Вакуумная горизонтальная дисковая сушилка — это герметичная аппаратура с обогреваемой рубашкой и валом с полыми дисками, по которым проходит теплоноситель. Диски добавляют поверхность нагрева намного больше, чем даёт одна рубашка, поэтому жидкости, шламы, пасты и массы высыхают до порошка быстрее и при более низкой температуре, чем во многих грабельных или лопастных сушилках. Серия ZYG компании SINOTHERMO охватывает общий объём от 500 до 7 000 л, температуру источника тепла от 50 до 200 °C и конечную влажность 3–10 процентов.
Краткий контекст: где место дисковой сушилки
Вакуумные контактные сушилки — рабочие лошадки сушки тонкой химии, фармацевтических полупродуктов, пигментов и специальных материалов. Внутри этого семейства выбор обычно сводится к тому, сколько поверхности нагрева добавляет мешалка и насколько хорошо она не даёт продукту налипать. У грабельной сушилки самая простая мешалка и наименьшая добавленная поверхность. Лопастная сушилка добавляет клиновидные полые лопасти. Дисковая сушилка добавляет пакет полых дисков на вращающемся валу, что для многих материалов даёт наибольшую поверхность нагрева на литр объёма.
Если вы ещё сравниваете все девять вакуумных и контактных машин, сначала прочтите вакуумное сушильное оборудование: как выбирать по материалу. В этой статье подробно разбирается одна из них.
Как работает вакуумная горизонтальная дисковая сушилка
- 1.Загрузка. Влажный материал закачивается или загружается в горизонтальный цилиндрический корпус, после чего корпус герметизируется.
- 2.Вакуумирование. Вакуумный насос (с конденсатором перед ним) снижает давление в корпусе. Пониженное давление снижает температуру кипения жидкости в продукте, поэтому вода или растворитель могут испаряться при гораздо более низкой температуре.
- 3.Нагрев. Пар, горячая вода или термомасло проходят через рубашку, полые диски и полый вал. Тепло передаётся напрямую в продукт со всех этих поверхностей.
- 4.Перемешивание. Вал медленно вращается, на стандартном ряду ZYG — от 6 до 30 об/мин. Диски поднимают и переворачивают загрузку, обновляют поверхность контакта и мягко дробят, чтобы комки не затвердевали.
- 5.Конденсация. Пар покидает корпус, проходит через конденсатор и собирается в виде жидкости. Если это растворитель, его можно регенерировать.
- 6.Выгрузка. Когда продукт достигает целевой влажности, он выгружается в виде сыпучего порошка с влажностью 3–10 процентов.
Поскольку горячего воздушного потока нет, потери продукта с выбросом очень малы, а герметичная среда с низким содержанием кислорода делает машину пригодной для горючих, взрывоопасных, влажных от органических растворителей и легко окисляющихся материалов.
Почему важны диски
В сосуде с рубашкой тепло поступает только через стенку. Чем больше сосуд, тем быстрее объём растёт по сравнению с площадью стенки, поэтому большие загрузки сохнут медленнее. Полые диски решают это, внося обогреваемую поверхность внутрь загрузки. ZYG-7.0 компании SINOTHERMO предлагает 19,2 м² основной поверхности теплообмена плюс ещё 5,77 м² на обогреваемом валу. ZYG-0.5 — 3,2 м² и 0,9 м².
Большая площадь нагрева означает более высокую скорость испарения для той же загрузки. На странице изделия указана типичная интенсивность сушки 15–20 кг воды на квадратный метр в час. Считайте это диапазоном для подходящих материалов, а не гарантией. Фактические скорости зависят от продукта, его вязкости по мере высыхания и от того, какое разрежение способен удерживать насос.
Дисковая сушилка в сравнении с грабельной и лопастной
| Характеристика | Вакуумная грабельная | Вакуумная лопастная | Вакуумная горизонтальная дисковая |
|---|---|---|---|
| Поверхность нагрева сверх рубашки | Ограниченная | Клиновидные полые лопасти | Полые диски на обогреваемом валу |
| Типичный источник тепла | 50–200 °C | 50–200 °C | 50–200 °C |
| Типичная конечная влажность | 3–10% | 3–10% | 3–10% |
| Лучше всего подходит для | Неналипающих продуктов, более простых задач | Липких, образующих корку продуктов, требующих самоочистки | Паст и масс, где важна площадь нагрева на литр |
| Серия | ZPG, 300–6 000 л рабочего объёма | KJG, 3–110 m² | ZYG, 300–4 200 л рабочего объёма |
Подробное сравнение грабельной и лопастной читайте в статьях вакуумная грабельная и лопастная сушилка и выбор лопастной сушилки. Если коротко, дисковую сушилку стоит испытать, когда ваш продукт медленно сохнет в грабельной машине или когда нужен компактный корпус для большой нагрузки по испарению.
