箱式
真空干燥機是在真空條件下間歇操作的接觸式干燥器。其構成主要有真空密封的干燥箱、加熱系統、抽氣系統、控制系統、測量系統等部分組成。真空干燥箱分圓筒形和方形兩種。大型真空干燥設備多采用圓筒形干燥箱,如木材真空干燥機。其特點(diǎn)是受外壓強度和穩定性好,工藝性好;但有效空間利用率差些。小型真空干燥設備多采用方形真空干燥箱,如食品和醫藥真空干燥機。其特點(diǎn)是空間有效利用率好,但受外壓穩定性差。干燥箱內部有固定的盤(pán)架,其上固定各種形式的加熱器件,如夾層加熱板,加熱列管或蛇管等。被干燥的物料均勻地散放在活動(dòng)的料盤(pán)中,再將料盤(pán)置于加熱器件上。待蒸汽等加熱介質(zhì)進(jìn)入加熱器件后,物料靠接觸傳導而接受熱量。干燥中發(fā)生的水蒸氣等濕分,則經(jīng)由出口連接管通往冷凝器和真空泵,或通往水力噴射冷凝器(兼作真空泵)。如果所產(chǎn)生的蒸汽是有價(jià)值而必須加以回收的物質(zhì)(如溶劑),則必須采用間壁式冷凝器。箱內所用的干燥盤(pán)通常用鋼板或鋁板制成。如果制品是麥乳精等很易黏結的物料,還必須在其表面涂聚四氟乙烯之類(lèi)的脫膜劑。料盤(pán)與加熱器之間應盡可能接觸良好,因此,夾層加熱板的表面應平整光滑為好。夾層加熱板的耐壓要比管式加熱器差些。為使真空干燥完畢后的制品能及時(shí)冷卻,加熱器件也可以同時(shí)作冷卻器件用,通冷卻水來(lái)代替加熱工質(zhì)就可以達到這一目的。
箱式真空干燥機適用于液體、漿體、粉體和散粒物品的干燥,因為這些物品與干燥料盤(pán)的接觸較好。對于塊狀物料,則必須具有平滑的表面,例如方塊形、條片形或楔形等。在這種干燥機中,初期干燥速率甚快,但當物品干后收縮時(shí),物料與料盤(pán)的接觸變差,傳熱速率逐漸下降,干燥速率則變慢。
在真空干燥箱內,可以實(shí)現所謂泡沫真空干燥法。料液先經(jīng)攪打混入空氣或添加分解后能產(chǎn)生氣體的物質(zhì),如碳酸氨之類(lèi),然后通過(guò)接觸加熱,在減壓下氣體即膨脹,形成可借真空度來(lái)控制的泡沫層。泡沫層干燥的制品具有結構組織疏松,速溶性好的優(yōu)點(diǎn)。因此泡沫真空干燥法常是用來(lái)制取速溶食品的一種簡(jiǎn)便方法。例如麥乳精、代乳粉、水果粉、速溶咖啡、速溶茶等食品的制造。
泡沫真空干燥的操作要點(diǎn)在于當干燥初期水分較多且液體黏度還不高時(shí),不易高真空操作,否則泡沫層發(fā)泡隆起很高,溢出盤(pán)外,且此時(shí)氣泡易破裂,失去了應當保留到后期發(fā)泡的氣體量。當漿料干燥到一定程度后,此時(shí)提高真空度所產(chǎn)生的氣泡就有一定的強度,不易破裂,形成穩固的蜂窩狀骨架,供進(jìn)一步干燥。
因設備的分類(lèi)有交叉性,為了便于選型和設計參考,現將兩種真空干燥箱的結構及特性介紹如下:
1)方形箱式真空干燥機
箱式真空干燥機也稱(chēng)真空箱式干燥機,是常用的適應性很強的真空干燥設備。箱式真空干燥機除具有真空干燥機的特點(diǎn)外,其更適用于少量、多品種物料的干燥,物料不破損并且干燥過(guò)程中不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生粉塵。因此,尤其適用于藥廠(chǎng)中對多品種、小批量藥品干燥的要求。該干燥器是由長(cháng)方形的密閉干燥箱所組成,箱內裝有許多水平放置的夾層加熱盤(pán)或加熱列管。在板(管)中通入蒸汽、熱水或其他載熱體。盛有被干燥物料的干燥盤(pán)放置在加熱盤(pán)(管)上。利用加熱盤(pán)(管)與裝料盤(pán)進(jìn)行熱傳導。蒸汽及空氣用真空泵自干燥箱吸入冷凝器中,蒸汽在冷凝器中與空氣分離,空氣用干式真空泵抽出。
2)圓筒形箱式真空干燥機
該干燥機是由一個(gè)或兩個(gè)半身圓筒體所組成。兩個(gè)半圓之間用螺栓擰緊。筒體內裝有四個(gè)真空的蒸汽柱,其中1~2個(gè)位于筒體的一側,用法蘭與筒體上面的管口連接,以供加熱蒸汽進(jìn)入。另外1~2個(gè)位于筒體的另一側,可與筒體下面的管口連接,作為排出冷凝液之用。
加熱一般采用列管,列管和支撐列管的管架皆用不銹鋼管制成。管架下部設有滾輪,可將管架自由移出圓筒體外,以便對空筒內壁及加熱管架進(jìn)行刷洗清理。筒體上裝有特制的滑塊式安全裝置,即使在真空泵停機而加熱管內的蒸汽大量泄漏的情況下,也能確保干燥機的安全。
圓筒型真空干燥機在技術(shù)上均有很大進(jìn)步。為了防止產(chǎn)品在輸送過(guò)程中受到污染,干燥機的長(cháng)度可達3m以上,把非潔凈區與潔凈區聯(lián)接起來(lái),不僅避免了產(chǎn)品受到污染,而且又可節省輸送時(shí)間。