Обзор оборудования
Разработанная компанией Jiangsu Longxin вакуумная коническая сушилка представляет собой высокоэффективное, многофункциональное, полностью герметичное вертикальное вакуумное сушильное устройство, объединяющее в себе вакуумную дистилляцию, измельчение, смешивание порошков и сушку в одной установке. Эффективность сушки полностью закрытой вертикальной вакуумной ленточной сушилки в 3–5 раз превышает эффективность двухконусной ротационной вакуумной сушилки или вакуумной печи аналогичной комплектации. В сочетании со специальными технологиями сушки вакуумная коническая сушилка позволяет обрабатывать материалы с высокой вязкостью, плохой теплопроводностью, а также склонные к образованию комков или агломератов.
В конической вакуумной сушилке нагреваемый конический корпус снабжен нагревательной рубашкой, в которой в качестве источника тепла используется горячая вода, теплоноситель или пар низкого давления, благодаря чему внутренняя стенка конического корпуса поддерживается на определенной температуре. Двигатель с регулируемой частотой вращения приводит в действие одиночную ленточную мешалку через косозубый редуктор с параллельными валами, заставляя материал вращаться вдоль конического цилиндра и подниматься снизу вверх. Достигнув самой высокой точки, материал под действием силы тяжести и инерции автоматически стекает к центру вихря и возвращается на дно конического цилиндра. На протяжении всего этого процесса материал подвергается принудительному нагреву внутри конического цилиндра, а также относительной конвекции и перемешиванию, при этом тепло распространяется по всей массе, благодаря чему материал совершает всестороннее, нерегулярное возвратно-поступательное движение, обеспечивая высокочастотный теплообмен между материалом, одноленточной мешалкой и стенкой цилиндра, что позволяет достичь нагрева и сушки за короткое время. Таким образом, влага внутри материала непрерывно испаряется; под действием вакуумного насоса водяной пар отсасывается насосом. Если необходимо рекуперировать жидкость, можно установить конденсатор и резервуар для хранения рекуперированной жидкости. По завершении сушки открывается спускной клапан в нижней части для выгрузки материала.
Коническая вакуумная сушилка — основная конструкция
Установка состоит из двигателя, редуктора, рамы, механического уплотнения, фильтра из спеченной металлической сетки, полой двухленточной мешалки, конического цилиндра с рубашкой нагрева и сливного клапана.
(1) Приводная часть и уплотнение: состоит из электродвигателя, редуктора, корпуса и механического уплотнения.
① Двигатель: используется двигатель с регулируемой частотой вращения, и скорость можно регулировать по мере необходимости во время работы.
② Редуктор: Редуктор с косозубыми шестернями серии SLFA, отличающийся плавной и надёжной работой, низким уровнем шума и длительным сроком службы.
③ Рама: разработано собственными силами с высокой точностью изготовления. Внутри расположены два роликовых подшипника, которые позволяют регулировать высоту и радиальное отклонение мешалки.
④ Механическое уплотнение: односторонний санитарный тип с промывочной камерой для приема материала, обеспечивающий хорошую герметичность.
(2) Мешалка: полый вал мешалки соединен с полой лентой с помощью опорных стержней, а верхний и нижний концы, соединенные с полой лентой, образуют контур, по которому может проходить теплоноситель. Чтобы предотвратить прилипание материала к стенке цилиндра, зазор между лентой и стенкой очень мал.
(3) Корпус бака: эта часть состоит из верхнего днища, конического цилиндра, вакуумного фильтра и спускного клапана.
① Верхнее днище: в нём размещены передаточная часть и мешалка; внутренняя поверхность и все отверстия для патрубков имеют закруглённые переходы. Все материалы, контактирующие с продуктом, изготовлены из нержавеющей стали марки 316L. Технологические патрубки включают: санитарный люк DN400, манометр, взрывозащищённый светильник, смотровое стекло, впускной патрубок, патрубок для очистки, вакуумный патрубок и т. д.