Подбор серии ZYG
| Модель | Общий объём (л) | Рабочий объём (л) | Основная поверхность теплообмена (м²) | Двигатель (кВт) |
|---|---|---|---|---|
| ZYG-0.5 | 500 | 300 | 3.2 | 3–5.5 |
| ZYG-1.0 | 1,000 | 600 | 5.1 | 5.5–7.5 |
| ZYG-2.0 | 2,000 | 1,200 | 8.7 | 7.5–15 |
| ZYG-3.0 | 3,000 | 1,800 | 10.6 | 11–18.5 |
| ZYG-5.0 | 5,000 | 3,000 | 14.3 | 22–37 |
| ZYG-7.0 | 7,000 | 4,200 | 19.2 | 37–55 |
Другие типоразмеры серии: ZYG-0.75, 1.5, 4.0 и 6.0. Стандартные расчётные значения: давление в рубашке 0,8 МПа, диапазон давления в корпусе от -0,1 до 0,15 МПа, уровень шума не более 65 дБ(А). Всё, что выходит за эти значения, оговаривается при заказе.
Полную таблицу смотрите на странице изделия вакуумной горизонтальной дисковой сушилки.
Как подбирать: определите количество воды, которое нужно испарить за загрузку (начальная минус конечная влажность, умноженная на сухую массу), выберите рабочий объём под загрузку, затем проверьте, что площадь нагрева обеспечит испарение за приемлемое время. Пилотное испытание даёт реальную скорость сушки.
Типичные применения
Дисковая сушилка применяется везде, где влажный, термочувствительный или содержащий растворитель продукт нужно превратить в порошок:
- Тонкая химия и полупродукты: фильтрационные осадки и пасты после синтеза.
- Пигменты и красители: пасты, где нужно сохранить оттенок и качество частиц.
- Фармацевтические полупродукты: низкотемпературная герметичная сушка с регенерацией растворителя.
- Смолы и полимерные порошки: термочувствительные материалы, которые не должны отверждаться или деградировать.
- Пищевые добавки, ароматизаторы и экстракты: чувствительные к аромату материалы, которым нужна низкая температура.
Что может пойти не так и как этого избежать
Корка на стенках. Некоторые пасты образуют твёрдый слой, не успев высохнуть до конца. Держите скорость мешалки в диапазоне, при котором продукт движется, и рассмотрите пилотный запуск, чтобы найти критическую стадию.
Агломерация. Влажный материал может образовывать шарики, сухие снаружи, но не внутри. Мягкое дробление дисками помогает, но очень липким продуктам может понадобиться другая машина, например вакуумная лопастная сушилка.
Вакуум ограничен насосом. Сушилка не будет сушить ниже температуры кипения, которую способна поддержать вакуумная система. Подбирайте насос и конденсатор по нагрузке по испарению, а не по корпусу.
Очистка между продуктами. Диски добавляют поверхность — это отлично для сушки, но труднее для очистки. Если вы работаете со многими продуктами, заранее обсудите с поставщиком доступ для очистки.
Типичные ошибки, которых стоит избегать
- 1.Выбор по общему объёму. Рабочий объём на ряду ZYG составляет около 60 процентов общего.
- 2.Выбор дисковой сушилки для сыпучего порошка. Если сырьё уже является рыхлым порошком, обычно лучше подходит вакуумная двухконусная вращающаяся сушилка или ленточная конусная сушилка.
- 3.Использование интенсивности сушки другой машины. Диапазон 15–20 кг/(м²·ч) относится только к этой машине и этому классу материалов.
- 4.Исключение конденсатора и насоса из коммерческого предложения.
- 5.Пропуск пилотного испытания для липкого или пенящегося продукта.
Цикл загрузки на практике
Типичная загрузка в вакуумной дисковой сушилке проходит четыре фазы, и знание их помогает читать данные испытаний.
- 1.Нагрев. Рубашка, диски и вал доводят продукт до температуры испарения. Одновременно создаётся вакуум. Эта фаза расходует энергию, но удаляет мало воды.
- 2.Сушка с постоянной скоростью. Свободная вода быстро испаряется, пока продукт ещё влажный и теплопередача наилучшая. Большая часть воды уходит на этой фазе. Мешалка держит продукт в движении, поэтому ни одна часть загрузки не лежит на стенке и не пригорает.
- 3.Сушка с падающей скоростью. Когда поверхностная влага заканчивается, скорость снижается, потому что влага должна диффундировать изнутри частиц. Здесь последние проценты влаги занимают непропорционально большую долю времени загрузки.
