Thiết bị sấy chân không: cách chọn theo vật liệu, dạng nguyên liệu và quy mô

Chọn thiết bị sấy chân không chủ yếu là câu hỏi về vật liệu ướt của bạn trông như thế nào khi đưa vào. Chất lỏng, bùn và bột nhão hướng tới máy sấy có khuấy hoặc dạng màng như máy sấy cào, cánh khuấy, đĩa và trống cạo. Bột và hạt rời hướng tới máy sấy hai côn, côn dạng ruy băng hoặc tấm liên tục. Bánh ướt có thể trải lên khay hướng tới tủ chân không tĩnh. Cỡ mẻ và nhu cầu có dây chuyền liên tục sau đó thu hẹp danh sách xuống một hoặc hai máy.

Bối cảnh nhanh: “thiết bị sấy chân không” thực sự bao gồm những gì

Thiết bị sấy chân không là bất kỳ máy sấy nào loại bỏ độ ẩm hoặc dung môi khỏi sản phẩm bên trong một thùng kín được giữ dưới áp suất khí quyển. Hạ áp suất làm hạ điểm sôi của chất lỏng, nên sản phẩm có thể khô ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với trong khí nóng. Ví dụ ở 20 kPa tuyệt đối, nước sôi ở khoảng 60 °C thay vì 100 °C. Đó là lý do công nghệ này là lựa chọn mặc định cho vật liệu nhạy nhiệt, dễ bị oxy hóa, dễ cháy hoặc ướt dung môi.

Gần như mọi máy sấy chân không công nghiệp cũng là máy sấy dẫn nhiệt: nhiệt đến sản phẩm qua thành được gia nhiệt, cánh khuấy rỗng hoặc khay, chứ không qua dòng khí nóng. Không có dòng khí thải lớn để mang hơi đi, nên bình ngưng và bơm chân không lấy hơi ra. Đó cũng là lý do việc thu hồi dung môi khả thi với họ thiết bị này.

Hệ quả thực tế cho người mua là “máy sấy chân không” không phải một loại máy. SINOTHERMO liệt kê chín cấu hình trong dải máy sấy dẫn nhiệt và chân không, và loại phù hợp phụ thuộc vào dạng nguyên liệu, năng suất và cách sản phẩm ứng xử khi sấy. Để có phần giới thiệu chung về cách công nghệ hoạt động, hãy đọc trước hướng dẫn máy sấy chân không công nghiệp của chúng tôi. Trang này là bước tiếp theo: chọn giữa các máy.

Bước 1: Bắt đầu từ dạng nguyên liệu

Câu hỏi hữu ích nhất là vật liệu đến dưới dạng chất lỏng bơm được, bột nhão hoặc bánh, hay chất rắn rời.

Lưu ý rằng nhiều máy xuất hiện cho chất lỏng và bột nhão. Chúng không thể thay thế nhau, và các bước tiếp theo sẽ phân biệt chúng.

Bước 2: Theo mẻ hay liên tục

Hầu hết máy sấy dẫn nhiệt chân không chạy theo mẻ: nạp, hút chân không, gia nhiệt, sấy, xả. Chạy theo mẻ phù hợp với sản xuất dược phẩm và hóa chất tinh, nơi mỗi lô phải truy xuất được và được vệ sinh giữa các sản phẩm.

Vận hành liên tục hiếm hơn trong sấy chân không. Hai máy của SINOTHERMO là liên tục: máy sấy tấm thẳng đứng chân không (bột và hạt rời di chuyển qua các tấm gia nhiệt xếp chồng) và máy sấy trống cạo chân không (một màng mỏng bột nhão được trống gia nhiệt quay nhấc lên rồi cạo ra thành vảy). Nếu nhà máy bạn chạy một sản phẩm suốt ngày đêm, đáng xem xét. Nếu bạn chạy nhiều sản phẩm theo lô nhỏ, hãy ở lại với máy theo mẻ.

Bước 3: Ghép máy với vật liệu

Máy sấy khuấy theo mẻ cho chất lỏng, bùn và bột nhão

Ba máy trong nhóm này chung một ý tưởng: thùng kín gia nhiệt bằng áo, có cánh khuấy di chuyển sản phẩm và, ở hai trường hợp, bổ sung bề mặt gia nhiệt.

