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1、 干燥床的日常管理、维修与维护 引言 蒸汽沸腾式干燥床的工作原理是需要干燥的物料通过干燥的物料，通过干燥床底部送入的洁净的热风经阀板分配进入床体内；从加料器进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触；增强了传热传质的过程；因此在较短时间内就可干燥。从床体的一端进入，经过几十秒至几分钟的沸腾干燥，自动从床体另一端流出。 一、干燥床的概述 在固体制剂的生产工艺中，沸腾干燥机是经常被选用的设备。沸腾干燥具有传热效果良好、生产能力大、温度分布均匀、操作形式多样、物料停留时间可调、投资费用低廉和维修工作量较小等优点。在国内经过30年的使用与改进，已显示出其在干燥领域的独特地位，目前在只要、化
2、工、食品等方面越来越体现出它的重要作用。1、干燥床的结构介绍及工作原理： 1、设备组成：本成套干燥设备主要由滚筒破碎干燥机、燃烧炉、进料螺旋、出料螺旋、输送管道、除尘器、关风器、引风机、控制柜等组成。 2、工作原理： 空气在高压离心通风机的吸取下，经亚高效空气过滤器过滤，进入空气热交换器加热至设定温度，然后通过气体分布板形成无数高速束冲出物料，气束间所形成的负压卷吸物料，使之成为沸腾状。此状态下热空气与物料广泛地接触，增强了传热过程，因而在较短的时间内促使物料中的水分蒸发、分离。于是，湿气流透过捕集袋由风机排出，被捕集袋截留在沸腾器内的物料则为干燥颗粒。干燥后由出料螺旋排出，尾气通过除尘后，排
3、入大气。2、干燥设备的分类 用于进行干燥操作的设备，类型很多。根据操作压力可分为常压和减压。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据干燥介质可分为空气，烟道气或其他干燥介质。根据运动方式可分为并流，逆流和错流。2.1按操作压力 按操作压力，干燥器分为常压干燥器和真空干燥器两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分而加速干燥过程，且可降低湿分沸点和物料干燥温度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥器适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要收回的场合。2.2按加热方式 按加热方式，干燥器分为对流式、传导式、辐射式、介质式等类型。对流式干燥器又称直接干燥器，是利用热的干燥介质与湿物料直接接触，以
4、对流式传递热量，并将生成的蒸汽带走；传导式干燥器又称间接式干燥器，它利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通过少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝等方法移去。这类干燥器不使用干燥介质，热效率较高，产品不受污染，但干燥能力受金属壁传热面积的限制，结构也较复杂，常在真空下操作；辐射式干燥器是利用各种辐射器发射出一定波长范围的电磁波，被湿物料表面有选择地吸收后转变为热量进行干燥；介电式干燥器是利用高频电场作用，使湿物料内部发生热效应进行干燥。2.3按湿物料的运动方式 按湿物料的运动方式，干燥器可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；按结构，干燥器可分为厢式干燥器、输
5、送机式干燥器、滚筒式干燥器、立式干燥器、机械搅拌式干燥器、回转式干燥器、流化床式干燥器、气流式干燥器、振动式干燥器、喷雾式干燥器以及组合式干燥器等多种。3、干燥设备应用领域石油及化学工业：聚合、缩合、蒸馏、熔融、脱水、强制保温。油脂工业：脂肪酸蒸馏、油脂分解、浓缩、酯化、真空脱臭。合成纤维工业：聚合、熔融、纺丝、延伸、干燥。纺织印染工作：热定型、烘干、热容染色。非织造工业：无纺布。 饲料工业：烘干。塑料及橡胶工业：热压、压延、挤压、硫化成型。造纸工业：干燥、波纹纸加工。木材工业：多合板、纤维板加压成型、木材干燥。建材工作：石膏板烘干、沥青加热、混凝土构件养护。机械工业：喷漆、印花烘干 食品工业
