng),避免局部過熱或結(jié)塊。
動(dòng)態(tài)干燥過程:
物料在攪拌作用下不斷暴露于加熱表面,水分快速蒸發(fā),干燥效率比靜態(tài)干燥提高30%~50%。
四、溶劑回收與排放:環(huán)保閉環(huán)控制
氣液分離:
蒸發(fā)出的水蒸氣(或有機(jī)溶劑)隨真空氣流進(jìn)入冷凝器,通過循環(huán)冷卻水或低溫制冷劑(如乙二醇)冷凝成液體。
溶劑回收:
冷凝液收集至緩沖罐,可回用于生產(chǎn)(如清洗、溶解)或進(jìn)一步提純,降低生產(chǎn)成本并減少污染。
不凝氣處理:
少量未冷凝的氣體(如空氣)通過真空泵排放,符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如VOCs濃度≤50 mg/m3)。
五、工作流程示例(以藥品干燥為例)
進(jìn)料:
將含水量約70%的中藥浸膏通過真空吸料或泵送至干燥機(jī)內(nèi),裝填系數(shù)控制在40%。
抽真空:
啟動(dòng)真空泵,將內(nèi)部壓力降至-0.08 MPa,同時(shí)通入蒸汽(溫度100℃)加熱夾套和耙齒軸。
攪拌干燥:
主軸以10 rpm旋轉(zhuǎn),耙齒翻動(dòng)物料,水分在45℃下蒸發(fā),冷凝后回收至溶劑罐。
出料:
干燥至含水量≤5%后,關(guān)閉加熱和真空系統(tǒng),通入氮?dú)馄普婵?,打開出料閥排出干燥后的粉末。
六、核心優(yōu)勢(shì)總結(jié)
優(yōu)勢(shì) 原理支撐
低溫干燥 真空環(huán)境降低沸點(diǎn),避免熱敏性物料分解。
均勻干燥 耙齒攪拌強(qiáng)制物料循環(huán),消除死角。
節(jié)能高效 雙面加熱+潛熱利用,蒸汽耗量低。
環(huán)保封閉 全流程密閉操作,溶劑回收率≥95%。
適用性廣 可處理漿狀、膏狀、粉狀、纖維狀及高粘度物料。
真空耙式干燥機(jī)通過上述原理的協(xié)同作用,成為醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域熱敏性、粘稠性物料干燥的首選設(shè)備,尤其適合對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能耗和環(huán)保要求嚴(yán)格的場(chǎng)景。