真空ディスク乾燥機装置の概要
ディスク乾燥機は多層ディスク乾燥機とも呼ばれ、多層ディスク、レーキ攪拌、縦型連続乾燥装置、伝導乾燥型接触乾燥機に属する。この設備は固定床伝導乾燥機や熊手式などの攪拌型乾燥機に加えて改良を重ねて発展したものである。乾燥過程は熱媒体を固定された多層中空円盤内に通し、伝導を利用して金属皿面に接触した湿潤物料を間接的に加熱し、プラウのような熊手葉の機械的攪拌作用の下で、絶えず前へ転がり移動物料内の水分を操作状態にしたときの沸点で蒸発気化させ、蒸気は排湿口から設備から離れ、底部で合格した乾燥完成品を得る。
ディスク式連続乾燥機は製薬及び食品工業において密封型と真空型を主とし、感熱性材料に対して真空型を用い、その他の薬品類又は回収溶剤類を用いる材料に対して密封型を用い、同時にペースト状の材料を乾燥することにも適用できる。また、真空ディスク乾燥機は他の真空乾燥系設備と比較して:設備容積が等しい条件下で、それは箱式真空乾燥箱の生産に必要な時間より80%減少して、双錐真空乾燥機の生産量より6〜10倍増加した。
真空ディスク乾燥機は製薬、化学工業、農薬、食品、飼料などの業界の乾燥作業に応用できる。近年、常州市百得乾燥工程有限公司はドイツKrauss-Maffei社TT/TK(常圧型)、GTT(密閉型)、VTI、(真空型)シリーズのディスク乾燥機として開発されたPLGシリーズのディスク連続乾燥機は、ディスク連続乾燥機の原理を全面的に把握し、特に構造の詳細は、その効果を最大限に発揮する。その利点の継続的な認識に伴い、複数セットの真空ディスク乾燥機を製薬、食品などの業界粉末粒状物質の乾燥に応用することに成功した。
真空ディスク乾燥機は主にケーシング及びフレーム、中空加熱ディスク、主軸及び攪拌アームと熊手翼、上下軸受、カップリング、変速駆動装置、フィーダ、熱キャリア輸出入管及びその制御計器、点検ドア及び排出装置などの組成がある。真空操作は装置の力を考慮して、本体は通常円筒体を呈している。内部には、多層水平環状中空加熱盤を固定して配置するためのフレームが取り付けられている。上下のディスクの間隔が一定で、中空加熱ディスクの中空部分は蒸気、熱水、または熱油のような熱媒体に通すことができ、中間に仕切り板または支持棒を取り付け、剛性と強度を高めることができる。各層の加熱盤には輸出入管があり、直列、並列または直列並列に組み立てることができ、各層の加熱盤の温度を単独で制御し、設備内の温度分布を調節することができる。もしプロセスが必要ならば、底部加熱盤は、冷却剤を通して、製品の温度を下げて、熱を回収して、固定床後期の材料温度が加熱盤の壁温度に傾いて過熱変質する現象の発生を避けることができる。
チャンバ内の加熱湿分は材料から溢れ出し、チャンバ上部に設けられた排湿口から排出されるが、真空型ディスク連続乾燥機により気化された湿分はチャンバ上部の抽気口を介して真空抽気システムにより抽気される。
各加熱盤には2〜4本の攪拌アームが付いており、アームにはプラウのような熊手の葉がいくつか設けられている。攪拌アームは水平に配置され、互いに中心主軸に交互に固定され、外部変速駆動装置によって駆動され、1〜8 r/minの回転速度で回転する。熊手片の形式と数量は、作業状況の要求と滞留時間によって異なり、その構造は弾性運動をし、その底刃を板面に偶数に従って浮動させることができるべきである。
(1)各層の加熱盤上の材料を絶えず移動させ、材料をアルキメデスの螺旋線軌跡に沿って運動させ、板面に均一に配置し、それによって接触加熱の長さを増加させ、連続輸送と乾燥の目的を達成する。
(2)絶えず攪拌物をひっくり返し、同ロット物層内の物を効果的に混合させ、物温の不均一を回避し、物料と加熱盤面間の沸騰現象の出現を防止する。材料が盤面に接着するのを避け、熱抵抗を下げ、伝熱係数と伝熱効率を高めた。
(3)攪拌物を絶えずかき回して、物質移動速度を高めることに有利である。
(1)真空乾燥の過程において、室内の圧力は常に大気圧より低く、気体分子数が少なく、密度が低く、酸素含有量が低いため、酸化されやすい薬品を乾燥でき、物質が菌を染める機会を減らすことができる、