6、：烘烤、加热。 制药工业：烘干。轻工业：生产油墨、洗衣粉。 二、沸腾干燥机的工作原理、流程与特点1、工作原理： 沸腾干燥机是利用空气经热交换器加热后，形成热风经阀板分配进入主机，湿物料从加料器进入干燥机，由于风压的作用，物料在干燥机内形成沸腾状态，并与热空气进行广泛接触，从而在较短时间完成物料烘干。 通过粉体造粒，改善流动性，减少粉尘飞扬；通过粉体造粒改善其溶解性能；混合、制粒、干燥在一机内完成一步法制粒；采用抗静电滤布，设备操作安全； 沸腾干燥机设置压力泄放孔，一旦发生爆炸，设备人员不受伤害；设备无死角，装卸料轻便快速，冲洗干净，满足GMP规范。2工作流程： 物料通过料车运送到沸腾床，在气缸
7、顶升作用下通过密封圈与沸腾床密封。然后，空气在引风机动力作用下，经过滤装置净化、散热器加热后，再经气流分布板(筛网)分配进入沸腾床(干燥室)。料斗内的物料在热风和搅拌作用下形成沸腾状态(即流态化)，在大面积气、固两相接触中，物料内部的水分(或溶剂)在较短的时间内蒸发并随排出空气带走，物料被干燥。3、技术特点： (1)传热效果良好，床层内温度比较均匀，具有很高的热容量系数(或体积传热系数)，生产能力大;(2)由于流化床内温度分布均匀，可避免产品的任何局部过热，所以特别适用于某些热敏物料的干燥(如磨芋、聚丙烯酰胺等);(3)在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作;(4)物料在干燥器内的停留
8、时间可以按需要进行调整，所以产品含水率稳定;(5)独立电气柜和PLC人机交互操作控制，集成了所有干燥参数设置，操作安全方便;(6)干燥装置机械传动部件少，设备的投资费用低廉，维修工作量较小。 三、关于沸腾干燥机的改进建议1、对热能利用不充分的改进建议 沸腾干燥机从形式上来说是一种空气对流干燥设备，与传导型干燥设备相比，能耗确实要大一些，但如果采取一些措施，则可以达到很好的节能效果。建议：(1) 加强设备的密封效果。目前大多数沸腾干燥机料斗与设备本体采用平面法兰连接，密封效果较差，建议设计时改用凹凸面法兰连接;(2) 干燥器不少都采用钢管缠绕翅片进行换热，钢管虽可节约材料成本，但换热效果不好，建
9、议改用铜管;(3)增加保温措施。对热交换器的外壳添加保温层，减少热能损失。 2、对捕集除尘装置的改进建议能够顺利进行流化工艺操作的基本条件是物料具有良好的流化状态，高效率的过滤除尘器使这种状态得以延续。过滤除尘器的除尘效率很大程度上决定了沸腾效果。目前使用的除尘方式主要有抖袋除尘和脉冲反吹除尘两种。 2.1抖袋除尘 通过气缸的往复运动实现捕集袋的摇振而达到除尘效果，其布袋采用防静电、无纤维脱落布制作，捕集袋采用整体吊装的形式。问题是布袋过滤器拆装不方便，吊筋选材不太合理容易引起变形，导致密封不严，也会引起跑粉和风量的变化，既污染了环境，又降低了产品收率。建议：过滤袋采用卡箍连接方式进行连接，吊
10、筋选用不易变形的刚性材料，同时定期检查更换布袋。 2.2脉冲反吹除尘 随着国产电磁阀技术的进一步提高与价位的进一步降低，脉冲反吹除尘逐渐成为捕集装置的主流。目前采用的滤芯主要有布袋和不锈钢烧结网两种。其中，不锈钢烧结网滤芯是唯一对任何物料收率均能保证达到99%以上的产品。由于现在清洗技术的难题已基本解决，不锈钢烧结网滤芯在收率和使用寿命方面的优势逐步显现，药厂使用也越来越多。另外，随着环境保护的要求越来越高，建议完善除尘系统，增加二次除尘装置。3、关于气流分布板(筛网)的改进建议沸腾干燥机中的气流分布板有两个作用，一是支承物料层，二是使气体分布均匀。分布板开孔的大小、形状、分布态势、开孔率等都
