TA的每日心情 | 怒 2020-6-29 17:24 |
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发表于 2012-4-29 21:48:46
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真空干燥的理论基础及工业应用(下)
. E; R' T7 P9 [- n! o(2) 操作. t' b( R' |: k9 b" N, w* H
; W* Y4 J) N" ^8 q! U 根据产品特性,可以在一个恒定的加热温度或不同温度水平下进行干燥。
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6 o( s2 Z# F, D& V: b 由于到湿颗粒的传热效果要明显胜过到接近干燥的颗粒,因此干燥初期的蒸发量要比末期高很多。在干燥末期,经常需要达到一个较低的压力水平,以确保最后残留的湿度能被去除。对于蒸汽过滤器、冷凝器、真空装置等外围组件的设计,利用特定压力下的最大蒸汽流量是很重要的。表2显示了各种参数对设备干燥性能的影响。(图2略) ]8 z: Z- x0 T; n6 a/ T
" e+ j- D' y2 L 没有必要设计一种只在最低压力和最高容许温度下操作的理想干燥系统,因为这将需要大型并且昂贵的外围设备。系统一般设计成自调节的压力容器。也就是说,冷凝器和真空装置适于处理较高压力下的高蒸汽流量,当干燥量下降后压力也降低。在这种设置下,干燥末期的压力是较低的,如图2所示。(图2略)
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, C$ s9 C9 x: v$ M (3) 应用实例; U: _* U' T$ m
* v9 }3 S# ?8 v% [5 Q. d KMPT的克劳斯-玛斐混料干燥器基于批处理接触干燥原理,用于处理易流动或稍粘的物料,广泛应用于化工、石化等领域。在制药行业,典型的应用对象为抗生素、氨基酸、(活性)医药中间体等。由于具有在位清洗(CIP)、在位灭菌(SIP)等功能,适用于无菌室操作,符合GMP、FDA等认证的要求。( w2 k# m! e% i0 N( u. w( j
0 {* g6 o- O! m4 g0 m) K6 L- k( D. M3 i 下面就基于前述的几个关键论点,对克劳斯-玛斐混料干燥器的针对性优化设计进行说明:! j# |3 d: o5 ]( ~7 a0 F9 K
: g1 D' ^/ K O# A& q3 k2 l) u3 G■混合) Z) @' s+ g9 b: _7 z) h
7 V( F, q' T! K4 T% e 混料干燥器为锥形容器,内部的螺杆起混料作用。螺杆由底部或顶部的驱动装置的作用下,在自转的同时还沿着器壁作公转,可以对物料作充分而温和的混合。螺杆设计成锥形,外径由下至上逐渐变大,这样螺杆的输送能力得到了很大提高。以MT4.0/3机型(可用容积4m3)为例,根据计算,锥形设计可使混合能力提高5倍左右。这就使得产品颗粒间的传热阻力最小化,极大提高了干燥性能。
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7 H: t; ^ R# y9 T J5 a■传热2 l" I( `% W1 S: a: B
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容器壁内部采用盘管(或夹套)设计,通过流动的热媒(如热油、蒸汽等)对内壁加热。采用盘管设计的优点是可以减小容器壁厚、施用较高的热媒流速。同时,热媒也对螺杆进行加热-螺杆内有回路设计。基于螺杆的设计特点,加上螺杆沿器壁的旋转,传热面积得到了极大提高,并高于容器壁的传热面积,由此可见螺杆加热对于干燥的重要性。/ F' h: Z, c; i) Y
9 C, I Y# F$ J( p3 连续真空干燥* }# J, E \- Q! Q) c" ]& @. Z
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混料干燥器可以设置在真空下操作,实现真空干燥的诸多优点。以下将对连续真空干燥的设置和操作进行介绍。 s4 k8 S! s: \* y0 I5 w
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(1)系统的设置; b+ Q5 w) i8 B6 M9 n0 j \2 [' k
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连续真空干燥系统设置和批处理系统相似,但需要定量进料装置和进/卸料锁闭装置,以便产品连续地进入和卸出系统,如图3。(图略)0 h6 C8 s# Q& U H$ P7 {5 T! k
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(2) 操作6 X4 Y. y* w' G; \
1 ~9 V# K; V3 R2 @1 [: d5 Q 连续干燥器的主要不同在于:从始至终在整个工艺区内保持一个恒定的工艺压力。有些干燥器设计,如盘式干燥器,可以实现分区域的变温控制,以达到优化目的。由于工艺条件和进入/卸出系统的质量流量不变,外围设备的设计基础易于定义。- h2 A6 B" u' f j+ J6 g, [8 Z
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(3)进/卸料系统
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) U% n; a" B. Y& _8 }% I* B0 J 为连续真空干燥器选择合适的进料和卸料设备,主要考虑产品特性、压力水平和体积流量等因素。典型系统的实例如图4。
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- n" J6 i) w) }8 Y! H- o, q4 干燥器设计9 [" w4 w# i, y5 W- N7 n
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真空干燥器用于在不同工艺条件和操作模式下处理不同类型的产品。代表性的应用是温和地处理高附加值、小批量的医药产品,以及从废物中提取高价值的溶剂。8 ~- w) ~' S. H+ d
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依据产品的特性,选择合适的干燥器类型非常关键,尤其对于工业化生产。表3是常见干燥器及其基本特性的总览 |
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