淺談沸騰幹燥機的發展及（jí）改進建議

    在固體製劑的（de）生產工藝中，沸（fèi）騰幹燥機是經常被選用的設備。沸（fèi）騰幹燥具有傳熱（rè）效果良好、生產（chǎn）能力大、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時間（jiān）可調、投資費（fèi）用低廉和（hé）維修工作量較小等優點。在國內（nèi）經過30多年的使用與改進，已顯示出其在幹燥領域的獨特（tè）地位（wèi），目（mù）前在製藥（yào）、化工、食品等方麵（miàn）越來越體現出它的重要作用。

1．沸騰幹燥機的工作原理（lǐ）
    沸騰幹燥又稱流化床幹（gàn）燥（zào），它是利用經過（guò）濾（lǜ）後的潔淨空氣，經熱交換器的對流換熱，使空（kōng）氣溫度上升到（dào）一定值進入主機分風筒（tǒng），經閥片分配進入沸騰器，濕物料（liào）從加料器進入幹燥器（qì）。由於風壓作用，物料在幹燥器內形（xíng）成沸騰狀態，使（shǐ）熱空氣與物料進行充分（fèn）接觸，增強了傳熱傳質過程，在較短的時間內促使物（wù）料中的水（shuǐ）分（fèn）蒸發分離。物料幹燥後（hòu）由排料口排出，廢氣由沸騰床頂部排出，經旋風除塵器和（hé）布袋除（chú）塵器回（huí）收固體粉料後排空（kōng）。

2.沸騰幹燥機的工（gōng）作（zuò）流程

    物料通過料車運（yùn）送到沸騰床，在氣缸頂升作用（yòng）下通過密封圈與沸騰床密封。然後，空氣在引（yǐn）風機動（dòng）力作用下，經（jīng）過（guò）濾裝置淨化、散熱器加熱後，再經氣流分布板(篩網)分配進入沸騰床(幹燥室)。料鬥內（nèi）的物料在熱風和攪拌作用下形成沸騰狀態(即流態化)，在大麵積氣、固兩相接（jiē）觸中，物（wù）料內部的水（shuǐ）分(或溶劑)在較（jiào）短的時間內蒸發並隨（suí）排出空氣帶走，物料被幹燥。

3.沸騰幹燥機的技術特點

(1)傳熱（rè）效果良好，床層內溫度比較均勻，具有很高的熱容量係數(或體積傳熱係（xì）數)，生（shēng）產能力大；

(2)由於流化床（chuáng）內溫度分布均（jun1）勻，可避免產品的任何局部過熱，所以特別適用於某些熱敏物料的幹燥(如磨芋、聚丙（bǐng）烯酰胺等)；

(3)在同一設備內可以進行（háng）連續操作，也可進行間歇操作；

(4)物料在幹燥器（qì）內的（de）停留時間可以按（àn）需要（yào）進行調整，所以產品含水率穩定；

(5)獨立電氣櫃和PLC人機交互操作控製（zhì），集成了所有幹（gàn）燥參數設置，操作安全（quán）方便；

(6)幹燥裝置機械（xiè）傳動部件少，設備的投資費用低廉，維修工作量較小。

4.對沸騰幹燥機的（de）改進建議

    經過長期的應用和發展，沸（fèi）騰幹燥機在結構、性能方麵都有了明顯的改善，質量也在不斷提高，但（dàn）還存在著一些（xiē）問題，下麵結合生產實踐提出改進（jìn）建議（yì）：

4.1對熱能利用不充分的改進建（jiàn）議

    沸騰幹燥機從形式上來說是一種空氣對流幹燥設備，與傳導型幹燥設備（bèi）相比，能耗確實要大一些，但如果采取一些措施，則可以達到很好的節能效（xiào）果（guǒ）。建議：(1)加強設備的密封效果。目前（qián）大多數沸騰幹燥（zào）機料鬥與設備本體采用平麵法蘭連接，密封效果較（jiào）差，建議（yì）設計時（shí）改用凹凸麵法蘭（lán）連接；進（jìn）口泵 (2)幹燥器不少都（dōu）采用鋼管纏（chán）繞翅片進行換熱，鋼管雖可節約材（cái）料（liào）成本，但換（huàn）熱效果不（bú）好，建議改用銅管；(3)增加保溫措施。對熱交換器的外殼添加保溫（wēn）層，減少（shǎo）熱能損失。