11、对流体的分布起着至关重要的影响。气体分布不均匀，会使床层中出现“环流”，其趋于极端易使床层中某些部位出现“沟流”，而其余部位则是死床，这时大部分气体顺着床层中的某些通道以“沟流”的形式短路通过床层离去，使气固接触大为恶化，这是应该着力避免的。良好的分布板设计，应能抑制床层中出现不均匀性，即当床层中某些部位由于压降降低、气流速度增高时，分布板所产生的阻力应能抑制气流的增加，从而抑制流化的恶化。目前大部分沸腾干燥机使用的气流分布板形式单一，多采用垂直的打孔板或席形网板，物料在流化过程中很容易出现流化不均或产生死角等问题，不能确保颗粒中药品的均匀度，同时单一的开孔形式也不能满足不同药品的生产工艺要求
12、。另一方面，为了减少药品的漏料损失，目前普遍采用多层网结构，气流分布板和沸腾床体多采用大量螺栓固定，拆卸不方便，不易清洗干净而产生残留引起交叉污染等问题。建议：利用计算机流体动力学模型、传热与传质模型，在气流分布板设计时对孔距、孔径、开孔率等参数进行空气动力学、热力学仿真计算并验证，以满足不同物料的生产工艺要求。在安装方式上，连接方式制成可拆卸式，以确保实现快装和彻底、完全的清洗。 4、对完善进风空气处理的建议热空气的采风口一般设置在辅机房，和加热装置、消音器安装在一起，辅机房与洁净区不设置直通的门窗，辅机房的空气洁净级别往往比较低，会影响药用热空气的质量，这就要求设备本身有良好的净化装置，否
13、则未净化的空气会污染药品，难以达到GMP要求。目前国内许多设备对空气处理单元的配置为：初效过滤器中效过滤器蒸汽加热(或电加热)(亚)高效过滤器。空气处理系统虽然配置了初、中、高效过滤器，但随着运行时间的不断增加，高效过滤器会出现堵塞或者破损，目前只能从外观上来鉴别判断是否需要更换，缺乏理论依据。提早更换会增加成本，推迟更换又会带来空气质量下降的风险，从而影响产品的质量。建议：在高效过滤器前后增加压差显示装置，当压差到达一定的数值后报警提示更换。此外，大多设备没有除湿装置，空气除湿问题始终存在，特别是在春末和夏季，空气湿度很大，如果不进行除湿会对物料的干燥产生很大影响。建议：增加除湿装置。许多设
14、备的引风机与风阀不联动，这可能会导致在风机停机和蝶阀关闭之间引起空气倒流的现象。建议：风机的启停与风阀的开关联动起来，当风机启动时风阀同时打开，而当风机停止运行时，风阀同步关闭，以保证不会发生空气倒流。 5、对设备与生产工艺结合不够的改进建议 干燥工艺流程与设备设计不合理，会导致能量损失很大。为彻底解决这些问题，必须对产品的干燥特性进行系统的研究，以确定最佳的干燥工艺参数，如对被干燥物料的性质进行研究。物料本身的性质是影响干燥的最主要因素，物料的形状、大小、堆积厚度、水分的结合方式、化学特性等都会影响干燥速率。国内除少数企业外，大部分设备制造企业缺乏对制剂工艺技术的了解和进行工艺试验的必要条件
15、，对各种物料的使用条件了解也不是很充分，故导致研发不足，很难进行新品种开发。 6对控制系统的改进建议目前，流化床类设备的操作参数一般以操作人员的经验设定为主，但其完全可以实现智能化，对工艺参数也可以实现追溯，这就对流化床类设备的电气控制系统提出了较高要求。在电气控制系统中，需要有检测温度、湿度、压力、压差、风速、操作时间、粉尘浓度等一系列装置并得到基础数据，然后通过变送器输送和存储到触摸屏中，由触摸屏对数据进行储存分析，然后制定一个合适的工艺路线，即可实现智能化控制。 6.1温度控制常用热风加热控制方式采用简单的“开”、“关”模式，当温度达到设定值时停止通汽，但换热器仍然有余热使空气温度继续上
16、升，反之亦然，这样会造成温度波动过大，影响设备的干燥质量。建议：通过控制蒸汽流量的大小来保持进风温度的高低，开始升温时蒸汽流量较大，使进风温度尽快接近设定值，然后自动调节蒸汽量使其缓缓接近设定值，最后保持稳定的蒸汽量使进风温度保持稳定。 6.2 进风量控制大多的风量控制设备采用变频调速控制，但没有安装风量测量元件，生产过程中只能根据物料的流化状态随时通过人工进行风量大小的调节，因此不能保证风量的稳定和风量的相对恒定，而物料的变化、过滤袋阻力的变化等因素都会对风量的稳定造成影响，风量的变化又可影响干燥速度。建议：在进风管安装风量测量元件，实现自动控制，根据风量大小自动调节频率，从而保持生产过程中
