淺析沸騰（téng）幹燥機的發展及改進建議

    在固體製劑的生產（chǎn）工（gōng）藝中，沸（fèi）騰幹燥（zào）機（jī）是（shì）經常被選用的一種設備。沸騰幹燥具有（yǒu）傳熱效果良好、生產能力大（dà）、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時間可調、投資費用低廉和維修工作量較小（xiǎo）等優點。在國（guó）內經過30多年的使用與改進（jìn），已顯示出（chū）其在幹燥領域的獨特地位，目前在製藥、化工（gōng）、食品等方麵越來越體現出它的重要作用。

1. 沸騰幹燥機的工作原理

    沸騰幹（gàn）燥又稱流化床幹燥（zào），它是利用經過濾後的潔淨空氣，經熱交換器的對流換熱，使空氣溫度（dù）上升到一定值進入主機分風筒，經閥片分配進入沸騰器，濕物料（liào）從加料器進（jìn）入幹燥器。由於風壓作用，物料在幹燥（zào）器內形成沸騰狀態，使熱空（kōng）氣與物料進行充分接觸，增強了（le）傳熱傳質過程，在較（jiào）短（duǎn）的時間內促使物料（liào）中的水分蒸發分離。物料幹燥後由排（pái）料口（kǒu）排（pái）出，廢氣（qì）由沸騰床頂部排（pái）出，經旋風除塵器和布袋除塵器（qì）回收固體粉料後排空。

2. 沸騰幹燥（zào）機的工作流程

    物料通過料車運送到沸騰（téng）床，在氣缸頂升作用下通過密封圈（quān）與沸騰床密封。然後，空氣在引風機動力作用下（xià），經過濾裝置淨化、散熱器加熱後（hòu），再經氣流分布板(篩網)分配進入沸騰床(幹燥室)。料鬥內（nèi）的物料在（zài）熱風和攪拌作用下（xià）形成（chéng）沸騰狀態(即流（liú）態化)，在大麵積氣、固兩（liǎng）相接觸中（zhōng），物料內部的水分(或溶劑（jì）)在較短的時間內蒸發並隨排出空氣帶（dài）走，物（wù）料被幹燥。

3. 沸騰幹（gàn）燥機的技術特點

(1)傳熱效果良好，床層內溫度比較（jiào）均勻，具有很高的熱容量係數(或體積傳熱（rè）係數)，生產能力大（dà）；

(2)由於流（liú）化床內溫度分布均勻（yún），可避免產品的任何局部過熱，所以特別適用於某些熱敏物（wù）料的幹燥(如磨芋、聚丙烯酰胺等)；

(3)在同一設備內可以進行連續操（cāo）作，也可進（jìn）行間歇操作；

(4)物料在幹燥器內的停留時間可以（yǐ）按需要進行調整，所以產品含水（shuǐ）率穩定；

(5)獨立（lì）電氣櫃和PLC人機交互操作控製，集成了所有（yǒu）幹（gàn）燥參數設置，操作安全方（fāng）便；

(6)幹燥裝置（zhì）機（jī）械傳動部件少，設備的投資費用低廉（lián），維修工作量較小。

4. 對沸騰幹燥機的改進（jìn）建議

    經過長期的應用和發展（zhǎn），沸騰幹（gàn）燥機在結構、性（xìng）能方麵都（dōu）有了明（míng）顯的改善，質量也在不（bú）斷提高，但還存在著一些問題，下麵結合生產（chǎn）實踐提出改進建議：

4.1 對熱能利用不充分（fèn）的改進建議

    沸騰幹燥機從形（xíng）式上來說是一種空氣對流幹燥設（shè）備，與傳導（dǎo）型幹燥設備相（xiàng）比，能耗確實要大一些，但是如果（guǒ）采取一些措施，則可以達到很好的節能效果。建議：(1)加強設備的密封效果。目前大多數沸騰幹燥機料鬥與設備本體采用平麵法蘭連接，密（mì）封效果較（jiào）差，建議設計時改用凹凸麵法蘭連（lián）接；(2)幹燥器不少（shǎo）都（dōu）采用（yòng）鋼管纏繞翅片進行換熱，鋼管雖可（kě）節約材料成本，但換熱（rè）效（xiào）果不好，建議改用銅管；(3)增加保溫措施。對熱交換器的外殼添加保溫層，減少熱能損失。