4.2關於氣流分布板(篩網)的改進建議

    沸騰幹燥（zào）機中的氣流分布板有兩個作（zuò）用，一是支承物（wù）料層（céng），二是使氣體分布均勻。分布板開（kāi）孔的大小、形狀、分布態勢、開孔率等都對流體的分布起著至關重（chóng）要的影響。氣體分布不均勻，會（huì）使床層中出現“環流”，其趨（qū）於極端易使床層中某些（xiē）部位出現“溝流”，而其餘部位則是死床，這（zhè）時大部分氣體順著床層（céng）中的某些通道以“溝流”的形（xíng）式短路通過床層離去，使氣固接觸大為惡化，這是應該著力（lì）避免的。良好的分布（bù）板設計，應能抑（yì）製床層（céng）中出現不均勻性，即當床層中某些部位由於壓（yā）降降（jiàng）低、氣流速度增高（gāo）時，分（fèn）布板（bǎn）所產生的（de）阻力（lì）應能抑製氣流（liú）的增（zēng）加，從而（ér）抑製（zhì）流化的惡化。目前大部分沸騰幹燥機使用的氣流分布板形（xíng）式單一，多采用垂直的打孔板或席形網板，物料在流化（huà）過程中很容易出現流化不均或產生死角等問題，不能確保顆（kē）粒中藥品的均勻度，同時（shí）單一的（de）開孔形式也不能滿足不同藥品的（de）生產工藝要求。另一方麵，為了減少（shǎo）藥品的漏料損失，目前（qián）普（pǔ）遍采用多層網結構，氣流分布板和沸騰床（chuáng）體多采用大（dà）量螺栓固定，拆卸不方便（biàn），不易清（qīng）洗幹淨而產生殘留引起交叉汙（wū）染等問（wèn）題。建議：利（lì）用計算機流體動力學模型、傳熱與傳質模型，在氣流分布板設計時對孔距、孔徑、開孔率等參數進行空氣動力（lì）學（xué）、熱力學仿真計算並驗證，以滿足不同物料的（de）生產工藝要求。在（zài）安裝（zhuāng）方式上，連接方式製成可拆卸式，以確保實現快裝和徹底、完全的清洗。

4.3對控製係統的（de）改進（jìn）建議
    目前，流化床類設備的操作參（cān）數一（yī）般以操作人員的經驗設定為主，但其完全可（kě）以實現智能化，對工藝參數也可以實現追溯，這就對流化床類設備的電氣控製係統提出了較高要求。在電氣控製係統中，需要有檢測溫度（dù）、濕度、壓（yā）力、壓差、風速（sù）、操作（zuò）時間、粉塵濃度（dù）等一係列裝置並得到基礎數據，然後通過變送器（qì）輸送（sòng）和存儲到觸摸屏中，由觸摸屏對數據進（jìn）行儲存分析，然後製定一個合適的（de）工藝路線，即可實現智能化控製。

4.4溫度（dù）控製

    常用熱（rè）風（fēng）加熱（rè）控製方式采用簡單的“開”、“關”模式，當溫度達到（dào）設（shè）定值時停止通汽，但換熱器仍（réng）然有餘熱使空氣溫度繼續上升，反之亦然，這樣會造成（chéng）溫度波動過大，影響（xiǎng）設備的幹燥質量。建議：通過控製（zhì）蒸汽流量的大（dà）小來保（bǎo）持進風溫度的高低，開始升溫時蒸（zhēng）汽流量較大，使進風（fēng）溫度盡（jìn）快接近設定值，然後自動調節蒸汽量使其緩緩接近設定值，^後保持穩定的蒸汽量使進風溫（wēn）度保（bǎo）持穩定。
    本文從沸騰幹燥（zào）機的工作原理等入手，結合工（gōng）藝操作參總結（jié）了（le）生產過程中的一些問題，並（bìng）簡要提出（chū）了該類設備改進的建議，希望設備生產廠家今後能研發出更多的能滿足製藥生產（chǎn）過程工藝要求、性能參數指標先進、可操作性強、環保、節能及經（jīng）濟技術指標先進的製藥幹燥設備。