单锥真空螺带干燥机是一种在制药、化工、食品等行业广泛应用的高效混合、干燥、冷却一体化设备,特别适用于处理热敏性、易氧化、易结块或需要高纯度的粉粒状物料。
以下是它的单锥形容器: 主体是一个带有夹套的圆锥形罐体。锥形设计有利于物料在重力和搅拌作用下完全排出(无死角)。
真空系统: 与容器顶部相连,用于在干燥过程中抽真空,降低系统压力。
螺带式搅拌器: 核心组件。通常由内外两层或单层螺旋带状桨叶组成,安装在锥体中心轴上。
外层螺带 (主螺带): 通常设计为将物料从锥底缓慢向上提升(类似螺杆输送原理)。
内层螺带 (副螺带): 通常设计为将物料从上部推向底部。
这种反向设计或巧妙的角度设计实现了高效的、温和的、三维立体式的翻动与混合。
驱动系统: 驱动搅拌轴做缓慢旋转(通常转速很低,几转/分钟)。
加热/冷却夹套: 包围在锥体外壁,通入导热油、热水、蒸汽(加热)或冷水/冷冻液(冷却)以提供或移走热量。
抽真空/惰性气体置换接口: 用于抽真空和通入惰性气体(如N₂)保护物料。
滤袋或除尘器: 安装在顶部,防止细粉被真空泵抽走,同时允许水蒸气逸出。
卸料阀: 位于锥体最底部,通常是气动或手动蝶阀,用于封闭操作和彻底排料。
工作原理:
装料: 物料通过顶部开口装入锥体内。
密闭抽真空: 关闭所有阀门,启动真空泵,将干燥室内压力降低到所需真空度(通常几毫巴到几十毫巴)。
加热与搅拌: 向夹套通入加热介质(导热油/蒸汽/热水),同时启动螺带搅拌器。
夹套加热将热量传递给物料。
真空环境显著降低水的沸点,使物料中的水分(或溶剂)在较低温度下迅速蒸发。
螺带的缓慢旋转 轻柔而彻底地翻动、提升、混合物料,使物料颗粒不断与加热壁面接触并更新受热表面,极大提高传热传质效率,并防止物料结块。物料在锥体内形成复杂的对流运动。
蒸发与抽汽: 蒸发产生的水蒸气(或溶剂蒸汽)通过顶部滤袋/除尘器后被真空泵抽走。
干燥终点判断: 通过监测温度、真空度变化、冷凝器出口温度或取样分析来判断干燥是否达到要求。
冷却 (可选): 干燥完成后,可停止加热,向夹套通入冷却介质(冷水/冷冻液),在搅拌和真空(或常压)下对物料进行冷却。
破空与卸料: 关闭真空,通入惰性气体或过滤空气至常压(破空)。打开底部卸料阀,物料在搅拌器的辅助和重力作用下被彻底、轻柔地排出,几乎没有残留。
清洗 (CIP/SIP): 设备通常设计便于清洗(CIP)和在线灭菌(SIP)。
显著优势:
低温高效干燥: 真空环境允许在远低于常压沸点的温度下干燥,完美保护热敏性成分(维生素、酶、抗生素、香料等)的活性。
混合干燥一体化: 螺带搅拌提供卓越的混合效果,物料受热极其均匀,无局部过热,干燥速度快。
无死角与高收率: 锥形设计结合螺带运动,确保物料能被完全排出,收率高,批次间无残留污染。
密闭操作: 全过程在密闭系统内进行,防止外界污染(GMP要求),保护操作人员免受粉尘或有害物质危害,防止易燃易爆溶剂接触氧气(可结合惰性气体保护)。
溶剂回收: 挥发的溶剂可通过冷凝器有效回收。
操作简便: 自动化程度高,易于控制。
一机多用: 同一台设备可完成混合、干燥、冷却三种操作,节省空间和设备投资。
典型应用物料:
制药: 抗生素、维生素、酶制剂、中药浸膏、植物提取物、药粉、中间体。
化工: 颜料、染料、催化剂、高分子树脂、精细化学品、助剂、洗涤剂原料。
食品: 香料、调味品、果蔬粉、添加剂、益生菌。
其他: 需要温和干燥、高纯度、防氧化、溶剂回收的粉粒状物料。
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