干燥機的改進工藝研究

梁偉聰

摘要：造粒是中藥制劑中浸膏干燥的十分重要的工序，粒料的質(zhì)量直接影響中藥浸膏的外觀。本文對防熔融噴霧造粒干燥機及其工藝流程的創(chuàng)新進行了探討。

關鍵詞：噴霧造粒；干燥機；創(chuàng)新

引言

防熔融噴霧造粒干燥機是中藥浸膏的干燥中的重要設備，雖然該設備價格較高，組成復雜，使用和維護難度較大，但該設備適用于易熔融、含糖分多、易吸濕物料的干燥，能有效解決物料的粘壁問題，因此，值得研究與探討。

1.中藥浸膏干燥設備簡述

以往中藥浸膏多采用真空干燥設備和微波干燥機進行干燥，但這兩種設備有如下缺點：（1）產(chǎn)量小，干燥時間長，不能滿足中藥規(guī)模化生產(chǎn)的需求；（2）干燥后形成的產(chǎn)品均為餅狀，還需要破碎、過篩等工序，操作繁瑣[1]。

后來出現(xiàn)了以某公司為代表生產(chǎn)的“中藥浸膏專用離心噴霧干燥機”，雖然它可以大大地提高產(chǎn)量，且干燥塔內(nèi)的粘壁現(xiàn)象也明顯減少，但仍有一個最大的缺陷，即在塔體內(nèi)安裝了一套吹掃裝置，采用壓縮空氣將吸附在塔體內(nèi)壁的細粉吹掉，但吹掃裝置本身也會有積料無法及時清除，時間長了，該部分積料長期處在高溫區(qū)，可能變黃、焦化、變質(zhì)，落入產(chǎn)品中對物料造成污染，嚴重時甚至使產(chǎn)品報廢，造成極大的浪費。

在能較好地解決物料粘壁問題的前提下，離心噴霧干燥機是目前最適用于中藥浸膏干燥的一種干燥設備。為此，我司對原有的離心噴霧干燥機進行了改造，既有干燥工藝上的改進，又有干燥塔體結(jié)構上的創(chuàng)新[2]。

2.干燥工藝的改進

2.1 原離心噴霧干燥機工藝流程

原離心噴霧干燥機的工藝流程大致分為以下兩種方式：

（1）并流式：濕物料和熱風從塔頂進入干燥塔內(nèi)，一起向塔底流動，在流動中濕物料與熱空氣進行充分接觸，并完成傳熱、傳質(zhì)的交換過程，使物料干燥。

（2）按尾氣排放和干物料的出料方式，又可分為兩類：第一類，塔底出料和旋風出料結(jié)合式，即在干燥塔下部的錐體底部有出料口，絕大部分物料從此處排出并進入料筒，尾氣則從設在錐體中間部位的排風管道排出，尾氣中帶有一定量的物料，在旋風分離器中收集并排入料筒，此種方式的缺點是在錐體內(nèi)橫向安裝的排風管上方易積料，而且很難清除，時間長了積料會發(fā)黃、變質(zhì)。第二類，尾氣和物料均由干燥塔下部的錐體底部一起經(jīng)過管道排出，由旋風分離器進行氣固分離，此種方式一般要設計兩級旋風分離。

2.2 工藝流程的改進

上述離心噴霧干燥機的干燥工藝流程，都不能解決物料的熔融問題。為此，我司研發(fā)的“防熔融噴霧造粒干燥機”的工藝流程改進具體如下：

在錐體下部向塔體內(nèi)通入經(jīng)過除濕的冷空氣，與物料成逆向流動，使干燥后的熱物料與冷空氣進行熱交換，將物料溫度降低至物料軟化點以下，以此避免物料軟化、發(fā)黏情況的發(fā)生。干燥后的物料由塔底排出，尾氣在主塔的圓柱體和圓錐體結(jié)合部四周均勻排出，尾氣中所夾帶的少量物料由旋風分離器收集并排出[3]。

防熔融噴霧造粒干燥機的優(yōu)點：（1）避免了物料熔融現(xiàn)象的發(fā)生，同時解決了物料的粘壁問題。（2）干燥后的物料溫度降低，可直接包裝。（3）錐體無管道存在，不存在積料問題。防熔融噴霧造粒干燥機工藝流程如圖1所示。

3.結(jié)構創(chuàng)新

為了適應新的干燥工藝流程的需要，防熔融噴霧造粒干燥機對原離心噴霧干燥機的塔體結(jié)構進行了改進。原離心噴霧干燥機的主塔結(jié)構，上部為圓柱體，下部為圓錐體，兩段直接對焊在一起。而防熔融噴霧造粒干燥機則將錐體的上端直徑加大，將圓柱體插入到錐體內(nèi)，靠圓環(huán)和螺釘連接。

改進后的塔體結(jié)構特點：（1）把排風口設在直徑加大的圓錐體頂端的圓環(huán)上，均勻分布的4個排風口，使塔體內(nèi)的排風和壓力分布均勻；（2）圓錐體上端直徑加大，使該處的風速減小，便于物料沉降，使尾氣中夾帶的物料減少，提高旋風分離器的分離效率；（3）在圓錐體中取消了排風管道，減少了積料的可能性，有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

防熔融噴霧造粒干燥機的主塔結(jié)構如圖2所示。

4.防熔融噴霧造粒干燥機的主要技術指標

（1）干燥強度：2～3.5 kg/（m3·h）；

（2）物料收率：≥99%；

（3）霧化器轉(zhuǎn)速：8 000～20 000 r/min；

（4）主塔圓柱體內(nèi)風速：0.15～0.2 m/s；

（5）除濕冷風相對濕度控制在：20%～30%。

防熔融噴霧造粒干燥機的運行參數(shù)優(yōu)化后，具有以下優(yōu)勢：（1）干燥產(chǎn)品經(jīng)冷風冷卻后，可以直接包裝，無需另外增加冷卻裝置；（2）尾氣排放處風的流速減小且均勻，減少了尾氣中夾帶的粉料，只需一級旋風分離后即可排放，客觀上減少了對環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。

5.結(jié)語

綜上所述，本文在改進原離心噴霧干燥機工藝流程和干燥塔體結(jié)構的基礎上進行創(chuàng)新，并采用通冷風技術，研發(fā)出的防熔融噴霧造粒干燥機，能有效防止物料熔融現(xiàn)象的發(fā)生，解決物料粘壁等問題，可用在中藥制劑的浸膏干燥中。

參考文獻：

[1]干燥機廢氣的綜合利用[J].王丹，吳偉偉，劉欣雨，邢建玲. 內(nèi)燃機與配件.2017（21）

[2]雙軸槳葉式干燥機氣固兩相流的數(shù)值模擬[J].秦長江，胡自化，張榮，陳小告，方濤.有色金屬工程.2017（03）

[3]MSD噴霧干燥技術在奶粉生產(chǎn)上的應用[C].李嘉林.中國乳制品工業(yè)協(xié)會，2015