• Máy sấy cào chân không (dòng ZPG, thể tích làm việc 300 đến 6.000 L): chiếc cào chậm đảo vật liệu sát thành áo gia nhiệt. Đây là thiết kế đơn giản nhất và phù hợp với sản phẩm không quá dính.
• Máy sấy cánh khuấy chân không (dòng KJG, diện tích truyền nhiệt 3 đến 110 m²): các cánh rỗng hình nêm mang môi chất gia nhiệt, bổ sung bề mặt dẫn nhiệt và tạo tác động tự làm sạch hạn chế bám trên trục.
• Máy sấy đĩa nằm ngang chân không (dòng ZYG, thể tích tổng 500 đến 7.000 L): các đĩa rỗng trên trục gia nhiệt bổ sung bề mặt gia nhiệt lớn trong thùng gọn.

Cả ba chạy với nguồn nhiệt giữa 50 và 200 °C và tạo bột có độ ẩm khoảng 3 đến 10 phần trăm. Để so sánh trực tiếp máy cào và cánh khuấy, xem máy sấy chân không cào và cánh khuấy. Thiết kế cánh khuấy và đĩa cho nhiều diện tích gia nhiệt hơn với cùng cỡ thùng, thường nghĩa là mẻ ngắn hơn cho sản phẩm khó sấy. Máy cào là lựa chọn ít phức tạp hơn.

Máy sấy dạng màng cho bột nhão đặc, dính

máy sấy trống cạo chân không (dòng GT) phủ lên trống gia nhiệt một lớp màng mỏng khô trong thời gian lưu ngắn. Nó xử lý vật liệu đặc, nhớt vốn khó với thiết bị khác và tạo vảy với độ ẩm 5 đến 8 phần trăm. Bài viết của chúng tôi về máy sấy trống cạo chân không trình bày nguyên lý vận hành.

Sấy khay tĩnh cho sản phẩm tinh khiết, dễ vỡ

máy sấy tủ chân không tĩnh (dòng YZG và FZG) giữ khay trên các kệ gia nhiệt. Không gì khuấy sản phẩm, nên nó nguyên vẹn và được bao kín hoàn toàn. Nhiệt độ nguồn nhiệt dưới 100 °C và độ ẩm cuối thường 3 đến 5 phần trăm. Đổi lại là thời gian sấy, vì nhiệt phải dẫn qua lớp liệu tĩnh. Hãy đọc máy sấy khay chân không để biết độ dày lớp liệu quyết định thời gian mẻ ra sao.

Máy sấy bột và hạt cũng đồng thời trộn

• Máy sấy quay chân không hai côn (dòng SZG, 100 đến 5.000 L): toàn bộ vỏ quay và đảo mẻ nhẹ nhàng. Không có cánh khuấy bên trong nghĩa là lực cắt thấp và dễ vệ sinh. Độ ẩm cuối dưới 5 phần trăm. Xem máy sấy côn chân không và máy sấy côn quay chân không để biết chi tiết.
• Máy sấy côn ruy băng chân không (dòng DZLG, 1,0 đến 4,0 m³): cánh khuấy ruy băng rỗng trong thùng côn có áo vừa khuấy vừa gia nhiệt, không có góc chết. Độ ẩm cuối 3 đến 5 phần trăm.
• Máy sấy tấm thẳng đứng chân không (dòng PLG): sấy liên tục bột và hạt rời trên các tấm gia nhiệt xếp chồng, với nguồn nhiệt dưới 200 °C và độ ẩm cuối 3 đến 8 phần trăm. SINOTHERMO đã giao một thiết bị PLG 1500 10 tầng cho một trường đại học để nghiên cứu sấy bột giấy tre, một ví dụ về việc dùng trong công việc pilot và phát triển.

Bước 4: Chọn cỡ theo thể tích làm việc và diện tích truyền nhiệt, không theo thể tích thùng

Nhà cung cấp nêu thể tích tổng, thể tích làm việc và diện tích truyền nhiệt, và chúng không giống nhau. Máy sấy cào ghi ZPG-1000 có khoảng 600 L thể tích làm việc. Máy sấy đĩa ghi ZYG-1.0 có 1.000 L thể tích tổng và 600 L thể tích làm việc. Hãy so sánh máy theo thể tích làm việc để biết cỡ mẻ và theo diện tích truyền nhiệt để biết tốc độ bay hơi.