17、风量的基本恒定。 6.3在线湿度检测增加在线湿度检测装置。方便用户根据实际情况调整参数，提高干燥的效率。 6.4沸腾干燥工艺的重复性和可追溯性在实际生产中，操作人员对每次生产的设备工艺参数都要重新进行设定和修改，不能保证同样的产品采用同样的设备工艺参数进行生产，也就谈不上追溯性。根据GMP，要求设备能够储存一定量的生产工艺参数，确保生产的重复性和可追溯性，各个用户根据品种的多少来设定。沸腾干燥设备一般要求能够存储50种生产工艺，而目前国产设备大多做不到这一点。建议对PLC控制系统、机械执行机构进行改进和扩展，使功能更完善。如具有足够的内存，能够储存多种生产工艺，提供现场打印参数、数据保存、进行
18、数据与数据PC连接功能等。 四、设备运行 1、 开机准备：1.1确认机器已处于清场合格状态。1.2确认机器已处于清洁待用状态。1.3确认电源、气源处于正常状态。1.4领用所需的物料、工具等备用。1.5将捕集袋架放入清洁干燥的捕集袋圆顶内，松开定位手柄后摆动手柄使吊杆放下，然后用环螺母将袋架固定在吊杆上，用夹箍将捕集袋裙边夹紧在上气室内的圆筒外，袋口边缘四周翻出密封槽外侧，袋口边缘上的孔套入密封槽外侧的钩子上。注意低袋口四周是否均匀翻出，最后摇动手柄升高并张紧捕集袋，使吊杆与振杆能正常吻合后，用定位手柄定位。1.6将小车慢慢推入上、下气室间，注意沸腾器上、下法兰面与密封槽的间隙是否均匀，否则应作
19、调整。小车推入后应使沸腾器的定位头与机身上的定位块吻合，此时应注意沸腾器与机身上牙嵌式离合器的牙子方向是否相嵌，就位后的沸腾应与密封槽基本同心。2、开机：2.1接通压缩空气气源及蒸汽气源，开启电器箱的空气开关，此时电气控制箱面板上的电源指示灯亮。电气箱内的空气减压阀已调到0.1Mpa左右，操作者可根据充气密封圈的密封情况作适当调整，但空气压力不得超过0.15Mpa，否则密封圈容易爆裂。2.2打开电源箱面板上的“温度”开关，“温度”指示灯亮，使温度调节仪及温度显示仪工作。此时，可根据不同的物料，预置相应的进风温度；按下温度调节仪的切换开关复位，这时温度调节仪显示实际进风温度，当实际金风温度大于设
20、定温度时，调节仪又上方红灯亮。2.3拉开“气封”的推拉开关，观察充气密封圈的鼓涨密封情况，待沸腾器完全密封后，打开位置“1”为手动控制干燥进气温度，位置“2”为自动控制干燥进气温度。2.4启动风机，此时干燥就开始了，通过观察窗观察物料的沸腾情况，约1分钟后再开动“搅拌”。确保搅拌器不致因物料未疏松而超负载损坏。物料的干燥程度，可在取样口取样确定。 3、关机： 3.1干燥结束后，必须先关“搅拌”，再关风机，约1分钟后，按“振动”按钮点动，使捕集袋内的物料掉入沸腾器内，约数秒钟后结束振动。3.2推闭”气封”的推拉开关，待充气密封圈完全回复后，方可将沸腾器拉出，否则，密封圈将破损。3.3工作完毕，关
21、闭温控、电源、蒸汽及压缩空气。3.4按设备清洁要求清洁设备。 4、注意事项 4.1设备出风口蝶阀可以根据不同物料的干燥情况调节风量。 4.2清洗时，切勿使电气箱、加热器、密封圈内及气封管子内进水。 4.3调节沸腾床里的隔板合一控制物料的停留时间。 4.4当紧急情况发生或者警告响起，首先关闭蒸汽阀门，设备继续运转查明温度快速上升的原因，确保无安全隐患后方可在开蒸汽阀门，当温度稳定在安全范围内方可进行下一步操作。4.5当正常生产过程中非生产必须请勿变动风门蒸汽阀门和触摸屏上的设置，如果变动请找专业人士设置。 五、保养、清洗、维修 1、保养 1.1操作人员在每次操作之前先检查蒸汽阀、压缩空气及各量程
22、表是否正常。 1.2检查上、下气囊密封圈是否有凸起，平头螺丝是否松脱，防止料车推入时撞坏。 1.3检查料斗的叶桨是否过紧，叶桨过紧加上物料的阻力，造成搅拌马达传动负荷增加，使传动凸块折断或马达烧毁。 1.4检查上、下气囊密封圈的气压是否在0.10.15mpa以下，气压过高容易引起密封爆裂，过低起不到密封作用出现漏粉，影响生产效率及干燥质量。 1.5检查压缩空气压力是否过高： 1.5.1容易造成冷热风门气缸冲力过大使风门活接折断或密封胶损坏、漏气影响干燥效果。 1.5.2布袋柜架气缸推力过大,，推杆容易弯曲。 2、清洁 2.1进行清洁地点：车间沸腾干燥间、工具洗涤间。 2.2清洁剂：0.03%的
