CN208124726U - 一种多功能干燥设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能干燥设备，该干燥装置可进行喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥、喷雾冷冻干燥、真空喷雾自冻结干燥等多种操作。该干燥装置包括有冻干箱、水汽凝结器、雾化喷嘴、电热管、制冷管、真空泵、高压泵组和制冷机；雾化喷嘴与高压泵相连；高压泵组将物料溶液和液氮送向雾化喷嘴；真空泵对冻干箱和水汽凝结器进行抽真空处理；制冷机中的制冷剂在搁板内的制冷管和水汽凝结器中循环；电热管对冻干箱内搁板进行加热；物料与液氮进行热量交换，物料快速降温冻干，随后在真空状态下水分升华为气态，最终使物料脱水干燥，在降低物料粉体直径的同时保证粉体的物理化学性质。

Description

一种多功能干燥设备

技术领域

本实用新型属于干燥技术领域，涉及一种多功能干燥设备。

背景技术

喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。在干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。喷雾干燥在制取干燥粉末时，它通过雾化装置将物料雾化，被雾化的物料与热气流交汇使得物料中的溶剂被蒸发，从而得到干燥的粉末。由于天然植物提取物和医药产品中的活性成分的耐热性能较差，药物活性容易遭到破坏。

冷冻干燥是将含水物料冻结到物料共晶点温度以下，在低温真空条件下使物料中的水分由冰直接升华而除去物料中水分的干燥方法。冷冻干燥通常在低温低压下进行，使其具有独特的优点，而广泛应用与医药，食品，化工、材料等高新领域，特别在纳米粉体的制备方面有其独特的优势。然而传统的冷冻干燥设备在制备纳米粉时有一定的局限性，喷雾冷冻干燥集中了喷雾干燥和冷冻干燥的优点，是制备纳米粉体最好的方法。

喷雾干燥和冷冻干燥技术通常被应用于天然植物提取物的生产、医药产品和生物化工产品的粉状药物的制备。与喷雾干燥相比，冷冻干燥得到的是圆饼形产品，未获得粉末状物料,还需要进行二次加工--机械研磨。但研磨精度不能很好地保证，得到的物料颗粒较大。并且由于二次加工的存在，在研磨过程中产生的摩擦热还会在一定程度上降低物料本身的品质。然而，喷雾干燥在制取干燥粉末时，它通过雾化装置将物料雾化，被雾化的物料与热气流交汇使得物料中的溶剂被蒸发，从而得到干燥的粉末。由于天然植物提取物和医药产品中的活性成分的耐热性能较差，药物活性容易遭到破坏。

所以提供一种集成上述两种干燥方法的优点，同时又克服它们的不足之处，在保证物料的物理化学性质的同时能降低物料粉体直径，得到均匀稳定的物料粉体的干燥设备是非常必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种多功能干燥设备。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多功能干燥设备，包括真空泵、冷凝机、水汽凝结器、冻干箱、物料罐和液氮罐，其特征在于：所述物料罐和液氮罐分别连接于冻干箱，所述冻干箱分别连接于冷凝机和水汽凝结器，所述水汽凝结器还分别连接真空泵和冷凝机，上述连接均为管道连接；所述冻干箱内设置有两组雾化喷嘴，所述雾化器的喷口高于液氮喷口。

所述雾化喷嘴包括由上至下依次连接的辅助雾化器和主雾化器。

所述冻干箱内还设置有搁板，所述搁板内部设置有制冷管和电热管，所述制冷管穿过冻干箱连接于所述的冷凝机形成回路；所述电热管通过电缆与真空电极相连；所述搁板上方设置还设置有物料盘。

所述物料罐和液氮罐均通过高压泵组连接于冻干箱。

所述水汽凝结器的底部通过低真空电磁压力差阀设置有排水阀。

所述真空泵与水汽凝结器之间还设置有真空隔膜阀。

该设备还包括控制面板，所述冻干箱上设置有与控制面板和测温热电偶、电热管连接的真空电极。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种多功能的干燥装置，根据需求既可以采用常规的喷雾干燥，也可以采用冷冻干燥。并且针对冷冻干燥方式提出了多种执行方案，可以选择最快最便捷最适用的方式，完成对物料的烘干。尤其是利用雾化器使物料与液氮同时喷洒进行热量交换形成颗粒，然后在真空状态下水分升华为气态，最终使物料脱水干燥的真空喷雾自冻结干燥方式，在降低物料粉体粒径的同时可保证粉体的物理化学性质。

