耙式干燥机(有时也称耙式真空干燥机)是一种间接加热、带搅拌、通常在真空条件下运行的间歇式干燥设备,广泛应用于化工、制药、食品、染料等行业,特别适合处理热敏性、易氧化、膏糊状、粘稠或需要低温干燥的物料。
以下是关于耙式干燥机的详细介绍:
核心组成部分和工作原理
壳体(干燥室):
通常是一个水平放置的卧式圆筒(也有锥形底设计),带有夹套。
夹套: 用于通入加热介质(如热水、热油、蒸汽)或冷却介质,为干燥提供所需的热量或后期冷却。
真空口: 连接真空系统,用于抽取干燥过程中产生的水蒸气和非凝性气体,降低干燥室内的压力(即形成真空)。
进/出料口: 用于物料的装载和卸载(通常位于壳体的一端或顶部/底部)。
视镜/灯孔: 用于观察内部干燥情况。
防爆装置: 对于处理易燃易爆物料的场合。
搅拌系统 - 耙齿:
核心部件: 一根或多根水平贯穿干燥室中心的主轴,上面安装有众多特殊形状的金属叶片,形状类似“耙子”(耙齿)。
功能:
搅拌混合: 不断翻动、搅拌物料,使物料在加热面上均匀分布,防止结块,促进传热传质。
推进物料: 耙齿的设计角度使其在旋转时能缓慢地推动物料从进料端向出料端移动。
刮壁: 耙齿末端通常靠近筒壁,能有效刮除粘附在加热壁上的物料,防止结焦,提高传热效率。
传动系统:
电机通过减速机驱动主轴旋转,带动耙齿运动。通常具有可调节的转速。
真空系统:
包括真空泵(如液环泵、旋片泵、罗茨泵等)、冷凝器(用于冷凝水蒸气,减轻真空泵负荷)、缓冲罐、管道和阀门等。
功能: 维持干燥室内的真空度(通常可达-0.085 MPa ~ -0.1 MPa或更高),降低水的沸点,使物料在较低温度下快速蒸发水分,避免热敏性物质分解或氧化。
加热/冷却系统:
为夹套提供热源(蒸汽、导热油、热水)或冷源(冷却水)。控制系统调节介质温度和流量。
工作流程
进料: 将待干燥的湿物料(通常是膏状、糊状、滤饼或浆状)通过进料口加入干燥室。
密封抽真空: 关闭进料口,启动真空泵,将干燥室内抽至所需的真空度。
加热启动: 向夹套内通入加热介质,开始对干燥室壁加热。同时启动搅拌系统,耙齿开始旋转。
干燥过程:
热量通过干燥室内壁和耙齿表面间接传递给物料。
物料在耙齿的搅拌、翻动、推进和刮壁作用下,不断形成新的受热表面,水分在真空条件下迅速蒸发。
蒸发出的水蒸气和非凝性气体被真空泵不断抽出,经冷凝器冷凝后排出。
保温/调节: 根据物料的特性和干燥曲线,可能需要调整夹套温度、真空度或搅拌速度。
取样/判断终点: 可通过取样口取样检测水分含量,或根据经验(时间、真空度变化、温度变化)判断干燥终点。
冷却(可选): 干燥结束后,有时需要停止加热,向夹套通入冷却水对物料进行冷却,防止热物料在接触空气时吸潮或结块。
破真空出料: 关闭真空系统,向干燥室通入洁净的空气或惰性气体(如N₂)破除真空。打开出料口,干燥好的物料在耙齿的推动下排出。有些设计采用侧面或底部出料阀。
主要特点和优势
低温高效干燥: 真空操作大幅降低水的沸点,物料可在较低温度(如30°C - 80°C)下快速干燥,非常适合热敏性物料(药品、生物制品、食品添加剂、香料等)。
防止氧化: 真空或惰性气体环境下操作,有效避免物料在干燥过程中氧化变质。
适应性强: 能处理膏糊状、粘稠、滤饼、易结块物料,这些物料在其它干燥机(如喷雾、气流)中往往难以处理。
溶剂回收: 蒸发出的有机溶剂蒸气可以通过冷凝有效回收,降低成本并满足环保要求。
干燥均匀: 耙齿的搅拌和刮壁作用使物料受热均匀,干燥程度一致,避免局部过热或结焦。
高干度: 通常能得到水分或溶剂含量极低的干燥产品。
密闭性好: 整个系统密闭操作,适用于处理有毒、有害、有气味或需要无菌环境的物料(制药GMP要求)。
应用领域
制药工业: 抗生素、维生素、酶制剂、植物提取物、中药浸膏、药膏、原料药中间体等。
食品工业: 酵母提取物、香料、调味料、蛋白质、天然色素、糊精、果汁粉等。
化学工业: 染料、颜料、催化剂、树脂、高分子聚合物、有机中间体、无机盐、肥皂粉、洗涤剂等。
陶瓷与材料: 陶瓷粉末、磁性材料前驱体等。
环保: 污泥干燥(需特殊设计处理高湿粘性)。
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