干燥技術(shù)是利用熱能除去物料中的水分(或溶劑),并利用氣流或真空等帶走汽化了的水分(或溶劑),從而獲得干燥物品的工藝操作技術(shù)。近年來,隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,為適應(yīng)不同的物料要求,形式多樣的干燥設(shè)備應(yīng)運而生且技術(shù)愈發(fā)成熟。然而,不同規(guī)格、型號的干燥設(shè)備干燥效果、成本能耗存在很大差異,干燥設(shè)備的選型應(yīng)用至關(guān)重要。
在制藥提取階段,經(jīng)溶劑萃取、離心后產(chǎn)生的菌渣和無機(jī)鹽固渣含有少量的溶劑,使用干燥設(shè)備即可做到溶劑的有效提取、回收,本文中以某藥廠處理3t/h濕菌渣系統(tǒng)為例,介紹干燥設(shè)備在菌渣回收溶劑行業(yè)中的應(yīng)用。
1 濕菌渣干燥需求
該藥廠設(shè)計處理3t/h濕菌渣系統(tǒng),濕菌渣成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))如下:菌渣+其他10%,無機(jī)鹽20%,水55%,溶劑15%。
物料含水率高,且膏狀發(fā)黏。
干燥要求:出料固廢里溶劑含量為0,水分含量40%;干燥時間連續(xù)干燥;溶劑全部回收。
2 原干燥系統(tǒng)簡介
原干燥設(shè)備采用的是雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器干燥工藝。被干燥的菌渣由圓錐頂部的進(jìn)料口進(jìn)入干燥器內(nèi),在真空條件下回轉(zhuǎn)干燥,物料不斷地翻動,并從接觸的器壁內(nèi)表面吸收熱量,干燥一定時間后,由圓錐底部的出料口排出。
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器是一種間歇干燥設(shè)備,干燥過程所用的熱載體為蒸汽,目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品等行業(yè)中粉狀、粒狀及纖維狀物料的濕物料干燥,尤其適用于要求殘留揮發(fā)物含量極低的物料、需回收溶劑和有毒氣體的物料、有強烈刺激的物料、不能承受高溫的熱敏性物料等,具有間接加熱、不易污染、熱效率高等特點。
然而,該套設(shè)備間歇操作、能耗高、單位時間內(nèi)干燥的物料少、操作人員多等顯著缺陷也嚴(yán)重制約了設(shè)備使用。
3 干燥設(shè)備設(shè)計、應(yīng)用
為解決雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器在使用中的缺陷,考慮物料性質(zhì),對干燥系統(tǒng)進(jìn)行了再設(shè)計。因使用干燥設(shè)備的目的是進(jìn)行溶劑的回收,由于溶劑的存在,為保證干燥過程的安全性,干燥過程必須真空進(jìn)行。
常用的真空干燥設(shè)備有烘箱干燥機(jī)、槳葉干燥機(jī)、真空盤式干燥機(jī)等。烘箱干燥機(jī)雖簡單易行,適用性強,但勞動強度高、熱量消耗大、熱效率較低、干燥時間長,而真空盤式干燥雖具有熱效率高、能耗低、干燥均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好、占地小、附屬設(shè)備少、污染少、生產(chǎn)連續(xù)等顯著優(yōu)勢,但僅適用于不易結(jié)塊、黏附的濾餅狀、顆粒狀物料的干燥裝置,無法干燥黏性膏狀物料,固該藥廠菌渣回收溶劑考慮使用真空槳葉干燥機(jī)。
真空槳葉干燥機(jī)是在雙槳葉干燥機(jī)的基礎(chǔ)上通過設(shè)備精密制作及對密封部分進(jìn)行專門設(shè)計實現(xiàn)真空操作的傳導(dǎo)型干燥機(jī)。機(jī)體由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、頂蓋、排濕系統(tǒng)、密封部分等組成。干燥機(jī)臥式工作,外殼夾套和干燥輸送軸內(nèi)通入飽和蒸汽,濕物料從設(shè)在干燥機(jī)頂蓋上的加料口加入干燥機(jī)內(nèi),在轉(zhuǎn)動的干燥輸送軸的推動下不斷翻滾前進(jìn),物料在運動過程中完成傳熱的干燥作業(yè);干燥完成后由干燥機(jī)另一端的底部出料口排出且同時完成輸送過程。真空槳葉干燥機(jī)具有處理物料范圍廣、整個干燥過程真空操作、換熱效率高、無大量空氣進(jìn)入,便于溶劑回收、可連續(xù)操作、磨損量小,維修費用低等特征,適用于干燥菌渣回收溶劑。
初始物料為含濕70%(55%的水和15%的溶劑)的菌渣,由輸送器定量加入真空槳葉干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥作業(yè),干燥機(jī)內(nèi)通入0.3MPa的飽和水蒸汽作為加熱介質(zhì),物料在干燥機(jī)內(nèi)的運動過程中完成傳熱傳質(zhì)過程,已干物料在干燥機(jī)一端的排料口排出,從物料中逸出的濕汽通過干法除塵器經(jīng)兩級冷凝回收溶劑后由引風(fēng)機(jī)吸入洗滌塔,由洗滌塔再次回收溶劑后排入大氣,以達(dá)到污染零排放的要求。
較傳統(tǒng)的雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器,此流程具有干燥機(jī)連續(xù)工作、操作人員少、干燥強度大、熱效率高、操作環(huán)境好、對環(huán)境無污染等顯著優(yōu)勢。同時,雙槳葉干燥機(jī)還具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、自潔性能好、操作控制簡單等優(yōu)良性能,已廣泛應(yīng)用于石油化工等生產(chǎn)領(lǐng)域。
4 總結(jié)
目前,國內(nèi)絕大多數(shù)制藥廠家采用傳統(tǒng)的雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器干燥系統(tǒng)干燥菌渣回收溶劑,由于烘干方式的落后,導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低,勞動強度較大,生產(chǎn)成本高。而采用真空槳葉干燥機(jī)干燥菌渣回收溶劑則大大減低了生產(chǎn)成本,降低了工人的勞動強度,保護(hù)了環(huán)境。因此,真空槳葉干燥機(jī)在菌渣等溶劑回收行業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。