23、洗洁精水、饮用水及纯化水。3、清洁实施的条件、频次及方法3.1 随时用设备清洁专用抹布拭去设备表面的粉尘，如有污物，沾0.03%的洗洁精水，擦拭设备表面，目测无污物后， 再用干净的设备清洁专用抹布擦拭干净。3.2 每天应及时清除设备四周的积灰及落地粉。3.3 每天班后清除吸附在直排过滤网上的药粉，再按以上内容自查，并一一做好。3.4 换品种或换规格时应对设备进行清场。3.5操作结束后，切断电源开关，将料斗取下，并用饮用水清洗干净。3.6清除设备内回转盘及凹、孔、缝隙处的浮尘，并旋开盘上螺母，将回转盘、量杯拆下用饮用水清洗干净。3.7 将导槽旋钮旋开 ， 拆下用饮用水清洗干净。3.8用干净的设备
24、清洁专用抹布擦拭设备表面直至见到设备本来颜色为止。3.9 待上述配件目测无污物，无油迹，无上次产品残留后，用饮用水冲洗、擦洗或漂洗一次，再用纯化水擦洗、冲洗或漂洗一次，清洗完毕用干净的设备清洁专用抹布擦干并装机备用。清洁效果评价：经处理后的设备表面无污物，无油迹，无上次产品残留。清洁工具的存放：使用完的清洁工具按洁净区生产用工具、容器具清洁操作规程处理后， 存放在清洁工具存放间。注意事项：清洗处理时应防止水直接浸入电器部份。 4 维修 4.1定期对中效过滤袋每月清洗一次，从沸腾机风口进入，松脱框架螺丝，取出网袋先用清洁剂浸泡30分钟，再用清水冲洗、烘干。4.2定期对搅拌装置中的变速箱清洗加润滑
25、油。4.3定期对料车的传动齿轮加润滑油，填写设备润滑记录。 六、工作中遇到的问题以及解决办法一、 气流管温度突然升高1、 换热器蒸汽温度开的过高，解决办法：降低蒸汽温度2、 提升机物料速度不平稳， 解决办法：加大离心机进料时间二、 气流管温度突然降低1、蒸汽压力不足，解决办法：通知供热处，加大压力2、阀门泄露， 解决办法：通知维修班进行维修 三、沸腾床内温度突然降低1、蒸汽压力不足，解决办法：通知供热处，加大压力2、物料水分太大，解决办法：减少进料速度 参考文献1. 蔡纪宁编化工设备机械基础-课程设计指导书化工工业出版社2. 潘永亮编化工设备机械设计基础科学出版社3. 贺匡国主编化工容器及设备
26、简明设计手册化工工业出版社4. 董大勤主编化工设备机械基础（二版）化学工业出版社5. 王灵果主编化工设备与维修6. 金国森.干燥设备设计手册，上海：上海科技出版社7. 牛海霞，干燥技术 干燥技术与设备 2008-5-58. 王洪洲，曹明建，浅谈干燥设备的选型 干燥技术与设备. 致谢通过本次毕业论文，我学到了很多东西，无论在理论上还是在实践中，都让我受益匪浅。这对于我以后的工作和学习都是一种巨大的财富。同时我非常低感谢我的指导老师，老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平，在我写毕业论文中给予了我不少的帮助。在我不知道如何写论文从何落手的时候给了我的方向，在我感觉到自己知识有所贫乏
27、的时候给了我细心的指导和技术上的支持。帮助解决了不少的提高，在这感谢她们耐心的辅导。 三年的大学马上就要告一段落了，在大学中我学会了很多，包括知识的学习，技能的掌握，人格的独立和与人的交往。回想起自己刚进校门时那幼稚的脸庞，仿佛就在昨天，而如今毕业即将来临了。三年来，在化机专业的国歌老师孜孜不倦的教诲和无微不至的关怀下，我拥有了更多成熟的思想和更加豁达的心胸，也学到了可以独立于社会的一技之长和永不停息的终身学习理念。在此，向各位老师表示诚挚的感谢和崇高的敬意！临行临别，我要感谢我的同学和朋友们，你们的包容和支持、欢笑和泪水带给了我一生中最灿烂、最美好、最值得珍藏的三年，我将铭记在心，怀念永远。学以近德、工以养技，这是我大学生活的校训，也将成为指导我今后人生的信条，奋斗不息，带着在河北化工医药职业技术学院收获的巨大财富，也将在祖国的发展中奉献青春，实现自我！谢谢老师！