② Нижний конус с рубашкой: внутренняя поверхность гладкая, без труднодоступных углов, что обеспечивает тщательную сушку материала. Во время разгрузки вращение мешалки способствует быстрой и чистой разгрузке.
③ Фильтр: используется спеченная металлическая сетка, отличающаяся высокой степенью очистки и большой площадью фильтрации. На выходе вакуума предусмотрено выпускное отверстие, а для обратной продувки и регенерации фильтра во время сброса давления используется сжатый воздух.
Коническая вакуумная сушилка — особенности технологического процесса
Сушка и смешивание порошков являются важным этапом в производстве активных фармацевтических ингредиентов (АФИ), поэтому правильно подобранное оборудование для сушки и смешивания является залогом качества конечного продукта, а также ключевым фактором, определяющим эксплуатационные затраты производства. Недавно разработанная компанией «Longxin Drying» коническая вакуумная сушилка благодаря своей уникальной конструкции и преимуществам способствует совершенствованию технологий сушки в отечественной химической и фармацевтической промышленности.
(1) Выбор сушилки должен соответствовать конкретным требованиям и характеристикам каждого продукта и технологического процесса. Это в основном касается следующих аспектов:
① Исходное сырье, используемое в производстве, в основном чувствительно к воздействию высокой температуры, поэтому во время сушки оно часто слипается; в связи с этим необходимо максимально сократить время сушки и повысить эффективность сушки.
② При производстве материалов чистота циркулирующего газа, используемого в процессе сушки, оказывает большое влияние на качество продукции. В данном оборудовании применяется уникальная технология подачи газа, позволяющая свести к минимуму влияние газа на процесс сушки. С точки зрения экономичности эксплуатации все технологические трубопроводы предпочтительно должны быть установлены на постоянной основе, что позволяет сэкономить пространство, необходимое, например, для вращения двухконусных сушилок.
③ Чтобы обеспечить непрерывность всего технологического процесса и одновременно сократить потери материала в результате утечек, поток твердого продукта, выходящего из сушилки, можно регулировать. Это снижает трудозатраты на ручную загрузку и разгрузку в чистой зоне и предотвращает выброс материала.
(2) Конструкция и характеристики конической вакуумной сушилки
① Рабочий процесс конической вакуумной сушилки осуществляется периодическим способом. После поступления влажного материала в бункер тепло подается через рубашку стенки цилиндра и внутрь шнека, в результате чего площадь нагрева составляет 140% от общей площади резервуара, и материал нагревается и сушится. Для достижения оптимального эффекта сушки подбирается соответствующая модель конической сушильно-смесительной установки (рабочий объём). Сушильно-смесительная установка с верхним приводом обеспечивает эффективную сушку и перемешивание, а также обладает просторной конструкцией, что облегчает пользователям проведение осмотра и технического обслуживания.
② Плавная работа, обеспечивающая сохранность кристаллической структуры
В процессах сушки и перемешивания в конической вакуумной сушилке не используются никакие вспомогательные приспособления; применяется исключительно перемешивание с помощью конической ленты с внутренним нагревом. Это означает, что, помимо подъема, непрерывного сдвига и диспергирования, осуществляемых перемешивающим шнеком, весь материал в бункере гарантированно находится в полном движении, и, помимо подъема шнеком, материал не сдавливается никакой другой внешней силой, что позволяет избежать неэффективного трения между порошком и оборудованием, а также между кристаллами порошка — а именно неэффективное трение зачастую является основным фактором, приводящим к нарушению кристаллической структуры материала. В этом заключается основная причина, по которой коническая вакуумная сушилка позволяет сохранить кристаллическую форму материала в неизменном виде во время сушки.