将喷雾冷冻装置和冷冻干燥装置进行整合，使多种干燥过程过程可以在同一套设备内进行，无需手动地转移即可进行冷冻干燥过程，实现了操作的一体化和自动化，整个操作流程简单易行，方便使用者的同时降低操作危险，加强了职业安全防护，使工业自动化成为可能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中冻干箱结构示意图；

图3为本实用新型中雾化器结构示意图。

图中，1-真空泵、2-冷凝机、3-水汽凝结器、4-冻干箱、5-高压泵组、6-物料罐、7-液氮罐、8-制冷管、9-雾化喷嘴、10-搁板、11-测温热电偶、12-真空电极、13-电热管、14-辅助雾化器、15-主雾化器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型提供一种多功能干燥设备，包括真空泵1、冷凝机2、水汽凝结器3、冻干箱4、物料罐6和液氮罐7，其特征在于：所述物料罐6和液氮罐7分别连接于冻干箱4，所述冻干箱4分别连接于冷凝机2和水汽凝结器3，所述水汽凝结器3还分别连接真空泵1和冷凝机2，上述连接均为管道连接；所述冻干箱4内设置有两组雾化喷嘴9，所述雾化器9的喷口高于液氮喷口。

所述雾化喷嘴9包括由上至下依次连接的辅助雾化器14和主雾化器15。

如图3,雾化喷嘴9由主雾化器15和辅助雾化器14两部分构成；并且主雾化器15位于辅助雾化器14的下方。辅助雾化器14和主雾化器15的下端均有环缝，目的是为了使流下的物料得以加速从雾化器中喷出。物料从辅助雾化器14的上端进入。保护气体从辅助雾化器右端通气孔进入雾化器，并从辅助雾化器14下端的环缝喷出。对流下的物料进行保护与加速，并确保物料能顺利流入主雾化器15。主雾化器15的保护气体从主雾化器15右端通气孔进入，从主雾化器的下端环缝喷出。对流入主雾化器的物料进行加速，从而使物料获得所需的能量，实现物料的雾化。

所述冻干箱4内还设置有搁板10，所述搁板10内部设置有制冷管8和电热管13，所述制冷管8穿过冻干箱4连接于所述的冷凝机2形成回路；所述电热管13通过电缆与真空电极12相连；所述搁板10上方设置还设置有物料盘。

搁板上分布有测温热电偶、制冷管、和电热管，制冷管穿过冻干箱通过冷凝管道连接于冷凝机，形成冷凝回路；电热管对冻干箱内的搁板加热，构成加热系统。

所述物料罐6和液氮罐7均通过高压泵组5连接于冻干箱4。

所述水汽凝结器3的底部通过低真空电磁压力差阀设置有排水阀。

所述真空泵1与水汽凝结器3之间还设置有真空隔膜阀。

该设备还包括控制面板，所述冻干箱4上设置有与控制面板和测温热电偶11、电热管13连接的真空电极12。

真空电极12通过电缆连接外部控制面板和内部电热管、多组测温热电偶，传输电能、接收和反馈温度等信息，测温热电偶的位置可根据需要放置在不同位置。

实施例1

一种多功能干燥设备，如图1，包括有水汽凝结器3、冻干箱4、高压泵组5、雾化喷嘴9、电热管13；搁板10中包含制冷管8和电热管13，组成制冷和加热系统；物料罐6经过高压泵组5与雾化喷嘴9相连，组成喷雾系统。

喷雾干燥过程：高压泵组5将物料罐6提供的物料增压，经过物料管道到达雾化喷嘴9，喷向物料盘，与被电热管13加热的空气相接触，水分汽化，得到干燥产品。

实施例2

一种多功能干燥设备，如图1，包括有真空泵1、水汽凝结器3、冻干箱4、高压泵组5、雾化喷嘴9；搁板10中包含制冷管8和电热管13，组成制冷和加热系统；物料罐6经过高压泵组5与雾化喷嘴9相连，组成喷雾系统；真空泵1通过真空管道与水汽凝结器3、冻干箱4相连，构成真空系统。

真空干燥过程：高压泵组5将物料罐6提供的物料增压，经过物料管道到达雾化喷嘴9，喷向物料盘，在真空泵1提供的真空环境下，随着压力的降低而水的蒸发量增加，达到干燥作用，得到干燥产品。

