单锥真空干燥机抽真空的过程是其核心功能之一,目的是降低干燥腔内的压力(创造真空环境),从而降低物料的沸点,加速湿分(水分或溶剂)的蒸发。整个过程依赖于一个密封的系统和真空泵组。以下是详细步骤:
密封准备:
干燥完成后(或在干燥前需要抽真空的条件下),关闭所有可能泄露的阀门和开口。最重要的是确保底部的排料阀完全关闭并密封良好(通常是气动或液压驱动的蝶阀或球阀)。
关闭进料口(如果适用)。
检查所有法兰连接、视镜、搅拌轴密封(通常是机械密封)等关键部位,确保整个系统气密性良好。
连接真空系统:
真空干燥机的顶部通常有一个或多个真空接口(法兰或快接接头),通过真空管路连接到真空泵组系统。
真空管路上会安装必要的阀门(如球阀、蝶阀)、真空表/真空计、安全装置(如爆破片)、过滤器以及可能需要的冷凝器。
启动真空泵组:
水环泵: 常用作前级泵,能处理大量含水气体,极限真空度相对较低(通常在几十mbar abs)。
罗茨泵 + 前级泵(如旋片泵或水环泵): 罗茨泵作为增压泵,能在较高的真空度下提供较大的抽速,配合前级泵可以达到较高的真空度(几mbar abs甚至更低)。
油旋片泵: 常用作前级泵或单独用于要求不高的场合,极限真空度较高(可达10⁻² mbar量级),但需要注意被抽气体是否含可冷凝蒸汽或腐蚀性气体,可能需要加保护装置。
干式泵: 如爪式泵、螺杆泵等,适用于避免油污染或处理腐蚀性、易冷凝气体的场合。
打开连接干燥腔与真空泵组管路之间的真空阀门。
启动真空泵组。根据所需的真空度和处理的介质(主要是气体成分),泵组配置可能不同,常见组合有:
抽气过程:
真空泵开始工作,通过真空管路从干燥腔顶部持续抽取气体。
初始阶段,排出的是干燥腔内原有的空气。
在干燥过程中(或预抽阶段物料含有湿分时),物料中的湿分(水或溶剂)在真空和搅拌提供的热能(来自夹套/盘管)作用下蒸发,产生的蒸汽也被真空泵不断抽走。真空泵的核心作用就是持续移除这些气体和蒸汽,维持腔体内的低压状态。
冷凝(可选但强烈推荐):
如果蒸发的是大量溶剂或者需要回收溶剂,或者在真空泵前需要保护泵免受蒸汽影响,通常在干燥腔出口和真空泵入口之间会配备冷凝器。
抽出的气体/蒸汽混合物首先经过冷凝器。冷凝器(通常使用冷冻水或冷却水)将大部分可凝性蒸汽(如水蒸气、有机溶剂蒸汽)冷凝成液体。
冷凝液被收集到接收罐中。
冷凝后的不凝性气体(主要是空气)和少量未冷凝的蒸汽再被真空泵抽走。
冷凝器极大地保护了真空泵(尤其是油泵),提高了泵的效率和寿命,并回收了溶剂。
过滤(保护):
真空管路中通常装有粉尘过滤器(如金属烧结滤芯或滤袋),位于干燥腔出口处或靠近干燥腔的位置。
其作用是防止干燥过程中产生的细微粉尘被吸入真空管路和泵内,污染系统、堵塞管路、磨损泵体或影响真空度。
维持真空度:
真空泵持续运行,维持设定的真空度(通过真空表监控)。
真空度的高低直接影响干燥速率和最终产品的含水量。操作员或控制系统通过调节真空泵的运行状态(如变频调速)、阀门的开度或切换泵的组合来控制所需的真空度。
监控:
真空表/真空计实时显示干燥腔内的压力(真空度)。
操作员或自动控制系统根据设定值和实际值进行监控和调节。
总结关键点:
密封是基础: 整个系统必须严格密封才能建立和维持真空。
真空泵是动力源: 泵组负责产生负压,持续抽出气体。
移除湿分蒸汽: 真空的核心作用在于不断移除蒸发产生的蒸汽,打破气液平衡,促进持续蒸发。
冷凝器是保护/回收关键: 处理溶剂或大量蒸汽时必不可少,保护泵并回收资源。
过滤器是卫士: 保护真空系统和泵免受粉尘侵害。
真空度是控制参数: 真空度的高低和稳定性直接影响干燥效率和效果。
通过这一系列步骤和设备协同工作,单锥真空干燥机能够有效地在低压环境下完成物料的干燥(或冷却)过程。
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