(2)水は気化過程において温度が蒸気圧力に比例するため、真空乾燥時の材料中の水分は低温で気化でき、低温乾燥を実現でき、特に感熱性材料の生産に適している、
(3)真空乾燥は常圧熱風乾燥による表面硬化現象を解消することができ、これは真空乾燥物の材料内と表面の間の差圧が大きいため、圧力勾配の作用下で、水分はすぐに表面に移動し、表面硬化が現れない、
(4)真空乾燥時、材料内と外部の間の温度勾配が小さく、逆浸透作用により溶媒を独自に移動して収集することができ、熱風乾燥による溶媒分散現象を効果的に克服した。
真空ディスク乾燥機構造の詳細改良
真空ディスク乾燥機の乾燥効果は温度制御、真空制御要素と関係があり、乾燥速度に影響する要素は:
(1)被乾燥物の状況、物自体の含水量、密度、粘度などの性能。一般的に、材料粒子は細くて均一で、堆積が緩く、厚さが薄いと、内部水分が拡散しやすい。材料の初温を高め、真空ろ過前処理と材料の含水量を下げるなどの措置を取れば、いずれも真空乾燥速度を高めることができる、
(2)真空度が高いほど、水分の比較的低い温度での気化に有利であるが、真空が高いと熱伝導に不利であり、材料の加熱効果に影響を与える。材料の乾燥速度を高めるために、材料の特性に基づいて真空度の設定を総合的に考慮しなければならない。
(3)熊手付きブレード装置
装置形式の熊手葉付きスクレーパ装置は熊手アーム、板耳と熊手葉からなり、板耳に取り付け穴があり、熊手アームにセットされ、熊手葉と板耳が固定され、熊手アームと回転軸が垂直状に取り付けられ、回転軸に駆動されて、熊手葉は加熱円盤面で円周運動をする。熊手の葉と熊手の腕の間には角度(取り付け角)があるため、熊手の葉の前の材料は反転運動をすると同時に、螺旋線上の径方向移動もする。熊手葉付きスクレーパ装置には様々な形式があり、材料の性状によって異なるが、熊手葉面を曲面と螺旋面の形式とするのが好ましい。曲面形熊手葉の特徴:熊手葉の攪拌機能を高め、材料の混合を十分にし、乾燥速度を高めることができ、同時に構造が簡単で、加工が便利で、内部摩擦力が小さい材料を適用することができる、螺旋面状熊手葉の特徴:材料は熊手葉の上で螺旋軌道で運動し、内部摩擦力の大きい材料に適している。この2つの形式構造の取り付け角度はすべて調整可能である。
(4)加熱ディスクの構造
加熱ディスク内に加熱媒体が通過するため、被乾燥物に熱源を提供する。加熱円盤には支持板式、折流板式及びプレス式など様々な形式があるが、プレス式加熱円盤が好ましく、その上板はプレス成形規則分布突起の下板と溶接され、突起部分は上下板の剛性と強度を増加するとともに、加熱媒体の締め付けを増加させ、熱効率を向上させる。
(5)供給装置
供給装置は一般的に螺旋供給であり、ホッパ、螺旋供給器及びその駆動機構、供給室、ゲート弁などから構成される。スクリューフィーダの回転速度は供給量を制約する重要なパラメータであり、回転速度が速すぎると材料層が厚すぎることが起こり、熊手葉は有効な反転攪拌ができず、乾燥に不利である、回転速度が遅すぎると、材料分布の不連続が起こり、生産の連続性に影響を与える。したがって、好ましい設定はスクリューフィーダの回転速度調整可能であり、通常は5〜10 r/minであり、もちろん異なる供給材料の特性にもよる。
真空ディスク乾燥機の基本技術パラメータ
(1)加熱ディスク設計圧力:一般的に0.4 MPa、^ 1.6 MPaに達することができる;^高使用圧力:一般≦0.4 MPa、^高さ1.6 MPaに達することができる、加熱媒体:蒸気、熱水、熱伝導油。ディスク温度≦100℃を加熱する場合、熱水で加熱する。100〜150℃の場合、≦0.4 MPa飽和水蒸気又は過熱蒸気で加熱する、150〜320℃の場合、熱伝導油で加熱する。>320℃の場合、電気、溶融塩などの方法で加熱することができる。
(2)材料転送システムの主軸回転速度:1〜10 r/min(電磁又は周波数変換無段変速)、熊手アーム:各層の加熱ディスクに2〜8本の主軸に固定された熊手アーム、熊手葉:熊手アームに接続し、ディスク面の上下に沿って浮動して接触を保持することができ、多種の型式がある。
(3)真空型筐体:円筒形で、設計圧力は外圧0.1 MPaであり、加熱媒体輸出入の主管路は筐体内にある。