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強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器在熱敏物質(zhì)過(guò)濾干
來(lái)源: | 作者:佚名 | 發(fā)布時(shí)間: 2020-09-26 | 376 次瀏覽 | 分享到:
一、過(guò)濾設(shè)備的分類
過(guò)濾設(shè)備從過(guò)濾形式上可分為死端過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾兩類。死端過(guò)濾即混合物流動(dòng)方向和濾清液流動(dòng)方向同向。亦可理解為混合物流動(dòng)方向垂直于過(guò)濾層的過(guò)濾。眾多的過(guò)濾設(shè)備多采用這種過(guò)濾形式,過(guò)濾過(guò)程隨濾餅的加厚，過(guò)濾阻力逐漸增大，過(guò)濾能力不斷下降；進(jìn)而過(guò)濾被終止，需要清除濾餅。錯(cuò)流過(guò)濾即混合物流動(dòng)方向和過(guò)濾層是平行的，混合物流從過(guò)濾層表面上流過(guò)時(shí)，濾清液透過(guò)濾膜而達(dá)到過(guò)濾的目的。目前這種過(guò)濾形式主要用于超濾或微濾。在這類過(guò)濾中混合物以一定的流速流過(guò)濾管或?yàn)V膜，靠流速形成的剪切力將濾膜上積聚的沉淀物沖走，濾餅不會(huì)加厚。一般認(rèn)為流速在＜ 5m/s為低剪切力錯(cuò)流過(guò)濾，而流速在10～20m/s時(shí)稱為高剪切力錯(cuò)流過(guò)濾。

二、強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器 
我們?cè)跒槟硢挝贿^(guò)濾干燥某熔點(diǎn)低于50℃的熱敏藥物時(shí)，采用了自造的錯(cuò)流過(guò)濾干燥機(jī)。因該藥物在生產(chǎn)過(guò)程中使用的是易燃有毒蒸汽壓較高的溶劑，本身又極具熱敏性，過(guò)濾機(jī)干燥機(jī)的選用是十分重要的，幾乎所有通用的過(guò)濾機(jī)干燥機(jī)均不太理想。后來(lái)采用了類似日本田邊公司的過(guò)濾干燥機(jī)，終于獲得了成功。強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器一般由三部分組成：物料推進(jìn)部分、干燥部分和錯(cuò)流過(guò)濾部分。物料推進(jìn)部分是干燥器的核心部分。無(wú)級(jí)調(diào)速馬達(dá)可使物料以10～20m/s的流速流過(guò)濾膜表面而實(shí)現(xiàn)高剪切力錯(cuò)流過(guò)濾。空心螺旋槳式推進(jìn)軸在將動(dòng)能傳給物料的同時(shí)可完成物料對(duì)冷熱媒的熱交換。干燥部分主要由加套換熱曲面和溫度自控裝置組成。錯(cuò)流過(guò)濾部分由板式濾網(wǎng)和物料限位裝置組成。
1、 強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器的工作過(guò)程
強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器結(jié)構(gòu)如圖所示。物料由加料口A進(jìn)入干燥器，加料量以干燥器容積的2/3為宜，可一次投料，亦可多次投料。調(diào)整無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速旋鈕，使螺旋槳葉的邊緣線速度為11m/s。濾液在剪切力的作用下由濾液出口C流出。物料在螺旋槳葉的推動(dòng)下沿濾膜表面過(guò)濾干燥器壁螺旋式上升，當(dāng)物料升至螺旋槳葉頂點(diǎn)時(shí)，由物料限位整理器整理后撒落回過(guò)濾干燥器底部。如此伴隨物料的往返運(yùn)動(dòng)，濾液不斷被濾出。當(dāng)物料過(guò)濾到一定程度后，濾液將不在由C口流出，此時(shí)便進(jìn)入了干燥階段。干燥階段主要以蒸發(fā)干燥為主，可輔助使用真空干燥。這一過(guò)濾干燥機(jī)械用于乳化液分離和懸浮液增稠效果非常好。
2、強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器在過(guò)濾低熔點(diǎn)物料過(guò)程的應(yīng)用
