在制藥、食品、化工等行業(yè),濕法制粒后的濕顆粒、含水粉體需要快速干燥去除水分,才能進(jìn)行后續(xù)壓片、膠囊填充或包裝。高效沸騰干燥機(jī)利用熱氣流將物料托舉懸浮形成流化態(tài),讓顆粒在翻騰流動(dòng)中與熱風(fēng)充分接觸,實(shí)現(xiàn)快速均勻干燥,是固體制劑與粉體加工生產(chǎn)中常用的干燥設(shè)備。
一、設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行基礎(chǔ)
設(shè)備主要由圓柱形干燥筒體(流化床)、布風(fēng)板、進(jìn)風(fēng)加熱系統(tǒng)、引風(fēng)系統(tǒng)、過濾布袋與抖袋機(jī)構(gòu)、進(jìn)料與出料裝置組成。干燥筒體中下部為直筒段,上部擴(kuò)徑形成擴(kuò)張室,擴(kuò)張室頂部安裝過濾布袋捕集粉塵。筒蓋及筒體設(shè)置觀察窗,可實(shí)時(shí)查看內(nèi)部物料流化狀態(tài)。
布風(fēng)板是鋪設(shè)在筒體下部的一塊開孔板,熱風(fēng)穿過布風(fēng)板上的孔進(jìn)入筒體,這層多孔板決定了氣流分布的均勻性。加熱系統(tǒng)將進(jìn)風(fēng)空氣加熱到設(shè)定溫度,引風(fēng)機(jī)在筒體上方抽風(fēng)形成負(fù)壓,讓熱風(fēng)自下而上穿流物料層。
二、開機(jī)進(jìn)風(fēng)與物料起浮
設(shè)備開機(jī)后,引風(fēng)機(jī)先啟動(dòng),加熱后的熱風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板孔均勻向上吹入干燥筒。待風(fēng)量、風(fēng)溫穩(wěn)定后,物料從頂部加料口(或通過負(fù)壓抽吸)投入筒內(nèi)。
當(dāng)穿層熱風(fēng)的上升風(fēng)速達(dá)到物料顆粒的臨界流化速度時(shí),顆粒在氣流托舉下克服自身重力,從靜止堆疊狀態(tài)轉(zhuǎn)為懸空翻騰狀態(tài),整個(gè)料層像沸騰的液體一樣翻滾流動(dòng),形成流化態(tài)。此時(shí)物料顆粒不再相互緊壓,而是被氣流托起分散,每顆顆粒周圍都被熱氣流包裹。
擴(kuò)張室的設(shè)計(jì)讓筒體上部氣流速度降低,減少細(xì)小顆粒被氣流帶走,物料在筒內(nèi)下部高密度翻滾干燥,細(xì)粉揚(yáng)升到擴(kuò)張室后速度下降回轉(zhuǎn)筒內(nèi)繼續(xù)干燥。

三、流化態(tài)下的傳熱傳質(zhì)
顆粒處于流化態(tài)時(shí),與熱風(fēng)之間形成極大的接觸面積,氣固接觸充分。熱風(fēng)的熱量快速傳遞給顆粒表面,顆粒中的水分受熱汽化進(jìn)入氣流中,被上升氣流持續(xù)帶走。
由于物料在筒內(nèi)不斷翻滾、相互碰撞、上下循環(huán),顆粒各個(gè)表面都能輪流接觸高溫氣流,受熱均勻,不會(huì)出現(xiàn)靜態(tài)干燥時(shí)物料貼壁結(jié)塊、表面過熱發(fā)黃而內(nèi)部未干的情況。水分蒸發(fā)的同時(shí),濕顆粒之間在翻滾碰撞中進(jìn)一步摩擦修整,顆粒表面更圓整,粒徑分布更均勻。
干燥過程中,部分水分蒸發(fā)在料層中形成水蒸氣,隨氣流一并排出,顆粒內(nèi)部的水分不斷向表面遷移補(bǔ)充,形成連續(xù)的內(nèi)外傳濕循環(huán),直到物料含水率達(dá)到要求。
四、布袋除塵與熱量利用
流化床頂部的過濾布袋將氣流夾帶的細(xì)粉攔截下來,避免物料隨氣流損失,也避免粉塵進(jìn)入引風(fēng)機(jī)和排空管路污染環(huán)境。潔凈氣體經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至室外。
干燥進(jìn)行時(shí),部分細(xì)粉會(huì)附著在布袋表面,形成濾餅層,影響透氣性。設(shè)備配置抖袋(或脈沖反吹)機(jī)構(gòu),定時(shí)抖動(dòng)或噴吹布袋,將附著的細(xì)粉震落回筒內(nèi)繼續(xù)干燥,減少物料損耗。采用閉路循環(huán)系統(tǒng)時(shí),部分尾氣可返回進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)利用,降低熱能消耗,也避免含揮發(fā)性成分物料的氣體直接排放。
五、干燥結(jié)束與出料
干燥達(dá)到規(guī)定時(shí)間或物料含水率后,停止加熱,繼續(xù)鼓入常溫空氣或停止引風(fēng),待物料降溫后,打開筒體下端(或側(cè)下方)的出料口,物料靠重力排入出料裝置。部分機(jī)型采用翻筒倒料或氣動(dòng)翻板出料,出料速度快、筒內(nèi)殘留少,方便換品種時(shí)清潔。
干燥全程在密閉筒體內(nèi)進(jìn)行,物料不接觸外界污染,也減少了粉塵外逸。設(shè)備可與濕法制粒機(jī)、整粒機(jī)配套組成制粒干燥聯(lián)動(dòng)線,濕顆粒出料后直接進(jìn)入沸騰干燥,減少人工轉(zhuǎn)運(yùn)。流化干燥時(shí)間短、熱效率高,適合熱敏性物料快速干燥,是制藥、食品、化工粉體干燥環(huán)節(jié)應(yīng)用廣泛的設(shè)備。