CN104165512A - 多功能干燥机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能干燥机系统，适用于生物、制药、化工等行业的滤饼状、结晶状且易氧化、在生产工艺过程需软水或有机溶剂过滤洗涤、消毒灭菌、溶剂回收、破碎、制粒并在终端真空干燥的制品或制剂的干燥生产。该系统的搅拌器的转轴上设有用于碎料的破碎刀片、用于翻料混合的第一、第二桨叶；破碎刀片，第一、第二桨叶自上而下分布；所述转轴旋转时，第一、第二桨叶适于分别向下、向上翻料，从而使物料在第一、第二桨叶之间形成绕转轴公转的涡流，进而使物料在绕转轴旋转的同时，随所述涡流自转，进而延长了物料的运行距离、增加了翻料次数，提高了洗涤料的纯净度和干燥过程中的干燥效率，同时在过滤时能打破滤饼结层，使过滤充分彻底。

Description

多功能干燥机系统

本申请是分案申请，原申请的申请号：2012100688351，申请日：2012-03-16，发明创造名称：多功能干燥机系统。

技术领域

本发明涉及干燥设备的技术领域，具体是一种多功能干燥机系统，适用于生物、制药、化工等行业的滤饼状、结晶状且易氧化、在生产过程中需软水或有机溶剂洗涤、消毒灭菌、溶媒洗涤、破碎、制粒并在终端真空干燥的制品或制剂。

背景技术

目前，国内生物、医药、化工等行业特有的易氧化滤饼状、结晶状制品或制剂中间体原料，且在工艺生产过程需软水或有机溶剂洗涤，并需多品种基料混合。和对滤饼状、块状原料的破碎以及终端需制粒而再实现真空干燥而获得原料成品。均沿用传统的单机生产作业，即以单机的技术功能来完成产品在上述工艺生产中单一工艺步骤。由此而导致生产工艺环节多，生产周期长，且在工艺流转中增多物流交叉污染，以及固定生产成本的增加等技术缺陷，且不利于上述相关行业的新品研发或产业生产。如何提供一种汇集洗涤、过滤、混合、破碎，以及在终端完成真空干燥于一体的多功能使用性能，且在干燥生产过程中，实现对含有有机溶剂的冷凝回收循环利用的多功能干燥机系统，是本领域的技术难题。

发明内容

本发明首要解决的技术问题是提供一种结构简单、可提高可用组分的回收率的多功能干燥机系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的多功能干燥机系统，其包括采用夹套传热的立式干燥主机（1），所述干燥主机（1）的顶部一侧设有热蒸汽出口，该热蒸汽出口依次经一换热器（2）、分布式直立冷凝器（3）与一用于收集溶剂的缓冲罐（4）的顶部入液口相连；所述分布式直立冷凝器（3）内分布有直立冷却管（3-1），各直立冷却管（3-1）的上方设有盘式布液器（3-2）；该盘式布液器（3-2）上分布有通孔，盘式布液器（3-2）的中央设有溢流环（3-20），所述分布式直立冷凝器（3）的入口底端向下延伸至所述溢流环（3-20）内，以使来自所述换热器（2）的气、液适于全部送入溢流环（3-20）内；使用时，溢流环（3-20）内的气、液适于向四周均匀溢出，并均布于所述盘式布液器（3-2）的主体上，以使经过该盘式布液器（3-2）的气、液体均匀分布于所述的各直立冷却管（3-1）的顶部，进而提高了冷凝效果，避免了布液不均导致的冷凝不充分的问题，提高了可用组分的回收率。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种结构简单、对结块物料的粉碎效果较好且适于提高干燥效率的多功能干燥机系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的多功能干燥机系统，其包括采用夹套传热的立式干燥主机（1），该干燥主机（1）中设有搅拌器，其特点是：该搅拌器的转轴（1-1）上设有用于碎料的破碎刀片（1-3）、用于翻料混合的第一、第二桨叶（1-4，1-5）；破碎刀片（1-3），第一、第二桨叶（1-4，1-5）自上而下分布；所述转轴（1-1）旋转时，第一、第二桨叶（1-4，1-5）适于分别向下、向上翻料，从而使物料在第一、第二桨叶之间形成绕转轴公转的涡流，进而使物料在绕转轴旋转的同时，随所述涡流自转，进而延长了物料的运行距离、增加了翻料次数，提高了洗涤料的纯净度和干燥过程中的干燥效率，同时在过滤时能打破滤饼结层，使过滤充分彻底。

