[科普中国]-双锥回转真空干燥机

双锥回转真空干燥机为双锥形的回转罐体，罐内在真空状态下，向夹套内通入蒸汽或热水进行加热，热量通过罐体内壁与湿物料接触，湿物料吸热后蒸发的水汽，通过真空泵经真空排气管被抽走。由于罐体内处于真空状态，且罐体的回转使物料不断的上下内外翻动，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，达到均匀干燥的目的。双锥回转真空干燥机系统主要由双锥回转真空干燥机、冷凝器、除尘器、真空抽气系统、加热系统、冷却系统、电控系统等组成。

简介双锥回转真空干燥机是集混合、真空干燥于一体的干燥设备。真空干燥的过程就是将被干燥物料置于密封的筒体内，用真空系统抽真空的同时对被干燥物料不断加热，使物料内部的水分通过压力差或浓度差扩散到表面，水分子（或其他不凝气体）在物料表面获得足够的动能，在克服分子间的相互吸引力后扩散到真空室的低压空间，被真空泵抽走而完成与固体的分离。

特性双锥回转真空干燥机表现为一下特性：

（1）真空干燥的过程中，筒体内的压力始终低于大气压力，气体分子数少，密度低，含氧量低，因而能干燥容易氧化的药品，减少物料染菌的机会。

（2）由于湿分在汽化过程中温度与蒸汽压力成正比，故真空干燥时，物料中的湿分在低温下就能汽化，达到低温干燥，特别适用于有热敏性物料的药品生产。

（3）真空干燥可消除常压热风干燥易产生的表面硬化现象，这是因为真空干燥物料内和表面之间压差大，在压力梯度作用下，水分很快移向表面，不会出现表面硬化。

（4）由于真空干燥时，物料内和外部之间温度梯度小，由于逆渗透作用使得湿分能够独自移动并收集，有效克服热风干燥所产生的失散现象。

技术参数双锥回转真空干燥机的顶角为90°～60°（视物料的静止角而定），物料的填充率为30%～50%。设备转速一般按N≤42.3D½r/min确定（D为最大回转直径）。夹套的传热系数U与操作压力无关，对不黏结物料U=116～140W/(m²·K)，黏结性物料U=80～93W/(m²·K)。其传热面积以物料接触筒体壁的面积为计算基准。干燥机筒体按压力容器设计，内筒受外压，外筒受内压1。

选用物料的特性1）物料的黏度。 物料的黏度随其湿分而变化，黏度可使物料团聚成块、且粘着筒体壁上，干燥后易黏附在除尘器和管壁上。可采用气动振击和破碎装置。

2）物料的容许温度。 容许温度是物料所能承受的最高温度。超过该温度，将导致物料效价改变、分解破坏或变色。

3）物料的堆密度 单位体积的物料质量称为堆密度。由于物料是绝干物料与湿分的混合物，绝干物料又往往为颗粒状、粉末状或固块状物质，并且随着物料中湿分不同导致绝干物料颗粒间的间隙也不同。原始湿物料和干燥过程中物料的堆密度有很大差别，选择干燥机时应予注意。

4）物料的滑移角 堆放颗粒状或粉状物料时，当物料堆斜面与底面间夹角增大到某个角度时，将发生侧面物料向下滑落的现象。这个发生物料滑落的斜面与底面的夹角称该物料的滑移角。滑移角与物料组成、湿含量、粒度和黏性有关。选择双锥干燥机时，可以参考物料的滑移角，选择锥体的角度大小2。

干燥温度随物料的物性不同，可选择适当的温度。通常可选用变温干燥法，在干燥初期温度低，逐渐提高温度，以增大干燥速率。

开始抽真空并加热时，干燥速度慢，当物料加热到水的汽化温度以上时，干燥速度会突然加快，物料在允许温度范围内被加热到相应压力下的汽化温度而大量汽化，这时物料温度保持不变，加入的热量供作汽化热和各项热损失，真空系统不断排出汽化的蒸汽，保持蒸发表面与空间的压力差，使干燥持续进行。物料的湿含量减小到一定程度，从物料中蒸发出来的水分减少了，在加热量不变的情况下，物料温度开始升高，蒸发表面与空间压差减小，干燥转入减速阶段。干燥速度逐渐下降，直至零。

