在醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥、染料、顏料及其它精細(xì)化工生產(chǎn)過(guò)程的后處理工序中,常有過(guò)濾、洗滌、干燥等單元操作,這些單元操作通常由離心過(guò)濾機(jī)、洗滌槽以及干燥
烘干機(jī)等單元設(shè)備單獨(dú)運(yùn)作,設(shè)備間通過(guò)管道或采用其它方式輸送物料。
多種單元設(shè)備連成一個(gè)系統(tǒng)的大裝置、長(zhǎng)流程、低效率、難調(diào)節(jié)的生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)于固體含量較高的懸濁液,往往發(fā)生固體粘壁而堵塞管道,造成生產(chǎn)難以正常進(jìn)行。采取敞開式生產(chǎn),雖便于處理堵塞問(wèn)題,但對(duì)于醫(yī)藥、食品、生物制品等難以滿足GMP規(guī)范要求,而且對(duì)于易燃、易爆、有毒或劇毒的物料,還存在安全隱患。為了克服上述單元設(shè)備組合中存在的問(wèn)題與不足,同時(shí)滿足化學(xué)工業(yè)向高品質(zhì)、高附加值、多品種、小批量的轉(zhuǎn)變.集過(guò)濾、洗滌、干燥于一體的多功能設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。這種多功能設(shè)備大都具有過(guò)濾、洗滌、干燥三個(gè)主要功能,所以統(tǒng)稱為過(guò)濾干燥烘干機(jī),俗稱“三合一”;有的過(guò)濾干燥烘干機(jī)還兼有反應(yīng)、萃取、結(jié)晶、洗滌、濃縮、蒸發(fā)、混合、破碎等多項(xiàng)功能,因而又稱為多功能機(jī)。過(guò)濾干燥烘干機(jī)屬于高新技術(shù)設(shè)備,具有以下優(yōu)點(diǎn):
①密閉操作,多個(gè)工藝過(guò)程在同一設(shè)備內(nèi)完成,減少塵埃和微生物對(duì)物料品質(zhì)的影響,減少貴重物料的損耗,從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量。
②減少物料輸送環(huán)節(jié),特別是濾餅的的輸送,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)能力。
③過(guò)濾、洗滌操作可以在真空或加壓下進(jìn)行,過(guò)程操作靈活,容易控制。
④對(duì)于易燃、易爆、有毒或劇毒的危險(xiǎn)品的處理,減少對(duì)環(huán)境的污染,改善作業(yè)環(huán)境,操作安全。
⑤縮短流程,減少設(shè)備,減少?gòu)S房空間,降低工程投資。
過(guò)濾干燥烘干機(jī)為全密閉結(jié)構(gòu),間歇操作方式,采用真空過(guò)濾及加熱干燥脫除溶劑,特別適用于處理易燃易爆、有毒或劇毒的危險(xiǎn)產(chǎn)品,貴重產(chǎn)品,以及不允許有污染的鮮美食品、生物制品和藥品等。
自二十世紀(jì)六十年代以來(lái),瑞士、德國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、俄羅斯等國(guó)相繼開發(fā)多功能過(guò)濾干燥烘干機(jī);最近十年來(lái),我國(guó)有關(guān)單位在引進(jìn)、消化的基礎(chǔ)上,研制出多種結(jié)構(gòu)類型的過(guò)濾干燥烘干機(jī)。
1、立式罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
1.1立式固定罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
國(guó)內(nèi)開發(fā)多種立式固定罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī),它們的結(jié)構(gòu)大同小異,基本結(jié)構(gòu)如圖l所示。