所述第二桨叶（1-5）下端设有孔板（1-7）或网板；孔板（1-7）或网板下方设有盘管式换热器（1-8），该盘管式换热器（1-8）的下方处于干燥主机（1）底部设有热风送风口；在干燥主机（1）的侧壁上与所述第二桨叶（1-5）等高处设有出料口（1-6）。

所述干燥主机（1）的顶部中心设有用于设置所述转轴（1-1）的密封套筒（15），该密封套筒（15）的顶部密封设有与所述转轴（1-1）相连的变频电机（16），该密封套筒（15）的中部设有入料口，该入料口上密封设有适于快密封的螺旋加料器（12），在所述密封套筒（15）内的转轴（1-1）上且于所述入料口下方设有与所述密封套筒（15）的内壁小间隙配合的刮料板（1-2）。

邻近所述干燥主机（1）的顶部设有：适于360度旋转的用于喷洒软水或有机溶媒或清洗液的清洗球（13）和用于喷洒高温水蒸气或灭菌液的喷头（14），以实现消毒灭菌。在洗涤工作时，其洗涤液经输送泵输入，并有输入产生的水压促使清洗球的转子高速旋转，其洗涤液经球体导流孔喷出，在搅拌翻料的同时，实现对基料的洗涤，而在消毒灭菌过程中，水蒸气或灭菌液则经喷头射出，以致达到灭菌消毒的工艺要求，最终经洗涤的含杂滤水由容器中的旋流式复式席形网板由真空抽滤排出，在有机溶媒洗涤时，其滤液则在抽真空进入溶剂回收缓冲罐收集，鉴于提高干燥速率的要求，本干燥主机（1）除采用夹套传热外，在干燥主机（1）的底部设有盘管式换热器，以致在干燥时，实现夹套传热和盘管换热全方位传导加热，从而提高干燥强度，缩短生产工艺时间，提高生产能力的实用性效果。

作为一种优化的方案，所述破碎刀片（1-3）至少包括：一对对称设置的长刀片和一对对称设置的短刀片。采用的刀片长短不一，一方面刀片适于破碎团块物料，另一方面短刀片留出的较大剩余空间，适于实现快速落料，以提高干燥效率。

作为具体优化的方案，所述破碎刀片（1-3）呈米字型，其包括：两对十字形分布的长刀片和两对十字形分布的短刀片；短刀片的长度为长刀片的1/3至1/2；各叶片等夹角分布。

作为一种优化的方案，所述破碎刀片（1-3）的长、短刀片的界面呈圆形，以尽量避免在长、短刀片上积料。

本发明的干燥主机（1）内置有具有破碎功能的米字型刀片和翻料混合功能的一对桨叶，米字型刀片的刀片叶长短不一，以致在工作时，物料由容器上方经螺旋加料器推料进入时，能达到完全的破料，而一对翻料用的桨叶则分布为正反向叶片，以致在工作时，能达到上下，向里向外全方位翻料，避免死角，达到洗涤质量的均匀性，在出料口（1-6）产品出料时，又能实现推料排料，达到自动出料的功能。

作为优选的方案，所述热蒸汽出口还依次与布袋除尘器10、引风机及水膜除尘器11相连。所述缓冲罐（4）与一真空机组（5）相连，在所需干燥的物料为浆料时，真空机组用于对所述干燥主机进行真空抽滤，所述过滤网适于实现物料和液体的分离。