Một cách nghĩ sơ bộ về thời gian sấy: tải bay hơi là khối lượng nước bạn phải loại bỏ mỗi mẻ. Chia cho diện tích gia nhiệt và cường độ sấy đạt được, bạn có số giờ mỗi mẻ. Ví dụ, SINOTHERMO nêu cường độ sấy 15 đến 20 kg nước trên mỗi mét vuông mỗi giờ là khoảng điển hình cho máy sấy đĩa. Các con số này phụ thuộc nhiều vào vật liệu, nên hãy xem chúng là điểm khởi đầu và xác nhận bằng thử nghiệm.

Bước 5: Quyết định hệ chân không phải làm gì

Việc chọn thiết bị không dừng ở máy sấy. Hệ chân không là một phần của thông số kỹ thuật.

• Bình ngưng: cần khi bạn muốn thu hồi dung môi hoặc bảo vệ bơm khỏi hơi.
• Loại bơm: vòng chất lỏng, cánh quay hoặc bơm khô, tùy dung môi và mức chân không bạn cần.
• Mức chân không: máy sấy cào của SINOTHERMO nêu dải áp suất bên trong từ -0,095 MPa (áp kế) trở lên. Chân không sâu hơn hạ nhiệt độ sấy hơn nữa nhưng cần bơm lớn hơn và phớt kín hơn.
• Nguồn nhiệt: hơi nước, nước nóng hoặc dầu tải nhiệt, tùy nhiệt độ bạn cần. Dải tiêu chuẩn là 50 đến 200 °C.

Một ví dụ lựa chọn có số liệu

Lấy một bột nhão bột màu độ ẩm 60 phần trăm bị sẫm màu trên 90 °C, sản xuất theo lô khoảng 500 kg.

1. 1.Dạng nguyên liệu là bột nhão, nên danh sách rút gọn là cào, cánh khuấy, đĩa, trống cạo hoặc khay.
2. 2.Sản phẩm làm theo lô, nên chạy theo mẻ phù hợp.
3. 3.Vì nhạy nhiệt, nguồn nhiệt nên giữ thấp, và chân không sẽ cho phép sấy ở nhiệt độ sản phẩm thấp hơn nhiều so với 90 °C.
4. 4.Bột nhão ở tải này cần nhiều diện tích gia nhiệt mỗi mẻ, điều này nghiêng về máy sấy cánh khuấy hoặc đĩa hơn máy cào.
5. 5.Một lần chạy thử trên máy cánh khuấy và máy đĩa sau đó sẽ xác nhận thời gian sấy, hành vi đóng vỏ và chất lượng bột trước khi quyết định mua.

Đây là ví dụ với số liệu minh họa, không phải kết quả của khách hàng. Nguyên tắc là danh sách rút gọn các máy đến từ vật liệu, còn lựa chọn cuối cùng đến từ dữ liệu thử nghiệm.

Những sai lầm thường gặp cần tránh

1. 1.Chọn theo thể tích thùng thay vì thể tích làm việc và diện tích gia nhiệt. Thùng lớn hơn không sấy nhanh hơn. Diện tích gia nhiệt mới làm được.
2. 2.Bỏ qua cách vật liệu ứng xử giữa ướt và khô. Nhiều bột nhão đi qua giai đoạn dính hoặc đóng vỏ. Máy sấy cào hoặc khay có thể gặp khó ở chỗ máy sấy cánh khuấy hoặc đĩa có tự làm sạch thì không.
3. 3.Chỉ định máy sấy mà không có bình ngưng và bơm. Máy sấy chỉ hoạt động tốt bằng hệ chân không phía sau nó.
4. 4.Chọn máy liên tục cho nhà máy nhiều sản phẩm. Máy sấy liên tục hiệu quả cho một sản phẩm và bất tiện khi vệ sinh giữa các sản phẩm.
5. 5.Bỏ qua thử nghiệm. Hai mẫu cùng hàm lượng ẩm có thể sấy rất khác nhau. Chạy pilot là cách rẻ nhất để tránh một sai lầm đắt giá.
6. 6.Không nêu dung môi. Dung môi dễ cháy hoặc độc làm thay đổi yêu cầu về bơm, phớt và chống nổ.