实施例3

一种多功能干燥设备，如图1，包括有真空泵1、冷凝机2、水汽凝结器3、冻干箱4、高压泵组5、制冷管8、雾化喷嘴9、电热管13；冷凝机2通过冷凝管道与搁板10中制冷管8和水汽凝结器3相连；物料罐6经过高压泵组5与雾化喷嘴9相连，组成喷雾系统；真空泵1通过真空管道与水汽凝结器3、冻干箱4相连，构成真空系统。

冷冻干燥过程：物料罐6中的物料经高压泵组5的加压后通过物料管道进入雾化喷嘴9，喷向装有液氮的物料盘，之后对冻干箱抽真空处理，液体中的水分凝固后升华为蒸汽，在水汽凝结器3处凝华为霜，干燥结束后，液化为水，通过排水阀排出设备以外，达到干燥作用，获得纳米粉体。

实施例4

一种多功能干燥设备，如图1，包括有真空泵1、冷凝机2、水汽凝结器3、冻干箱4、高压泵组5、制冷管8、电热管13；冷凝机2通过冷凝管道与冻干箱4中的搁板10和水汽凝结器3相连，搁板10中包含制冷管8和电热管13，组成制冷和加热系统；物料通过高压泵组5进入雾化喷嘴9，液氮通过高压泵组5进入冻干箱4内，组成喷雾系统；真空泵1通过真空管道与水汽凝结器3、冻干箱4相连，构成真空系统。

喷雾冷冻干燥过程：液氮罐7中的液氮在高压泵组5的增压下喷向物料盘，同时物料罐6中的物料在高压泵组5的增压下，通过雾化喷嘴9喷向物料盘，两种雾状颗粒对流换热，使物料颗粒冻结到共晶点温度以下，实现物料的快速冷冻。在物料冷冻之后，在真空泵1提供的真空环境下，固态水分升华为水蒸汽，在水汽凝结器3处凝华为霜，干燥结束后化为水，通过排水阀排出设备以外，达到干燥作用，获得纳米粉体。

实施例5

一种多功能干燥设备，如图1，包括有真空泵1、冷凝机2 、水汽凝结器3、冻干箱4、高压泵组5、电热管13；冷凝机2只和水汽凝结器3相连；物料罐6、高压泵组5和雾化喷嘴9组成喷雾系统；真空泵1通过真空管道与水汽凝结器3、冻干箱4相连，构成真空系统。

真空喷雾自冻结干燥过程：在真空泵1提供的真空环境下，物料罐6中的物料在高压泵组5的增压下，通过雾化喷嘴9喷向物料盘，物料中的水分在真空环境下快速汽化，吸收大量热，从而可实现物料的快速抽真空自冻结。在物料冷冻之后，继续在真空泵1提供的真空环境下，固态水分升华为水蒸汽，在水汽凝结器3处凝华为霜，干燥结束后化为液态水，通过排水阀排出设备以外，达到干燥作用，获得纳米粉体。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种多功能干燥设备，包括真空泵（1）、冷凝机（2）、水汽凝结器（3）、冻干箱（4）、物料罐（6）和液氮罐（7），其特征在于：所述物料罐（6）和液氮罐（7）分别连接于冻干箱（4），所述冻干箱（4）分别连接于冷凝机（2）和水汽凝结器（3），所述水汽凝结器（3）还分别连接真空泵（1）和冷凝机（2），上述连接均为管道连接；所述冻干箱（4）内设置有两组雾化喷嘴（9），所述雾化喷嘴（9）的喷口高于液氮喷口。

2.根据权利要求1所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：所述雾化喷嘴（9）包括由上至下依次连接的辅助雾化器（14）和主雾化器（15）。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：所述冻干箱（4）内还设置有搁板（10），所述搁板（10）内部设置有制冷管（8）和电热管（13），所述制冷管（8）穿过冻干箱（4）连接于所述的冷凝机（2）形成回路；所述电热管（13）通过电缆与真空电极（12）相连；所述搁板（10）上方设置还设置有物料盘。

4.根据权利要求3所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：所述物料罐（6）和液氮罐（7）均通过高压泵组（5）连接于冻干箱（4）。

5.根据权利要求4所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：所述水汽凝结器（3）的底部通过低真空电磁压力差阀设置有排水阀。

6.根据权利要求5所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：所述真空泵（1）与水汽凝结器（3）之间还设置有真空隔膜阀。

7.根据权利要求6所述的一种多功能干燥设备，其特征在于：该设备还包括控制面板，所述冻干箱（4）上设置有与控制面板和测温热电偶（11）、电热管（13）连接的真空电极（12）。