Вакуумное сушильное оборудование: как выбрать по материалу, форме и масштабу

Выбор вакуумного сушильного оборудования в основном зависит от того, как выглядит ваш влажный материал на входе. Жидкости, шламы и пасты указывают на сушилки с перемешиванием или плёночные — грабельные, лопастные, дисковые и барабанные со скребком. Сыпучие порошки и гранулы — на двухконусные, ленточные конические или непрерывные плиточные сушилки. Влажные осадки, которые можно разложить по лоткам, — на статический вакуумный шкаф. Размер партии и необходимость непрерывной линии затем сужают выбор до одной-двух машин.

Краткий контекст: что на самом деле охватывает «вакуумное сушильное оборудование»

Вакуумное сушильное оборудование — это любая сушилка, удаляющая влагу или растворитель из продукта в герметичном сосуде при давлении ниже атмосферного. Снижение давления снижает температуру кипения жидкости, поэтому продукт сохнет при гораздо более низкой температуре, чем в горячем воздухе. При 20 кПа абсолютного давления, например, вода кипит примерно при 60 °C вместо 100 °C. Поэтому эта технология — выбор по умолчанию для термочувствительных, легко окисляющихся, горючих или влажных от растворителей материалов.

Почти все промышленные вакуумные сушилки одновременно являются контактными: тепло попадает в продукт через нагретую стенку, полую мешалку или лоток, а не через поток горячего воздуха. Большого потока отработанного газа, уносящего пар, нет, поэтому пар удаляют конденсатор и вакуумный насос. Именно поэтому для этого семейства оборудования практична регенерация растворителя.

Практический вывод для покупателей: «вакуумная сушилка» — это не одна машина. SINOTHERMO предлагает девять конфигураций в своей линейке контактных и вакуумных сушилок, и правильная зависит от формы сырья, производительности и поведения продукта при сушке. Общее введение в принцип работы технологии сначала прочтите в нашем руководстве по промышленной вакуумной сушилке. Эта страница — следующий шаг: выбор между машинами.

Шаг 1: начните с формы сырья

Самый полезный вопрос — поступает ли материал как перекачиваемая жидкость, паста или осадок, или сыпучее твёрдое вещество.

Обратите внимание: для жидкостей и паст названо несколько машин. Они не взаимозаменяемы, и следующие шаги их разграничивают.

Шаг 2: периодический или непрерывный режим

Большинство вакуумных контактных сушилок работают периодически: загрузка, вакуумирование, нагрев, сушка, выгрузка. Периодический режим подходит для фармацевтического производства и тонкой химии, где каждая партия должна быть прослеживаемой и вычищенной между продуктами.

Непрерывная работа в вакуумной сушке встречается реже. Две машины SINOTHERMO непрерывные: вертикальная вакуумная плиточная сушилка (сыпучие порошки и гранулы движутся через стопку греющих плит) и вакуумная барабанная сушилка со скребком (тонкая плёнка пасты снимается вращающимся греющим барабаном и счищается в виде чешуек). Если ваше предприятие гоняет один продукт круглые сутки, на них стоит взглянуть. Если вы выпускаете много продуктов малыми партиями, оставайтесь с периодическими машинами.

Шаг 3: подберите машину под материал

Периодические сушилки с перемешиванием для жидкостей, шламов и паст

Три машины этой группы объединяет одна идея: герметичный сосуд с греющей рубашкой и мешалкой, которая перемещает продукт и в двух случаях добавляет поверхность нагрева.

• Вакуумная грабельная сушилка (серия ZPG, рабочий объём от 300 до 6 000 л): медленные грабли переворачивают материал у нагретой рубашки. Это самая простая конструкция, она подходит для не очень липких продуктов.
• Вакуумная лопастная сушилка (серия KJG, поверхность теплообмена от 3 до 110 м²): клиновидные полые лопасти несут теплоноситель, что добавляет поверхность теплопроводности и даёт самоочищающее действие, ограничивающее налипание на вал.
• Вакуумная горизонтальная дисковая сушилка (серия ZYG, общий объём от 500 до 7 000 л): полые диски на обогреваемом валу добавляют большую поверхность нагрева в компактном корпусе.

Все три работают при температуре источника тепла от 50 до 200 °C и дают порошок с влажностью примерно 3–10 процентов. Для прямого сравнения грабельной и лопастной машин см. вакуумная грабельная и лопастная сушилка. Лопастная и дисковая конструкции дают больше площади нагрева при том же размере корпуса, что обычно означает более короткую партию для трудно сохнущих продуктов. Грабельная — вариант с меньшей сложностью.