工作真空度通常选用10³~10⁴Pa。真空度高，物料中湿分汽化温度低，干燥速度快。但真空度过高，导致抽气系统成本增加，干燥后的物料价格增高，经济上不合算。

旋转速度虽然说双锥回转真空干燥机筒体的旋转速度越快，干燥速度也就越高。但在干燥初期，如果较快的旋转速度，很容易使物料出现粘结成团的现象，因此，在干燥初期采用较低的转速，等到物料表面较干时在提高筒体的旋转速度。干燥后期，随着物料含水量的降低，旋转速度也应适当的降低，，此时提高转速对干燥速度的提高无益。所以，在干燥过程中工作人员应随时根据物料的情况来调控。

影响因素①被干燥物料的状况（如物料形状、大小尺寸、堆置方法），物料本身的含湿量、密度、黏度等性能。另外，若采用提高物料的初温、经真空过滤前处理、降低物料含湿量等方法，均能提高真空干燥速度。

物料的堆密度：物料的堆密度指单位体积的物料质量。由于物料是绝干物料与湿分的混合物，绝干物料又往往为颗粒状或粉末状，由于物料中湿分不同导致绝干物料颗粒间的间隙也不同。故原始湿物料和干燥过程中物料的堆密度也有很大差别，这在原料制备时尤须注意。

物料的容许温度：容许温度是物料所能承受的最高温度，超过该温度将导致物料效价改变、分解破坏或变色。热敏性药品一般可采用≤60℃左右。

物料的粘度：物料的粘度随湿分而变化，粘度可使物料团聚成块、且粘着筒体壁上，干燥后易粘附在除尘器和管通上。为解决此问题，悬架式双锥回转真空干燥机采用了气动振击和破碎装置。

物料的滑移角：堆放颗粒状或粉末状物料时，当物料堆斜而与底面间夹角增大到某个角度时，将发生侧面物料下滑落的现象。这个发生物料滑落的斜而与底部的夹角称该物料的滑移角。滑移角与物料组成、湿含量、粒度和粘度有关。故双锥回转真空干燥机的设计和选择时，应根据物料的滑移角选择筒体双锥体的角度。

②真空度越高，越利于水分在较低温度下汽化，但真空度过高则不利于热传导，影响对物料的加热效果。为提高物料干燥速度，应根据物料的特性综合考虑真空度。通常，真空度应不低于10⁴Pa。

操作规程1、开车前检查：

a、开启真空泵检查，管道连接处、填料函是否泄漏，进、出料口密封是否良好，真空表反应是否灵敏。

b、开启冷却水阀门检查载热管道连接处，填料函是否泄漏，压力表反应是否灵敏。

c、检查电控柜各仪表、按钮、指示灯是否正常，检查接地线是否良好，有无漏电，短路现象存在。

d、在各油杯中加满润滑脂，起动电机空车运转，听噪声是否正常，若不正常，应检查出噪声的来源，并加以排除。

2、将需干物料加入容器内（粉状、细小粒状、浆状物料采用真空进料），然后关闭进料孔盖。

3、关闭排真空阀后，开真空泵，使干燥容器内呈负压（600 – 755 mmHg）。

4、合上电源开关，启动电机，按下工作电钮，干燥机开始旋转工作。

5、开启载热体阀门，让载热体进入干燥容器夹层内，按工艺要求验测。

6、物料干燥完成后，先关闭载热体阀门，然后向夹层内注入冷却水，待物料冷却到常温后，停止抽真空。开启排真空阀，关电机，停止干燥机旋转，打开孔盖出料。

用途本机适用于医药、食品、化工等行业的粉、粒状物料的真空干燥和混合，尤其适用有下列要求的物料：

1、不能接受高温的热敏性物料；

2、容易氧化，有危险的物料；

3、需回收溶剂和有毒气体的物料；

4、要求残留挥发物含量极低的物料；

5、要求混合充分，均匀的物料。2

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学