4.2 關（guān）於氣流分（fèn）布板(篩（shāi）網)的改進建議

 沸騰幹燥機的氣流（liú）分（fèn）布板有兩個作用，一是支承物料層（céng），二是使氣體分布均（jun1）勻。分布板開孔的大小、形狀、分布態勢、開孔（kǒng）率等都對流體的分布起著至關重（chóng）要的影響。氣體分（fèn）布不（bú）均勻，會使床層中出現“環流（liú）”，其趨於（yú）極端易使床層中某些（xiē）部位出（chū）現“溝（gōu）流”，而（ér）其餘部位則是死床，這時大部分氣體順著床層（céng）中的某些通道（dào）以“溝流”的（de）形式短路通（tōng）過床層（céng）離去，使氣固接觸（chù）大為惡化，這是應該著力避免的。良好的分布板設計，應能抑製床層中出現不（bú）均勻性，即當床層中某些部位由於壓降降低、氣流速度增高時，分布板所（suǒ）產生（shēng）的阻力應能抑製氣流的增加，從（cóng）而抑製流化的惡化。目前大部（bù）分沸騰幹燥機使用的氣流（liú）分布（bù）板形式單一，多采用垂直的打孔板或席形網板（bǎn），物料在流化過程中很容易出現流化不均或產生死角等問題，不能確保顆（kē）粒中藥（yào）品的均勻度，同時單一的開孔形式也不能滿足不同藥品的生（shēng）產工藝要求。另一方麵，為了減少藥品的漏（lòu）料損失，目前普遍采用多層網結構，氣流分布板和沸騰（téng）床體多采（cǎi）用（yòng）大量（liàng）螺栓固定，拆卸不方便，不易清（qīng）洗幹淨而產生殘留引起交叉汙染等問題。

建議（yì）：利用計算機流體動力學模（mó）型、傳（chuán）熱與傳質模型，在氣流分布板設計時對孔距、孔徑、開孔率等參數（shù）進行空氣動力學（xué）、熱力學仿真（zhēn）計算並驗證，以滿足不同物料的生產工藝要求。在安裝方式上（shàng），連接方式製成可（kě）拆（chāi）卸式，以確保實現（xiàn）快裝和徹底、完全的清（qīng）洗。

4.3 對控製係統的改（gǎi）進建議

    目前，流化床類設備的操作參數一般以操作人員的經驗設定為（wéi）主，但其完全可以實現智能化，對工藝參數也可以（yǐ）實現追溯，這就對流化床類設備的電氣控（kòng）製係統（tǒng）提出（chū）了較高要求。在電氣控製係統中，需要有檢測溫度、濕度、壓力、壓差、風速、操作時間、粉塵濃度等一係列裝置並得到基礎數（shù）據，然後通（tōng）過變送器輸送（sòng）和存儲（chǔ）到觸摸（mō）屏中，由觸摸屏對數據進（jìn）行儲存分析，然後製（zhì）定一個合適的工藝路線（xiàn），即可實現智能化控製。

4.4 溫度控製

    常用熱風加熱控製方式采用（yòng）簡單（dān）的“開”、“關”模式，當溫度達到設定（dìng）值時停止通汽（qì），但換熱器仍然有餘熱使空氣溫度繼續（xù）上升，反之（zhī）亦（yì）然，這樣會造成溫度波（bō）動過大，影響設備的幹燥質量。

建議：通過控製蒸汽流量的大（dà）小來保持進風溫度的高低，開始升溫時蒸汽流量（liàng）較大，使進風溫度盡快接近設定值（zhí），然後自動調節蒸（zhēng）汽量使其緩緩接近設定值，^後保持穩定的蒸汽量使進風溫度保持穩定。
    本文從沸騰（téng）幹燥機的工作原理等入手（shǒu），結合工藝操作參總結了（le）生產過程中的一些問題，並簡要提出了該類設備改進的建議，希望設備生產廠家今後能研發出更多的能滿足製藥生產過（guò）程工藝要求（qiú）、性能參數指標先進、可操作性（xìng）強、環保（bǎo）、節能及經濟技術指標（biāo）先進的（de）製藥（yào）幹燥設備。