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物料的干燥過程,首先是物料表面的水分受熱汽化并被真空設備排除,物料表面的水分因汽化而逐漸減少,并在物料內(nèi)部與表面之間形成溫度差。內(nèi)部的水分在溫度差的作用下,不斷向表面擴散,并在到達表面后汽化。另外,在真空干燥過程中,同時存在著壓力差,使得被汽化的水分子加速向真空空間移動。真空干燥機屬于傳導式干燥,即將冷凝器、真空泵與傳導式干燥機配套,形成真空干燥裝置。在真空干燥過程中,人們總是希望加快干燥速度,縮短干燥時間,但是影響干燥速度因素1有以下幾點:
(1)被干燥物料的狀況(如物料形狀、大小尺寸、堆置方法),物料本身的含濕量、密度、粘度等性能。一般,物料顆粒細而均勻、堆放松散、厚度薄,則內(nèi)部水分容易擴散。若提高物料的初溫、經(jīng)真空過濾前處理、降低物料含濕量等,均能提高真空干燥速度。
(2)真空度越高,越利于水分在較低溫度下汽化,但真空度過高不利熱傳導,會影響對物料的加熱效果。為提高物料干燥速度,應根據(jù)物料的特性綜合考慮真空度。通常,真空度應不低于1×104Pa。
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機筒體堆放顆粒狀或粉末狀物料時,當物料堆斜面與底面間夾角增大到某個角度時,將發(fā)生側(cè)面物料下滑落的現(xiàn)象。此時發(fā)生物料滑落的斜面與底部的夾角稱該物料的滑移角(滑移角與物料組成、濕含量、粒度和粘度有關)。故雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的設計和選擇時,應根據(jù)物料的滑移角而選擇錐體的角度1。這里當然涉及到進料/出料結(jié)構(gòu)與密封結(jié)構(gòu),其形式和承壓性能也與蒸汽滅菌有關。
文獻1也認為,實際裝料容積與干燥筒體容積之比為充填率。雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的充填率通常為30%~50%之間,其與物料的堆密度也有關。
從上可知,雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機筒體錐體的角度太大或太小都會影響翻動混合效果,而其形成的物料干燥表面終影響了干燥速度。同樣,實際裝料容積充填率過高也會影響翻動混合效果,影響了干燥速度。
在部分雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的抽真空管空套回轉(zhuǎn)軸裝置中,其采用雙骨架軸密封結(jié)構(gòu),由于此結(jié)構(gòu)密封的不可靠,在筒體抽真空的作用下極易造成泄漏,有時會出現(xiàn)所謂的“漏油”現(xiàn)象。同時,也由于密封的不可靠會在干燥時結(jié)存粉,此處的結(jié)存粉用普通的旋轉(zhuǎn)動態(tài)水洗方法是難以洗凈的,這樣會引起換批時的交叉污染。雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機筒體堆放顆粒狀或粉末狀物料時,當物料堆斜面與底面間夾角增大到某個角度時,將發(fā)生側(cè)面物料下滑落的現(xiàn)象。
近期國內(nèi)有制造商對此作了一定的改進,有的采用特殊密封(如特殊的機械密封、磁流體密封等)。也有的制造商2在抽真結(jié)構(gòu)上作了改進,使抽真空部分不伸進筒體內(nèi)部,僅在旋轉(zhuǎn)筒體外面與其接觸,采用金屬燒結(jié)網(wǎng)做過濾器,容易清洗,容易消毒滅菌,并配有用高純氮氣反吹的系統(tǒng),防止粉塵物料堵塞過濾網(wǎng)孔,確保真空暢通。升華所需要的潛熱必須由熱源通過外界傳熱過程傳送到被干燥物料的表面,然后再通過內(nèi)部傳熱過程傳送到物料內(nèi)冰升華的實際發(fā)生處。
具有良好的分散性、流動性和溶解性。據(jù)悉,由于低溫噴霧干燥機的干燥過程是在空氣中完成的,產(chǎn)品基本上能保持與液滴相近似的球狀,具有良好的分散性、流動性和溶解性。
操作控制方便。低溫噴霧干燥通常用于處理濕含量40%-60%的溶液,特殊物料即使?jié)窈扛哌_90%,也可不經(jīng)濃縮,同樣能一次干燥成粉狀產(chǎn)品。大部分產(chǎn)品干燥后不需要再進行粉碎和篩選,從而減少了生產(chǎn)程序,簡化了生產(chǎn)工藝流程。另外,產(chǎn)品的粒徑、松密度、水分,在一定范圍內(nèi),可用改變操作條件進行調(diào)整,控制管理都很方便。在部分雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的抽真空管空套回轉(zhuǎn)軸裝置中,其采用雙骨架軸密封結(jié)構(gòu),由于此結(jié)構(gòu)密封的不可靠,在筒體抽真空的作用下極易造成泄漏,有時會出現(xiàn)所謂的“漏油”現(xiàn)象。