换热器（2）的输入管路上设有第一控制阀，布袋除尘器的输入管路上设有第二控制阀。

所述换热器（2）和分布式直立冷凝器（3）构成二级冷凝挥发溶媒回收装置，是本发明适应节能减排及低碳生产所进行的设计，其通过二级冷凝器的不同设计，以致在受热气化挥发溶剂的回收工艺过程提高回收率，进一步节约资源消耗，降低生产企业运行成本。通过提高溶剂回收率，利于生产环境的改善，实现再生利用。冷凝器有过滤袋，折叠波纹翅片，液流导向管，进气通道，和液流通道等组成，通过多层折叠波纹翅片的压制叠加，并以密封形式坚固，以致形成迷宫式气流通道和液流通道。

溶媒回收装置工作时，第一控制阀21开启，第二控制阀22关闭，由干燥主机排出的气化挥发气体输入换热器（2），挥发气体与冷却液在各自通道内实现间壁换热，以致挥发气体接受冷却液的冷却换热过程，由气体转化为气液，其气液随着真空机组5抽真空的引力，继而进入二级冷却器（即分布式直立冷凝器），二级冷却器分别由气液通道和冷冻液通道组合而成，同样气液和冷却液在各自的通道内的进行中实现热交换，气液(35℃)受冷冻液(-3℃)的冷却，即转化为露液(8℃)，由此由二级冷却器下端设计收集管汇集输送至溶剂回收缓冲罐，完成溶剂冷凝回收的全过程。

作为进一步优化的方案，为解决溢流环（3-20）内的压力较大而导致局部布气、液不均的问题，溢流环（3-20）内的通孔个数少于该盘式布液器（3-2）其余部分的通孔个数，或溢流环（3-20）内的通孔直径小于该盘式布液器（3-2）其余部分的通孔直径。

作为进一步优选的方案，邻近所述孔板（1-7）的中心分布有朝逆时针排列的斜孔；该孔板（1-7）的其余部分分布有朝顺时针排列的斜孔。使用时，来自干燥主机底部送风口的热风经过该孔板后，形成多对螺旋方向相反的上升气流，利于湍流的形成，利于传热介质，进一步延长物料的运行距离、增加翻料次数，提高干燥效果和干燥效率。

网板用于满足在洗涤、过滤过程中使杂质和滤液分离，为适应不同类别有机洗涤液的使用要求，网板为席形网，其采用不锈钢镍烧结，其滤网孔由5um～0．1mm不等，由此满足不同工艺原料所需的过滤脱液，席形滤网扳设于干燥主机的中下部，并采用快装更换式结构，以利在使用时的安装和折清，为达到席滤网具有纯净、安全，耐用的使用，本发明的网板包括上下依次设置的保护层、导流层、过滤层和支撑层。

保护层是网孔较大的金属网，具有抗冲击和抗杂质能力，通过保护层的保护，以致在工艺生产中的安全，确保生产正常运行；导流层是均匀分布有导流通孔的孔板，其以导流孔为导向，即通过洗涤而流入滤网的脱液，经导流层的分布，以致达到液流分布均匀，规避因液流量的不均匀性而导致积液影响洗涤质量，通过导流层的均匀分布，最终达到纯净洗涤过虑质量；过滤层是网孔较小的滤网，完成对洗涤杂质的过滤或分离，以致保证工艺原料的纯度而设计；支撑层则是一支撑架，用于维护洗涤过滤所承载工作负荷，通过四个不同工艺的承载能力的有机组合，以致完成不同原料或中间体制品、工艺所需的过滤洗涤作业。

引风机及水膜除尘器11采用微尘水膜除尘技术，是本发明实现低碳生产的一项技术设计，其目的在于更好改善生产环境，最大限度地减少生产中的废气排放，引风机及水膜除尘器11设于粉末除尘的排气的末端，其包括一级、二级的水洗喷头，将由真空排气管排出的废气进行喷淋洗涤，通过喷淋水达到对排放废气的中和吸收净化，其吸收喷淋水再经过滤而循环利用，最大限度地减少生产中的废气排放，优化生产环境，达到低碳生产的目的。

