Конвективные сушилки: распылительные, дисковые и струйно-распылительные. Сублимационная (лиофильная) сушка.
В распылительных сушилках одновременно протекает два процесса - выпарки и сушки.
Извлечение распыляют на мелкие капли, образующие туманное облако
Распыленная жидкость попадает в поток горячего воздуха, нагретого до 100 -200 °С. Чем мельче капли, тем больше их поверхность, тем скорее идет процесс выпарки.
Быстрота процесса сушки обусловлена не только большой поверхностью распыленной жидкости, но и повышенной температурой нагретого воздуха.
Жидкая вытяжка из сборника с помощью вращающегося со скоростью 5-10 тыс.об/мин диска или механической форсунки распыляется в виде мельчайших капель диаметром 10-50 мкм в сушильной камере.
Снизу, навстречу оседающим каплям, подается с помощью вентилятора нагретый воздух (100 - 200°С). Нагревание воздуха осуществляется в калорифере.
Мельчайшие капли жидкости, обдуваемые со всех сторон горячим воздухом, в течение 0,01-0,04 секунды теряют влагу и осаждаются в виде порошкообразных частиц на дне камеры.
При этом значительного разогрева материала не происходит благодаря большой поверхности испарения, т.е. все тепло воздуха уходит на изменение агрегатного состояния влаги из капелек вытяжки. Температура высушиваемого материала не превышает 50-60 °С. Сухой порошок удаляется из камеры с помощью специальных устройств, подается на шнек и собирается в сборник.
При обычных условиях выпарки и сушки такую температуру применять нельзя, так как может произойти разложение действующих веществ.
|
|
|
В распылительных сушилках высушиваемые капли быстро реагируют на тепловое воздействие энергичным парообразованием, автоматически обеспечивающим снижение температуры.
Отработанный воздух со значительным количеством (около 20%) высушенного материала в виде пыли поступает в систему рукавных фильтров, очищается и удаляется. Тканевые рукавные фильтры периодически стряхивают порошок на шнек.
Полученный материал не требует дальнейшего измельчения и обладает хорошей растворимостью. Поскольку процесс сушки осуществляется в течение долей секунды и перегрева материала не происходит, то его рекомендуют для сушки термолабильных БАВ.
В последние годы разработаны более совершенные конструкции распылительных сушилок, отличающиеся коническим дном сушильной камеры, где собирается высушенный материал.
Дисковые распылительные форсунки диаметром 100-400 мм имеют специальный рельеф и вращаются со скоростью до 40 тыс. об/мин. Это способствует образованию микрокапель, которые высушиваются еще быстрее.
Для диспергирования жидкости используют также форсунки, работу которых обеспечивает сжатый воздух. Использование таких форсунок упрощает распыление материала, но требует отсутствия в вытяжке каких-либо механических примесей.
|
|
|
Распылительные сушилки с дисками называют сушилками Краузе, а с форсунками - сушилками «Siccation».
Подача теплоносителя (воздуха или азота) может осуществляться также и сверху над распылительным устройством по типу прямотока. Такой метод менее интенсивен по сравнению с типом противотока, но способствует более мягкому режиму сушки.
В настоящее время широко применяют распылительные сушилки типа РСЛ «Ангидро».
Схема дисковой распылительной сушилки:
· сушильная камера;
· рукавные фильтры;
· воздухопровод подачи воздуха;
· трубопровод;
· электродвигатель;
· дисковый распылитель;
· механизм для встряхивания;
· воздухопровод удаления воздуха;
· вентилятор;
· скребки;
· шнек.
Рукавные фильтры используют для отделения твердой фазы (частичек экстракта) от воздуха.
Нагретый воздух подают через воздухопровод. Извлечение вводят по трубопроводу на дисковый распылитель, приводимый во вращение электродвигателем. Извлечение можно распылять с помощью пневматической или механической форсунки.
При соприкосновении с нагретым воздухом из капли удаляется жидкость, а твердые частички улавливают в матерчатых фильтрах, которые периодически встряхивают с помощью специального механизма. Отработанный воздух удаляют по воздухопроводу вентилятором.
|
|
|
Сухой экстракт скребками перемещают на шнеки выводят из сушилки.
Распылительные сушилки различаются:
- принципами подачи воздуха (сверху или снизу),
- конструкцией распылительных устройств;
- конструкцией фильтров.
Основные их недостатки:
- большие габариты;
- неудобство обслуживания;
- высокий расход теплоагента.
Наиболее компактны и удобны - струйно-распылительные сушилки.
Их особенность - распыление извлечения осуществляют струей высокотемпературного теплоносителя (воздуха), что позволяет уменьшить объем сушильной камеры.
Распылительные сушилки - достаточно сложные и небезопасные в использовании аппараты, поскольку при их работе может создаваться взрывоопасная ситуация. Поэтому их работу стараются автоматизировать, а в качестве сушильных агентов использовать инертные газы.
Сублимационная (лиофильная, молекулярная) сушка - сушка материалов в замороженном состоянии.
При таком методе сушки устранение влаги из материала происходит путем сублимации, т.е. перехода из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.
|
|
|
Полученные лиофильной сушкой порошки гигроскопичны и легко растворимы.
При этом вытяжку замораживают, помещают в сублимационную камеру, где создают глубокий вакуум. В таких условиях влага из замороженного материала сублимируется, т.е. испаряется, минуя жидкую фазу. Температура сушки составляет 20 - 30 °С. Полученный порошок очень легко растворяется, содержит все БАВ в неизменном виде.
При сушке сублимацией в период охлаждения и замораживания (первый период) испаряется 5-20% влаги, в период непосредственно сушки (второй период) - 75-80% и при тепловой сушке (вакуумная досушка) удаляется 5-15% влаги. Продолжительность сублимационной сушки длительная и колеблется от 8 до 20 часов в зависимости от режима сушки.
Этот метод позволяет сохранить основные биологические свойства материалов и широко используется в производстве лекарственных средств, в том числе растительного происхождения.
Таким образом, процесс сублимации состоит из трех периодов:
- предварительного замораживания;
- сублимации льда и удаления пара;
- удаления связанной влаги при температуре выше 0 ̊С.
Важное достоинство сублимационной сушилки - сушка термолабильных веществ непосредственно из растворов без предварительного концентрирования.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 603; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!