Плёночные сушилки для густых липких паст

Вакуумная барабанная сушилка со скребком (серия GT) покрывает греющий барабан тонкой плёнкой, которая высыхает за короткое время пребывания. Она справляется с густыми вязкими материалами, трудными для другого оборудования, и выдаёт чешуйки влажностью 5–8 процентов. Принцип работы описан в нашей статье о вакуумной барабанной сушилке со скребком.

Статическая лотковая сушка для хрупких продуктов высокой чистоты

Статическая вакуумная шкафная сушилка (серии YZG и FZG) держит лотки на греющих полках. Ничто не перемешивает продукт, он остаётся целым и полностью изолированным. Температура источника тепла ниже 100 °C, конечная влажность обычно 3–5 процентов. Платой становится время сушки, потому что тепло должно проходить через неподвижный слой. О том, как толщина слоя определяет время партии, читайте в статье вакуумная лотковая сушилка.

Сушилки порошков и гранул, которые заодно смешивают

• Вакуумная двухконусная вращающаяся сушилка (серия SZG, от 100 до 5 000 л): весь корпус вращается и мягко пересыпает партию. Отсутствие внутренней мешалки означает малое сдвиговое воздействие и лёгкую очистку. Конечная влажность ниже 5 процентов. Подробности см. в вакуумная коническая сушилка и вакуумная сушилка с вращающимся конусом.
• Вакуумная ленточная коническая сушилка (серия DZLG, от 1,0 до 4,0 м³): полая ленточная мешалка внутри конуса с рубашкой одновременно перемешивает и нагревает, без мёртвых углов. Конечная влажность 3–5 процентов.
• Вертикальная вакуумная плиточная сушилка (серия PLG): непрерывная сушка сыпучих порошков и гранул на стопке греющих плит, источник тепла ниже 200 °C, конечная влажность 3–8 процентов. SINOTHERMO поставила установку PLG 1500 на 10 ярусов в университет для исследований сушки бамбуковой целлюлозы — пример использования в пилотных и опытных проектах.

Шаг 4: подбирайте по рабочему объёму и поверхности теплообмена, а не по объёму корпуса

Поставщики указывают общий объём, рабочий объём и поверхность теплообмена, и это не одно и то же. Грабельная сушилка с обозначением ZPG-1000 имеет около 600 л рабочего объёма. Дисковая сушилка ZYG-1.0 имеет 1 000 л общего и 600 л рабочего объёма. Сравнивайте машины по рабочему объёму — для размера партии, и по поверхности теплообмена — для скорости испарения.

Грубая прикидка времени сушки: нагрузка по испарению — это масса воды, которую нужно удалить за партию. Разделите её на площадь нагрева и достижимую интенсивность сушки — получите часы на партию. Например, SINOTHERMO указывает интенсивность сушки 15–20 кг воды на квадратный метр в час как типичный диапазон для дисковой сушилки. Эти цифры сильно зависят от материала, поэтому считайте их отправной точкой и подтверждайте испытанием.

Шаг 5: определите, что должна делать вакуумная система

Подбор оборудования не заканчивается сушилкой. Вакуумная система — часть спецификации.

• Конденсатор: нужен, если вы хотите регенерировать растворитель или защитить насос от пара.
• Тип насоса: жидкостно-кольцевой, пластинчато-роторный или сухой — в зависимости от растворителя и нужного уровня вакуума.
• Уровень вакуума: для грабельных сушилок SINOTHERMO указан диапазон внутреннего давления -0,095 МПа (избыточное) и глубже. Более глубокий вакуум дополнительно снижает температуру сушки, но требует более крупного насоса и более плотных уплотнений.
• Источник тепла: пар, горячая вода или термомасло — в зависимости от нужной температуры. Стандартный диапазон — от 50 до 200 °C.

Расчётный пример подбора

Возьмём пигментную пасту влажностью 60 процентов, темнеющую выше 90 °C, выпускаемую партиями около 500 кг.

1. 1.Форма сырья — паста, поэтому короткий список: грабельная, лопастная, дисковая, барабанная со скребком или лотковая.
2. 2.Продукт делают партиями, поэтому подходит периодический режим.
3. 3.Поскольку он термочувствителен, источник тепла должен оставаться низким, а вакуум позволит сушить заметно ниже 90 °C температуры продукта.
4. 4.Паста с такой нагрузкой требует много площади нагрева на партию, что говорит в пользу лопастной или дисковой сушилки по сравнению с грабельной.
5. 5.Испытание на лопастной и дисковой машинах затем подтвердило бы время сушки, склонность к образованию корки и качество порошка до решения о покупке.

Это расчётный пример с иллюстративными числами, а не результат заказчика. Принцип: короткий список машин определяет материал, а окончательный выбор — данные испытаний.