本发明的多功能干燥机系统适于采用人机界面智能控制，以工艺编程实现对传热温度、冷却换热温度、变频调速、洗涤液流量、缓冲罐气压切换、真空压力等工艺数据的编程控制，数据显示以PLC操作，实现人机界面，人机对话的控制操作管理，以致达到快捷，方便，准确的现代管理水平，其控制手段同时可纳入相关企业控制中心，实现联网操作管理。

本发明具有的技术效果：（1）本发明的多功能干燥机系统适用于生物、制药、化工等行业的滤饼状、结晶状且易氧化、在生产工艺过程需软水或有机溶剂过滤洗涤、消毒灭菌、溶剂回收、破碎、制粒并在终端真空干燥的制品或制剂的干燥生产。本发明的多功能干燥机系统包括:立式夹套传热真空容器（即干燥主机），一级组合板式冷凝器，组合式冷却器及溶剂回收罐组成的洗涤，灭菌，制粒干燥的密闭真空系统。真空容器内置有：破料装置，正、反向旋转桨叶与变频调速搅拌器，容器内顶部没有360度旋转清洗球和喷头，搅拌器下方置有可更新的复式旋流席形网板，其底部为盘管式换热器。在洗涤作业时，搅拌器正反向混合翻料，清洗球喷淋洗涤液及真空抽滤综合应用，完成洗涤功能，继而干燥时，则抽真空夹套传热，盘管加热器传导换热，以致提高干燥速率，随着有机溶媒受热气化，挥发气体随抽真空经二级冷凝冷却而溶媒被回收。采用高温水蒸气或灭菌液，以致达到物料的灭菌，以致在同一设备完成灭菌，洗涤，干燥，溶媒回收等多功能实用性。（2）本发明的多功能干燥机系统分别采用真空夹套传热技术，动态搅拌翻料混合技术，快料碎料，360度旋转清洗球洗涤，喷淋，灭菌，以致在物料洗涤工艺过程，实现动态洗涤，去除中间体原料杂质，达到洗涤均匀，纯净度高的清洗作业效果，继而在真空干燥工艺过程，本机采用在真空夹套传热的基础上，同时在容器底部设置盘管式加热，以致提高干燥速率和干燥生产能力，同时采用一级，二级冷凝冷却技术，实现在干燥工艺过程挥发溶媒的回收，加之采用水膜除尘技术，实现对干燥微尘的喷淋洗涤，达到洁净生产的技术要求。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的多功能干燥机系统的结构示意图；

图2是本发明的盘式布液器的径向剖面图；

图3是所述盘式布液器的俯视图；

图4是本发明的米字型破碎刀片的侧面视图；

图5是本发明的米字型破碎刀片的俯视图；

图6是本发明的第一桨叶的侧面视图；

图7是所述第一桨叶的另一侧面视图；

图8是所述的第一桨叶的俯视图；

图9是本发明的第二桨叶（搅拌桨叶）的侧面视图；

图10是所述第二桨叶的另一侧面视图；

图11是所述孔板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

如图1，本实施例的多功能干燥机系统，其包括：圆筒式干燥主机1、换热器2，分布式直立冷凝器3，缓冲罐4，真空机组5，初效、中效过滤器6，鼓风机7，蒸汽加热器8，高效过滤器9，布袋除尘器10，引风机及水膜除尘器11。干燥主机1为隔套加热的圆筒体，换热器2为高效板式换热器。

初效、中效过滤器6依次经鼓风机7、蒸汽加热器8、高效过滤器9与干燥主机1底部的送风口相连，所述干燥主机1的顶部一侧设有热蒸汽出口，该热蒸汽出口依次经一换热器2、分布式直立冷凝器3与一用于收集溶剂的缓冲罐4的顶部入液口相连；所述热蒸汽出口还依次与布袋除尘器10、引风机及水膜除尘器11相连。

在与所述换热器2和布袋除尘器10的入口相连的管路上分别设有第一控制阀21和第二控制阀22。

所述干燥主机1中设有转轴1-1，在干燥主机1内，所述转轴1-1上设有用于碎料的破碎刀片1-3、用于翻料混合的第一桨叶1-4、第二桨叶1-5；破碎刀片1-3，第一桨叶1-4、第二桨叶1-5自上而下分布；如图7和10，第一桨叶1-4、第二桨叶1-5的叶片朝向相反，且所述转轴1-1旋转时，第一桨叶1-4、第二桨叶1-5适于分别向下、向上翻料。