- 4.Завершение и выгрузка. Продукт доводят до целевой влажности, вакуум снимают воздухом или азотом, порошок выгружают.
Поскольку фаза падающей скорости часто определяет время цикла, целевая конечная влажность имеет значение. Задание 3 процентов вместо 8 процентов может заметно удлинить загрузку, поэтому устанавливайте цель по потребностям последующего процесса, а не по привычке.
Расчётный пример подбора
Приведённые ниже числа иллюстративны, это не данные заказчиков.
У производителя 600 кг влажной пасты на загрузку с влажностью 55 процентов, и ему нужен порошок с влажностью 5 процентов.
- Сухое вещество: 600 x 0,45 = 270 кг
- Конечная масса при влажности 5 процентов: 270 / 0,95 = около 284 кг
- Вода к испарению: 600 - 284 = около 316 кг
Если средняя скорость сушки составит 15 кг воды на квадратный метр в час (нижняя граница диапазона на странице изделия), машине с 8,7 м² основной поверхности нагрева потребуется около 316 / (15 x 8,7) = 2,4 часа испарения плюс нагрев и выгрузка. В этом примере ZYG-2.0 (1 200 л рабочего объёма, 8,7 м²) комфортно вместит загрузку. В реальном проекте скорость сушки нужно подтвердить испытанием, потому что поведение пасты, пенообразование и образование корки могут сильно сдвинуть скорость выше или ниже этого значения.
Материалы изготовления и опции для обсуждения
Детали, контактирующие с продуктом, обычно изготавливают из нержавеющей стали, а выбор марки, чистоты поверхности и уплотнений зависит от продукта. При обсуждении коммерческого предложения поднимите эти вопросы заранее:
- Материал деталей, контактирующих с продуктом: коррозионная стойкость, если сырьё содержит кислоты, хлориды или растворители.
- Тип уплотнения вала: надёжное вакуумное уплотнение критично, особенно с растворителями.
- Теплоноситель: пар, горячая вода или термомасло, их температура и давление на вашей площадке.
- Конденсатор и вакуумный насос: подобранные под нагрузку по испарению и растворитель.
- Взрывозащита: если присутствуют горючие растворители, укажите зону и способ инертизации.
- Доступ для очистки: люки-лазы, моющие шары или другие решения для смены продукта.
Испытайте перед покупкой
SINOTHERMO располагает платной лабораторией пилотных испытаний, где вакуумные контактные сушилки можно испытать на вашем материале. Вы можете заказать пилотное испытание, чтобы получить время сушки, конечную влажность, качество порошка и наблюдения о налипании или пенообразовании. Данные испытания остаются вам, какого бы поставщика вы ни выбрали.
Рекомендуем почитать
- Руководство по промышленной вакуумной сушилке
- Технология контактной сушки
- Вакуумная грабельная и лопастная сушилка
- Руководство по лопастным и дисковым сушилкам
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется вакуумная горизонтальная дисковая сушилка?
Она сушит под вакуумом жидкости, шламы, пасты и массы до состояния порошка. Её применяют для химических полупродуктов, пигментов, смол и термочувствительных продуктов, где важны низкая температура и герметичный корпус.
Чем вакуумная дисковая сушилка отличается от вакуумной лопастной?
Обе добавляют поверхность нагрева за счёт полых мешалок. Лопастная сушилка использует клиновидные полые лопасти с самоочищающим действием, что помогает при липких продуктах. Дисковая сушилка использует полые диски на обогреваемом валу, что даёт большую площадь нагрева в компактном корпусе.
Какой конечной влажности может достичь вакуумная дисковая сушилка?
Стандартный диапазон — 3–10 процентов влажности. Более низкие значения зависят от продукта, времени сушки и уровня вакуума.
Какой источник тепла использует дисковая сушилка?
Пар, горячую воду или термомасло, при температуре источника тепла от 50 до 200 °C.
Может ли вакуумная дисковая сушилка регенерировать растворитель?
Да. Пар проходит через конденсатор, поэтому растворитель можно собирать, а не выпускать.
Как выбрать подходящий типоразмер ZYG?
Исходите из рабочего объёма загрузки и количества удаляемой воды, затем убедитесь, что площади нагрева достаточно. Пилотное испытание даёт реальную скорость сушки.
Предлагает ли SINOTHERMO испытание перед покупкой?
Да. Пилотное испытание — платная услуга. Заказать его можно через страницу контактов.
Mark Gu
Passionate about enhancing customer experiences and streamlining operations, Mark focuses on building strong relationships, fostering innovation, and leading teams to achieve exceptional service and efficiency.
Электронная почта: mark.gu@sinothermo.com
Телефон: +86 18021972660
