Принцип и конструкция

Роторная вакуумная сушилка (РВС) — это сушилка периодического действия с косвенным нагревом, используемая для сушки термочувствительных, гигроскопичных или токсичных материалов, требующих низкотемпературной сушки в вакуумных условиях. Она работает по принципу теплопередачи путем проводимости, при котором тепло подается к цилиндрическому корпусу с рубашкой и передается влажному материалу при контакте, а влага удаляется под вакуумом в виде пара. Затем пар конденсируется и собирается отдельно, обеспечивая чистый и эффективный процесс сушки.

Сочетание вращения, вакуума и мягкого перемешивания обеспечивает равномерную сушку, сокращение времени сушки и сохранение качества продукта. Роторные вакуумные сушилки широко используются в фармацевтической, химической, пищевой и красильной промышленности для сушки таких материалов, как порошки, гранулы, пасты и суспензии.

Принцип действия

Принцип работы роторной вакуумной сушилки основан на косвенном нагреве и вакуумной сушке.

• Тепло подается к материалу через рубашку или полую вращающуюся оболочку с использованием пара, горячей воды или термомасла.
• Барабан непрерывно вращается, обеспечивая постоянное перемешивание и равномерную передачу тепла всем частицам.
• Внутри сушилки создается вакуум, который снижает температуру кипения воды или растворителей, присутствующих в материале. В результате влага испаряется при более низких температурах, предотвращая термическую деградацию термочувствительных веществ.
• Испарившиеся пары откачиваются вакуумным насосом, проходят через конденсатор, где конденсируются и собираются в приемнике, оставляя после себя высушенное твердое вещество.
• Этот процесс продолжается до достижения желаемого уровня влажности.

Таким образом, сушка в вакуумном сушильном аппарате происходит за счет теплопроводности через металлическую стенку и испарения под пониженным давлением, что делает ее одновременно эффективной и щадящей.

Детали строительства

Роторная вакуумная сушилка в основном состоит из следующих компонентов:

1. Сушильная камера (с вращающимся барабаном):

Основной корпус RVD представляет собой цилиндрический горизонтальный кожух, изготовленный из нержавеющей стали (SS 304 или SS 316) или углеродистой стали, в зависимости от изделия. Кожух имеет рубашку для циркуляции теплоносителя — обычно пара, горячей воды или термомасла — который передает тепло путем теплопроводности к находящемуся внутри влажному материалу.

Сушилка установлена ​​на цапфах или подшипниках и медленно вращается (5–20 об/мин) с помощью двигателя и редуктора. Медленное вращение обеспечивает непрерывное перемешивание, скручивание и равномерную сушку материала.

2. Рубашка и система отопления:

Внешняя оболочка барабана окружена рубашкой, через которую циркулирует теплоноситель. Вход для пара и выход для конденсата снабжены поворотными соединениями для обеспечения непрерывного потока во время вращения. Тепло, передаваемое через стенку барабана, повышает температуру влажного материала, вызывая испарение влаги.

В некоторых усовершенствованных конструкциях внутренняя поверхность барабана может также содержать полые лопасти мешалки, через которые проходит пар, увеличивая площадь теплопередачи и скорость сушки.

3. Вакуумная система:

Вакуумный насос подключается к сушильной камере для поддержания необходимого уровня вакуума (обычно от 50 до 100 мм рт. ст. абс.). Вакуум снижает температуру кипения влаги или растворителя, позволяя испаряться при гораздо более низких температурах — обычно от 40°C до 80°C, в зависимости от продукта и типа растворителя.

Вакуумная линия соединяется с пароконденсатором, где пары конденсируются и собираются в приемном резервуаре. Неконденсируемые газы отводятся через ловушку или вентиляционную линию.

4. Система конденсации:

Пары, образующиеся в процессе сушки, отводятся через пароотвод и конденсируются в кожухотрубном или змеевидном конденсаторе с использованием охлажденной воды. Конденсат (вода или растворитель) собирается в приемном сосуде для повторного использования или утилизации. Это обеспечивает замкнутую, чистую систему сушки с возможностью рекуперации растворителя.

5. Приводной механизм:

Сушилка вращается с помощью электродвигателя и редуктора, соединенных цепью, ремнем или прямой муфтой. Скорость можно регулировать с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП) для оптимизации времени сушки и эффективности перемешивания.

6. Система подачи и выгрузки:

Влажный материал, подлежащий сушке, загружается через люк или загрузочное отверстие, расположенное в верхней части корпуса. После сушки продукт выгружается через выходное отверстие внизу, которое может быть оснащено поворотным затвором или шнековым конвейером для облегчения разгрузки.

Загрузка обычно составляет 25–50% объема сушилки, что обеспечивает достаточное пространство для вращения барабана и удаления пара.

7. Мешалка (опционально):

Некоторые установки для сушки в рулонах оснащены полым перемешивающим устройством, которое вращается вместе с корпусом или независимо от него. Перемешивающее устройство непрерывно перемещает материал, улучшая теплопередачу, предотвращая прилипание и обеспечивая равномерную сушку.

8. Система уплотнения:

Поскольку работа осуществляется в вакууме, все соединения герметизированы с помощью механических или масляных уплотнений. Входное отверстие для пара, выходное отверстие для конденсата и вакуумные соединения выполнены с использованием вращающихся соединений для обеспечения герметичности во время вращения.

9. Приборы и средства управления:

Современный вакуумный дистиллятор включает в себя индикаторы температуры, манометры, вакуумметры, расходомеры конденсата и регулирующие клапаны для регулирования уровня вакуума, давления теплоносителя и температуры продукта.
Усовершенствованные системы управляются ПЛК для автоматической работы, блокировки безопасности и регистрации данных о партиях продукции.