低熔點(diǎn)物料的過(guò)濾干燥一直是一個(gè)難題，特別是濾液需要回收利用時(shí)，物料的干燥將更為困難。采用如上圖所示的過(guò)濾干燥器，過(guò)濾干燥一熔點(diǎn)低于50℃的熱敏物料，經(jīng)過(guò)合理選擇控制點(diǎn)和使用高精度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，加之細(xì)心的操作而獲得了成功。因該物料在生產(chǎn)過(guò)程中使用的是易燃、有毒、蒸汽壓較高的溶劑，從操作條件和工作環(huán)境考慮，選用其它過(guò)濾干燥機(jī)均不理想。 我們?cè)O(shè)計(jì)的強(qiáng)制錯(cuò)流干燥器，過(guò)濾層為平面濾板式設(shè)計(jì)，過(guò)濾體積為2m3，過(guò)濾面積約為1.5m2，裝置由22kW無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，裝置密閉性好，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，可操作性強(qiáng)，控制精度高。調(diào)整速度給定旋鈕，使螺旋槳葉在濾膜表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為11m/s。固液物料裝至設(shè)備體積的2/3位置。為了提高過(guò)濾速度，在過(guò)濾初期使用0.1～0.15MPa的N2加壓以提高過(guò)濾速率。物料如上所述做往返運(yùn)動(dòng)，濾液不斷透過(guò)濾膜而由C口流出。濾膜表面由于物料的剪切運(yùn)動(dòng)濾餅被推走而不會(huì)加厚。隨著濾液的不斷濾出，物料的粘度不斷增加，指示電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況的電流表指針跳越上升，電機(jī)出力達(dá)到最大值。機(jī)械時(shí)有震動(dòng)產(chǎn)生。伴隨物料的往返運(yùn)動(dòng)和粘稠度的增加，物料的溫度也在升高，這一熱量的聚集對(duì)于低熔點(diǎn)物料足以使物料熔化。所以此時(shí)必需通一冷媒于軸與槳葉中，使物料和冷媒充分換熱，以保護(hù)物料不被熔化。這一過(guò)程大約需要2～5h。這一段時(shí)間是干燥成功與否的關(guān)鍵。
進(jìn)入干燥階段的物料，溶劑含量已低于10% ，表現(xiàn)為電流表指針已不再跳越而逐漸回落。物料已由粘稠狀而變得松散。合理地調(diào)整熱媒溫度和流量，使干燥溫度控制在物料熔化的臨界溫度偏下，可以加快干燥速度，提高單位產(chǎn)量。為了有效的加快干燥速度，輔助以真空干燥，適量補(bǔ)風(fēng)，可以更為有效的縮短干燥時(shí)間。這一階段大約需要3～6h。
干燥好的物料其溶劑含量應(yīng)低于3% 。干燥好的物料經(jīng)取樣化驗(yàn)合格后便可由出料口B出料。出料時(shí)切記關(guān)閉真空，恢復(fù)過(guò)濾干燥器內(nèi)的常壓狀態(tài)。
3、自控系統(tǒng)簡(jiǎn)介
自控系統(tǒng)主要由無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)控制系統(tǒng)和高精度溫度檢測(cè)系統(tǒng)組成。無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)控制系統(tǒng)可對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)控制。在生產(chǎn)初期由于各生產(chǎn)要素的不確定性，一般采用手動(dòng)控制。手動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)的積累是實(shí)現(xiàn)和完善自動(dòng)控制的前提條件。高精度溫度檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)低熔點(diǎn)物料的過(guò)濾干燥尤其重要，由于低熔點(diǎn)物料對(duì)溫度的熱敏性，故而這一系統(tǒng)的指示精度對(duì)生產(chǎn)的全過(guò)程影響很大。這一系統(tǒng)亦為無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)控制系統(tǒng)提供收入量。
　　 
　 三、結(jié)論 
 強(qiáng)制錯(cuò)流過(guò)濾干燥器對(duì)于低熔點(diǎn)物料的成功過(guò)濾干燥，為解決熱敏物質(zhì)的過(guò)濾干燥作了有益的嘗試。但由于受設(shè)備本身傳熱不均的影響，溫升控制難度較大，且需要使用高精度的測(cè)控儀表和無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，加之過(guò)濾干燥器本身材質(zhì)和制造工藝的影響，一次投入較大。該設(shè)備具有過(guò)濾干燥一次完成之功效，占地面積小，對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)影響，可用于熱敏物料和非熱敏物料的過(guò)濾干燥，對(duì)物料的適應(yīng)性較強(qiáng)，我們認(rèn)為有一定的推廣價(jià)值。 

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