Типичные ошибки, которых стоит избегать

1. 1.Подбор по объёму сосуда вместо рабочего объёма и площади нагрева. Больший сосуд не сушит быстрее. Быстрее сушит площадь нагрева.
2. 2.Игнорирование поведения материала между влажным и сухим состоянием. Многие пасты проходят липкую или корочкообразующую стадию. Грабельная или лотковая сушилка может не справляться там, где лопастная или дисковая с самоочисткой справляется.
3. 3.Спецификация сушилки без конденсатора и насоса. Сушилка будет работать лишь настолько хорошо, насколько хороша стоящая за ней вакуумная система.
4. 4.Выбор непрерывной машины для многопродуктового производства. Непрерывные сушилки эффективны для одного продукта и неудобны для очистки между продуктами.
5. 5.Пропуск испытания. Два образца с одинаковой влажностью могут сохнуть очень по-разному. Пилотный запуск — самый дешёвый способ избежать дорогой ошибки.
6. 6.Умолчание о растворителе. Горючие или токсичные растворители меняют требования к насосу, уплотнениям и взрывозащите.

Что направить вместе с запросом предложения

Чтобы получить полезное предложение, пришлите:

• Название материала, форму сырья и примерную вязкость или размер частиц
• Начальную и целевую влажность или остаточный растворитель
• Размер партии или часовую производительность при непрерывной работе
• Максимально допустимую температуру продукта
• Тип растворителя, если есть, и нужна ли регенерация
• Доступный источник тепла (давление пара, горячая вода или термомасло)
• Любые требования к гигиене, очистке или взрывозащите

Испытайте перед составлением спецификации

SINOTHERMO проводит платные пилотные испытания вакуумной и контактной сушки, чтобы вы могли сравнить типы машин на собственном материале до принятия решения. Вы можете заказать пилотное испытание; полученные данные — время сушки, конечная влажность и поведение порошка — принадлежат вам и годятся для сравнения предложений любых поставщиков. Если вы ещё выбираете между технологиями в целом, более широкий вопрос рассматривается в статье как выбрать промышленную сушилку.

Заключение

Начните с формы сырья, определитесь между периодическим и непрерывным режимом, затем сравните две-три подходящие машины по рабочему объёму и площади нагрева. Считайте конденсатор и вакуумный насос частью выбора и подтвердите выбор испытанием. Наши страницы о технологии вакуумной сушки и о контактной сушке раскрывают лежащие в основе принципы.

Часто задаваемые вопросы

Какое вакуумное сушильное оборудование лучше всего для термочувствительных материалов?

Единственной лучшей машины нет. Для порошков вакуумная двухконусная вращающаяся сушилка бережна, потому что пересыпает партию без внутренней мешалки. Для паст и шламов лопастная или дисковая сушилка даёт большую поверхность нагрева при низкой температуре. Для хрупких продуктов высокой чистоты статическая вакуумная шкафная сушилка исключает любые механические воздействия. В любом случае вакуум позволяет продукту сохнуть заметно ниже его обычной температуры кипения.

Чем вакуумная сушилка отличается от вакуумного сушильного шкафа?

Вакуумный сушильный шкаф — обычно статическая камера с полками для малых партий и лабораторной работы. Промышленное вакуумное сушильное оборудование включает конструкции с перемешиванием, вращающиеся и непрерывные, рассчитанные на производственные объёмы. Статическая вакуумная шкафная сушилка — промышленный аналог вакуумного сушильного шкафа.

Может ли вакуумное сушильное оборудование регенерировать растворители?

Да. Поскольку пар уходит через конденсатор, а не через горячий поток выбросов, растворитель можно сконденсировать и собрать. Размер конденсатора и температура хладагента зависят от растворителя.

Как понять, нужна ли мне периодическая или непрерывная вакуумная сушилка?

Если вы выпускаете несколько продуктов партиями и чистите оборудование между ними, подходят периодические машины. Если вы непрерывно ведёте один продукт при стабильной производительности, может подойти вертикальная вакуумная плиточная сушилка или барабанная со скребком. Непрерывную машину сложнее переключать между продуктами.

Сколько стоит вакуумное сушильное оборудование?

Цена зависит от размера, площади нагрева, конструкционных материалов и вакуумной системы. Мы не публикуем прайс-листы, потому что конфигурации сильно различаются. Пришлите данные, указанные выше, и мы подготовим предложение.

Сколько длится партия вакуумной сушки?

Это зависит от нагрузки по испарению, площади нагрева, поведения продукта и уровня вакуума. Площадь нагрева и интенсивность сушки продукта определяют время партии, а пилотное испытание — надёжный способ его измерить.

Предлагает ли SINOTHERMO сушку по договору подряда?

Нет. SINOTHERMO производит и продаёт сушильное оборудование и предлагает платные пилотные испытания, чтобы вы могли проверить процесс до покупки.