③ Верхний привод, исключающий возможность загрязнения продукта из-за уплотнения вала
При использовании верхнего привода, по сравнению с нижним приводом, оборудование позволяет избежать следующих недостатков: лопасти мешалки необходимо демонтировать с помощью специального оборудования для очистки и технического обслуживания, а уплотнение вала мешалки очень сложно обеспечить надёжно, что не позволяет гарантировать качество.
④ Низкие эксплуатационные затраты на электроэнергию, высокая эффективность перемешивания
Она имеет моторный привод и уникальную конструкцию; шнек, приводимый в движение двигателем, используется для подъема материала, при этом для разгрузки не требуется отдельного энергопотребления. Особо стоит отметить, что в процессах смешивания и сушки традиционное оборудование для смешивания и сушки оснащено лопастями ленточного типа. Принцип его работы заключается в том, что при движении перемешивателя перемещаемый материал ведет себя как единое целое, и для приведения всей массы материала во вращение по кругу затрачивается большое количество энергии, поэтому эффективность сушки, обеспечиваемая таким типом перемешивания, низкая. Коническая вакуумная сушилка, напротив, оснащена конической ленточной мешалкой с внутренним нагревом, причем вся мешалка вращается вокруг оси конического бункера, обеспечивая перемешивание материала в различных частях емкости; по мере работы ленточной мешалки материал со дна бункера постепенно поднимается в верхнюю часть емкости, а затем естественным образом опускается обратно, и цикл повторяется. Такой режим перемешивания обеспечивает полностью равномерное перемешивание материала в резервуаре, исключает возможность комкования материала во время сушки и значительно повышает эффективность перемешивания и сушки материала. Кроме того, он обладает такими преимуществами, как широкий диапазон производственной мощности и низкое энергопотребление на единицу массы.
⑤ Простота эксплуатации, удобство обслуживания
Механическая конструкция конической вакуумной сушилки проста и эффективна, понятна операторам, а простое управление с помощью кнопок делает процесс эксплуатации очень понятным. Некоторые ремонтные и технические работы можно выполнять беспроблемно и быстро даже без привлечения специалистов; имеющийся люк позволяет легко регулировать и обслуживать подвижный шнек без сложного демонтажа. В оборудовании очень мало изнашиваемых деталей, а приводной узел, например корпус подшипника, расположен в верхней части бункера, поэтому пользователи могут легко отсоединить весь узел во время технического обслуживания; при этом пространство в верхней части, где расположен приводной узел, также достаточно просторно.
(3) Сравнение преимуществ с традиционными вакуумными сушилками — на примере сушилки объемом 2000 л
Коническая вакуумная сушилка — выбор подходящего ротора
При проектировании вакуумной сушилки одним из важнейших компонентов является её перемешиватель. Чтобы выбрать перемешиватель с подходящими характеристиками, необходимо понимать свойства сырья и желаемые результаты процесса вакуумной сушки.
(1) Шнековая мешалка
Шнековая мешалка представляет собой хорошо зарекомендовавшую себя конструкцию, подходящую для сушки порошков, фильтрационных осадков, паст и суспензий в атмосферных или вакуумных условиях. Она подходит практически для всех видов продукции, в том числе и для вязких материалов. Благодаря отличной способности перемещать продукт вдоль стенок емкости она обеспечивает эффективный цикл сушки и может применяться в сушильных установках с производительностью более 20 000 литров.
(2) Лопастная мешалка
Если продукт имеет меньшую вязкость, для обеспечения оптимального контроля температуры и перемешивания продукта между концами лопастей ротора и стенкой емкости можно использовать лопастную мешалку. При необходимости её также можно использовать для тщательного перемешивания продукта после завершения цикла сушки.
(3) Ленточная мешалка
Для продуктов с низким начальным содержанием влаги и хорошей сыпучестью ленточный перемешиватель является более подходящей альтернативой шнековому перемешивателю. Он позволяет перемешивать более крупные партии за один раз, обеспечивая лучший теплообмен и сокращая время сушки.