罐頂安裝傳動(dòng)裝置,由變頻電機(jī)控制轉(zhuǎn)速、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn);罐內(nèi)裝有液壓控制升降的攪拌漿,攪拌軸與攪拌漿可做成空心結(jié)構(gòu),通入熱介質(zhì)供干燥時(shí)加強(qiáng)傳熱;罐內(nèi)橫向設(shè)有過(guò)濾板——濾床,將罐隔成上下兩個(gè)隔間,上面的隔間加入物料、惰性氣體,下面的隔間抽真空,使上下形成一個(gè)壓力差,以加速過(guò)濾速率;罐外側(cè)及過(guò)濾板下有加熱(冷卻)夾套或盤管;在上面隔間側(cè)下部設(shè)有出料口,聯(lián)結(jié)孔塞式放料閥;罐底——底盤在拆卸時(shí)可通過(guò)液壓控制升降。
過(guò)濾,頂部進(jìn)料,濾液由底部排出;干燥,加熱蒸汽自側(cè)壁夾套進(jìn)入,冷凝水自底部盤管排出,攪拌器翻動(dòng)物料,上部抽真空,真空口設(shè)有布袋分離器;卸料時(shí),打開放料閥,由攪拌漿將物料推出。
1.2立式翻轉(zhuǎn)罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
立式固定罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)卸料不干凈,為使卸料干凈,并增加反應(yīng)功能,在立式固定罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)的,基礎(chǔ)上,發(fā)展了立式翻轉(zhuǎn)罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)。
立式翻轉(zhuǎn)罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)根據(jù)罐底形狀又分為兩種類型:一,平板罐底;二,橢圓形罐底。它們都可以在垂直的平面內(nèi)翻轉(zhuǎn)而停止在360°任一位置上,都具有反應(yīng)、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等功能。過(guò)濾、洗滌操作同立式固定罐形過(guò)濾干燥烘干機(jī);反應(yīng)、結(jié)晶、干燥操作時(shí),翻轉(zhuǎn)過(guò)濾干燥烘干機(jī),使其下隔間位于上部;卸料時(shí),翻轉(zhuǎn)傾斜過(guò)濾干燥烘干機(jī),使出料閥位于底部,開啟出料閥,由攪拌漿將物料推出。
立式翻轉(zhuǎn)平板罐底過(guò)濾干燥烘干機(jī)主體結(jié)構(gòu)類似圖l,但無(wú)支腿或車輪,翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)類似圖2所示的支架。
立式翻轉(zhuǎn)橢圓罐底過(guò)濾干燥烘干機(jī),結(jié)構(gòu)如圖2所示。其特點(diǎn)是,罐體之簡(jiǎn)體部分帶夾套,簡(jiǎn)體與橢圓形罐底之間有過(guò)濾板和網(wǎng)篩構(gòu)成的過(guò)濾裝置,罐底中心設(shè)有真空口(溶劑出口),進(jìn)料口與出料口在罐頂,靠近罐頂及過(guò)濾裝置處均有攪拌器,罐體安裝在可使其翻轉(zhuǎn)的支架上。過(guò)濾、洗滌時(shí),設(shè)備在正常位;干燥、卸料時(shí),將罐體旋轉(zhuǎn)180°,出料口向下。
2、立式筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
2.1立式固定筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
固定筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3所示,上部呈圓筒形,下部呈錐形,所以稱之為筒錐形。上部園筒與下部錐體均為雙層夾套結(jié)構(gòu):內(nèi)夾套為濾液通道,內(nèi)壁上開小孔,內(nèi)壁里側(cè)依次為濾布、濾網(wǎng)(復(fù)合孑L板網(wǎng)),濾液經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)、濾布及內(nèi)夾套內(nèi)壁先進(jìn)入內(nèi)夾套,再經(jīng)濾液出口流出;外夾套為熱介質(zhì)或冷介質(zhì)通道,供加熱或冷卻用。容器頂部安裝驅(qū)動(dòng)裝置,設(shè)備中間傳動(dòng)軸上裝有螺旋刮刀、攪拌漿和推料螺旋。驅(qū)動(dòng)裝置可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn),將物料提上或推下。