如图4和5，所述破碎刀片1-3呈米字型，其包括：两对十字形分布的长刀片和两对十字形分布的短刀片；短刀片的长度为长刀片的1/3至1/2；各叶片等夹角分布。所述破碎刀片1-3的长、短刀片的界面呈圆形，以尽量避免在长、短刀片上积料。

所述第二桨叶1-5下端设有孔板1-7或网板；孔板1-7或网板下方设有盘管式换热器1-8，该盘管式换热器1-8的下方处于干燥主机1底部设有热风送风口；在干燥主机1的侧壁上与所述第二桨叶1-5等高处设有出料口1-6。

如图1至3，所述分布式直立冷凝器3内分布有直立冷却管3-1，各直立冷却管3-1的上方设有盘式布液器3-2；该盘式布液器3-2上分布有通孔，盘式布液器3-2的中央设有溢流环3-20，所述分布式直立冷凝器3的入口底端向下延伸至所述溢流环3-20内，以使来自所述换热器2的气、液适于全部送入溢流环3-20内；使用时，溢流环3-20内的气、液适于向四周均匀溢出，并均布于所述盘式布液器3-2的主体上，以使经过该盘式布液器3-2的气、液体均匀分布于所述的各直立冷却管3-1的顶部，进而提高了冷凝效果，避免了布液不均导致的冷凝不充分的问题，提高了可用组分的回收率。

如图3，为解决溢流环3-20内的压力较大而导致局部布气、液不均的问题，溢流环3-20内的通孔个数少于该盘式布液器3-2其余部分的通孔个数，或溢流环3-20内的通孔直径小于该盘式布液器3-2其余部分的通孔直径。

邻近所述孔板1-7的中心分布有朝逆时针排列的斜孔；该孔板1-7的其余部分分布有朝顺时针排列的斜孔。使用时，来自干燥主机底部送风口的热风经过该孔板后，形成多对螺旋方向相反的上升气流，利于进一步延长物料的运行距离、增加翻料次数，提高干燥效果和干燥效率。

所述缓冲罐4与一真空机组5相连，在所需干燥的物料为浆料时，真空机组5用于对所述干燥主机进行真空抽滤，所述过滤网适于实现物料和液体的分离。

所述干燥主机1的顶部中心设有用于设置所述转轴1-1的密封套筒15，该密封套筒15的顶部密封设有与所述转轴1-1相连的变频电机16，该密封套筒15的中部设有入料口，该入料口上密封设有适于快密封的螺旋加料器12，在所述密封套筒15内的转轴1-1上且于所述入料口下方设有与所述密封套筒15的内壁小间隙配合的刮料板1-2。

邻近所述干燥主机1的顶部设有：适于360度旋转的用于喷洒软水或有机溶媒或清洗液的清洗球13和用于喷洒高温水蒸气或灭菌液的喷头14，以实现消毒灭菌。

Claims (2)

1.一种多功能干燥机系统，包括干燥主机（1），其特征在于：该干燥主机（1）的顶部一侧设有热蒸汽出口，该热蒸汽出口依次经一换热器（2）、分布式直立冷凝器（3）与一用于收集溶剂的缓冲罐（4）的顶部入液口相连；

所述分布式直立冷凝器（3）内分布有直立冷却管（3-1），各直立冷却管（3-1）的上方设有一盘式布液器（3-2）；该盘式布液器（3-2）上分布有通孔，盘式布液器（3-2）的中央设有溢流环（3-20），所述分布式直立冷凝器（3）的入口底端向下延伸至所述溢流环（3-20）内。

2.根据权利要求1所述的多功能干燥机系统，其特征在于：所述溢流环（3-20）内的通孔个数少于该盘式布液器（3-2）其余部分的通孔个数，或溢流环（3-20）内的通孔直径小于该盘式布液器（3-2）其余部分的通孔直径。