Nên gửi gì kèm yêu cầu báo giá

Để nhận được đề xuất hữu ích, hãy gửi:

• Tên vật liệu, dạng nguyên liệu và độ nhớt hoặc cỡ hạt xấp xỉ
• Độ ẩm ban đầu và mục tiêu hoặc dung môi dư
• Cỡ mẻ, hoặc năng suất theo giờ nếu liên tục
• Nhiệt độ tối đa cho phép của sản phẩm
• Loại dung môi, nếu có, và có cần thu hồi hay không
• Nguồn nhiệt sẵn có (áp suất hơi, nước nóng hoặc dầu tải nhiệt)
• Bất kỳ yêu cầu nào về vệ sinh, làm sạch hoặc chống nổ

Thử nghiệm trước khi chọn thông số

SINOTHERMO thực hiện các thử nghiệm pilot có tính phí cho sấy chân không và dẫn nhiệt, để bạn so sánh các loại máy trên chính vật liệu của mình trước khi cam kết. Bạn có thể yêu cầu thử nghiệm pilot; dữ liệu bạn nhận được, gồm thời gian sấy, độ ẩm cuối và hành vi của bột, thuộc về bạn để dùng khi so sánh đề xuất của bất kỳ nhà cung cấp nào. Nếu bạn vẫn đang chọn giữa các công nghệ nói chung, cách chọn máy sấy công nghiệp đề cập quyết định rộng hơn.

Kết luận

Bắt đầu từ dạng nguyên liệu, quyết định giữa theo mẻ và liên tục, rồi so sánh hai hoặc ba máy phù hợp theo thể tích làm việc và diện tích gia nhiệt. Coi bình ngưng và bơm chân không là một phần của lựa chọn, và xác nhận lựa chọn bằng một lần chạy thử. Trang công nghệ sấy chân không và trang sấy dẫn nhiệt của chúng tôi nêu các nguyên lý nền tảng.

Câu hỏi thường gặp

Thiết bị sấy chân không nào tốt nhất cho vật liệu nhạy nhiệt?

Không có một máy tốt nhất duy nhất. Với bột, máy sấy quay chân không hai côn nhẹ nhàng vì đảo mẻ mà không cần cánh khuấy bên trong. Với bột nhão và bùn, máy sấy cánh khuấy hoặc đĩa cho bề mặt gia nhiệt lớn ở nhiệt độ thấp. Với sản phẩm dễ vỡ, tinh khiết cao, máy sấy tủ chân không tĩnh tránh mọi ứng suất cơ học. Trong mọi trường hợp, chân không cho phép sản phẩm khô thấp hơn nhiều so với điểm sôi bình thường.

Máy sấy chân không khác lò chân không thế nào?

Lò chân không thường là buồng tĩnh có giá đỡ, dùng cho mẻ nhỏ và công việc phòng thí nghiệm. Thiết bị sấy chân không công nghiệp gồm các thiết kế có khuấy, quay và liên tục dành cho khối lượng sản xuất. Máy sấy tủ chân không tĩnh là phiên bản công nghiệp của lò chân không.

Thiết bị sấy chân không có thu hồi được dung môi không?

Có. Vì hơi thoát qua bình ngưng chứ không qua dòng khí thải nóng, dung môi có thể được ngưng tụ và thu gom. Cỡ bình ngưng và nhiệt độ chất làm lạnh phụ thuộc vào dung môi.

Làm sao biết tôi cần máy sấy chân không theo mẻ hay liên tục?

Nếu bạn làm nhiều sản phẩm theo lô và vệ sinh giữa chúng, máy theo mẻ phù hợp. Nếu bạn chạy một sản phẩm liên tục ở năng suất ổn định, máy sấy tấm thẳng đứng chân không hoặc máy sấy trống cạo có thể phù hợp. Máy liên tục khó chuyển đổi giữa các sản phẩm hơn.

Thiết bị sấy chân không giá bao nhiêu?

Giá phụ thuộc vào kích thước, diện tích gia nhiệt, vật liệu chế tạo và hệ chân không. Chúng tôi không công bố bảng giá vì cấu hình rất khác nhau. Hãy gửi các thông tin ở trên và chúng tôi sẽ lập báo giá.

Một mẻ sấy chân không kéo dài bao lâu?

Tùy thuộc vào tải bay hơi, diện tích gia nhiệt, hành vi của sản phẩm và mức chân không. Diện tích gia nhiệt và cường độ sấy của sản phẩm quyết định thời gian mẻ, và thử nghiệm pilot là cách đáng tin cậy để đo.

SINOTHERMO có cung cấp dịch vụ sấy gia công không?

Không. SINOTHERMO chế tạo và bán thiết bị sấy, đồng thời cung cấp thử nghiệm pilot có tính phí để bạn kiểm chứng quy trình trước khi mua.