作為立式固定筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)的改進(jìn)型,轉(zhuǎn)軸下部與螺帶做成空心,走冷介質(zhì)或熱介質(zhì),以加強(qiáng)傳熱。
具體操作過(guò)程:加料,先把物料從頂部加料口加入設(shè)備內(nèi);過(guò)濾,打開濾液出口,通過(guò)在濾液出口處抽真空或在設(shè)備頂部施加壓縮空氣的方法對(duì)物料進(jìn)行過(guò)濾;洗滌,暫停過(guò)濾,洗滌用溶劑也從頂部加入,在攪拌下進(jìn)行洗滌,洗滌畢繼續(xù)過(guò)濾操作;干燥,向上述所有的空心旋轉(zhuǎn)部件和外夾套中通人熱介質(zhì),對(duì)物料進(jìn)行加熱,同時(shí)在設(shè)備頂部抽真空,對(duì)物料進(jìn)行真空干燥;卸料,打開下部的快開式出料閥,使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)按反方向旋轉(zhuǎn).推料螺旋自動(dòng)把干燥好的物料推出機(jī)外。
另,結(jié)構(gòu)與圖3類似的溶劑型真空過(guò)濾干燥裝置,底部錐體無(wú)過(guò)濾和加熱干燥裝置,僅起到出料斗作用,適用于處理含有揮發(fā)性溶劑的晶漿。
2.2立式翻轉(zhuǎn)筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)
立式固定筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)不能用于反應(yīng),而且夾套在加熱或冷卻時(shí)由于隔著過(guò)濾系統(tǒng),傳熱阻力大,為解決這些問(wèn)題發(fā)展了立式翻轉(zhuǎn)筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)。
立式翻轉(zhuǎn)筒錐形過(guò)濾干燥烘干機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4所示f≈(左圖為結(jié)構(gòu)示意圖,右圖為旋轉(zhuǎn)225。時(shí)通過(guò)中心軸(漿軸)的剖視圖)。顯然,較之固定型,翻轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜了許多。筒體上帶有夾套并設(shè)有各連接口,上部有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的刀軸及數(shù)把刀片構(gòu)成的粉碎裝置;中部?jī)蓚?cè)連接由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的空心主軸及支撐軸,真空介質(zhì)通過(guò)主軸及管路與筒體上的的進(jìn)料口相連通,熱介質(zhì)通過(guò)支撐軸與加熱口相連通;頂部有雙向伸縮氣缸,由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的軸套、漿軸,氣缸活塞與漿軸相連:簡(jiǎn)體內(nèi)漿軸底部裝有數(shù)把漿葉,軸套上部設(shè)有攪拌翼:簡(jiǎn)體與下部錐體之間安裝濾板。這種結(jié)構(gòu)使得它具有反應(yīng)、結(jié)晶、過(guò)濾、打漿清洗、穿流干燥、真空干燥、破碎等多種功能。翻轉(zhuǎn)使加料口向上加入原料,原料穿過(guò)濾板進(jìn)入簡(jiǎn)體內(nèi)反應(yīng),結(jié)晶。如果僅用于過(guò)濾、干燥,晶漿可通過(guò)壓縮空氣進(jìn)口或清洗口加入。過(guò)濾,設(shè)備處于圖4左所示的直立位置,連接真空管的空心主軸抽真空,進(jìn)行真空過(guò)濾,或壓縮空氣壓濾,當(dāng)濾液大部分排除后,通過(guò)氣缸控制漿軸降低漿葉壓緊濾餅——機(jī)械壓濾;洗滌,自清洗口加入溶劑,在攪拌下,采用打漿再抽濾的方法進(jìn)行,過(guò)濾、洗滌完畢,漿葉下降并反轉(zhuǎn)將濾餅刮成片狀;干燥,可預(yù)先向簡(jiǎn)體送入熱風(fēng)進(jìn)行穿流干燥,再翻轉(zhuǎn)到210°—240°,夾套內(nèi)通人熱介質(zhì),啟動(dòng)攪拌翼,進(jìn)行真空干燥,當(dāng)干燥過(guò)程需要破碎時(shí),啟動(dòng)刀軸:卸料,筒體翻轉(zhuǎn)到圖4右所示位置,打開排料閥,攪拌翼將物料推出。