Anwendung konduktiver Wärmeübertragungstrocknungsgeräte in der Pharmaindustrie

Bei der konduktiven Trocknung wird die zum Trocknen erforderliche Wärme indirekt durch Oberflächen wie Metall übertragen. Die Trocknungsgeschwindigkeit ist geringer als bei der Direkttrocknung. Während der Trocknung mit konstanter -Rate ist die Produkttemperatur unabhängig von der Temperatur der Heizquelle und entspricht in etwa der Sättigungstemperatur des Gasdrucks im Gerät. Um die Trocknungsgeschwindigkeit zu verbessern und ungleichmäßiges Trocknen zu verhindern, wird üblicherweise mechanisches Rühren oder Drehen des Behälters selbst verwendet, um die Wärmeübertragungsoberfläche des Materials zu vergrößern oder kontinuierlich zu erneuern; Daher ist es notwendig, das Adhäsionsproblem des Wärmeübertragungsmechanismus eingehend zu untersuchen. Das Trocknungsgerät selbst ist teuer, zeichnet sich jedoch durch eine geringe Belastung des Staubsammelsystems, einen hohen thermischen Wirkungsgrad und eine einfache Lösungsmittelrückgewinnung aus, wodurch die Gesamtkosten deutlich niedriger sind als bei der Direkttrocknung.

(1) Bandtrockner

Ein Bandtrockner besteht aus mehreren unabhängigen Geräteteilen. Jeder Geräteabschnitt umfasst einen Umwälzventilator, eine Heizvorrichtung, ein separates oder gemeinsames Frischluftansaugsystem und ein Abgasabgassystem. Betriebsparameter wie Menge, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Abgaszirkulationsvolumen des Trocknungsmediums können unabhängig voneinander gesteuert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Bandtrockners gewährleistet und die Betriebsbedingungen optimiert werden. Der Trockner ist flexibel im Betrieb, da die Nassmaterialzufuhr und der Trocknungsprozess in einer vollständig abgedichteten Kammer stattfinden, was für gute Arbeitsbedingungen sorgt und das Austreten von Staub verhindert. Es wird zum Trocknen von blattförmigen, streifenförmigen und körnigen Materialien mit guter Luftdurchlässigkeit verwendet und eignet sich besonders für Materialien mit hohem Feuchtigkeitsgehalt und bei denen hohe Materialtemperaturen nicht zulässig sind, wie z. B. dehydriertes Gemüse und Scheiben chinesischer Kräutermedizin.

(2) Trommelschabertrockner

Der Trommelschabertrockner ist ein kontinuierlich arbeitendes Gerät, das flüssige oder streifenförmige Materialien, die an der Außenwand der Trommel haften, mittels Wärmeleitung durch einen rotierenden Zylinder trocknet. Das zu trocknende flüssige Material fließt aus dem Hochbehälter in den Aufnahmebehälter des Trommeltrockners. Die Trockentrommel dreht sich unter dem Antrieb der Übertragungsvorrichtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Das Material bildet durch die Filmbildungsvorrichtung einen Film auf der Trommelwand. Zur Erwärmung des Trommelkörpers wird kontinuierlich ein Heizmedium in die Trommel eingeleitet. Die Wärme wird durch die Trommelwand übertragen, um die Feuchtigkeit in der Folie zu verdampfen. Das Material, das die Trocknungsanforderungen erfüllt, wird dann von einem Schaber abgeschabt und über eine Förderschnecke zum Verpackungszweck in den Lagertank gefördert. Die durch Verdunstung entzogene Feuchtigkeit kann je nach Beschaffenheit durch einen dichten Deckel in das entsprechende Behandlungsgerät eingebracht werden; Im Allgemeinen handelt es sich um Wasserdampf, der über das Abluftrohr oben auf der Abdeckung direkt in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Diese Maschine wird hauptsächlich zur Verarbeitung flüssiger Materialien eingesetzt. Es kann mit Dampf, heißem Wasser oder heißem Öl erhitzt und getrocknet oder mit kaltem Wasser gekühlt und kondensiert werden. Je nach Materialeigenschaften und Prozessanforderungen können unterschiedliche Zuführmethoden wie Eintauchen, Sprühen und Mahlen eingesetzt werden.

(3) Hohlschaufeltrockner (Blatttrockner)

Der Hohlschaufeltrockner, auch Schaufeltrockner genannt, besteht hauptsächlich aus einem W-förmigen Gehäuse mit einem Mantel, zwei hohlen Schaufelwellen und einer Übertragungsvorrichtung. Auf der Welle sind Hohlschaufeln angeordnet und am Wellenende ist ein Drehgelenk zur Einbringung des Wärmemediums angebracht. Die zum Trocknen der Feuchtigkeit erforderliche Wärme wird durch die Innenwand der ummantelten W--förmigen Nut und die Wand der Hohlschaufeln an das Material geleitet. Während des Trocknungsprozesses erhitzt die Hohlwelle mit Hohlschaufeln das Material unter Rühren und erneuert so die Heizfläche. Es handelt sich um einen kontinuierlichen Konduktionsheiztrockner. Das Heizmedium ist Dampf, Heißwasser oder Wärmeträgeröl. Das Heizmedium wird in den Mantel des Mantels und in die beiden hohlen Paddelwellen eingeleitet und erwärmt und trocknet das Material durch Wärmeleitung. Die Struktur der hohlen Paddelwellen variiert je nach Material.

Diese Maschine eignet sich für die Verarbeitung verschiedener pastöser, körniger und pulverförmiger Materialien mit guter thermischer Stabilität. Unter besonderen Bedingungen kann es auch hitzeempfindliche Materialien trocknen und während des Trocknungsprozesses Lösungsmittel zurückgewinnen. Es wird üblicherweise zum Trocknen oder Kühlen von Materialien wie Ruß, leichtem Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumcarbonat, Harnsäure, Gips, Ton, Mangandioxid, Nylon- und Polyesterspänen, Polyethylen und Polypropylen (Lösungsmittelrückgewinnung) verwendet.

(4) Vakuum-Rechentrockner

Das zu trocknende Material wird von oben in der Mitte des Gehäuses des Vakuum-Rechentrockners zugeführt. Unter dem Rühren der kontinuierlich rotierenden Rechenzähne erneuert sich die Oberfläche des Materials ständig, wenn es mit der Schalenwand in Kontakt kommt. Das Material wird indirekt durch Dampf (oder heißes Wasser, Wärmeträgeröl) erhitzt, wodurch die Feuchtigkeit im Material verdampft. Die verdampfte Feuchtigkeit wird durch die Vakuumpumpe umgehend entfernt. Das zu trocknende Material wird durch einen Wärmeträger indirekt erhitzt, wodurch die Feuchtigkeit im Material verdampft. Die verdampfte Feuchtigkeit wird dann umgehend durch eine Vakuumpumpe abgeführt.

Aufgrund des hohen Betriebsvakuums, das im Allgemeinen im Bereich von 400–700 mmHg liegt, ist der Wasserdampfdruck auf der Oberfläche des zu trocknenden Materials viel höher als der Wasserdampfdruck im Verdampfungsraum innerhalb des Trocknergehäuses. Dadurch wird die Ableitung von Feuchtigkeit sowohl aus dem Inneren als auch aus der Oberfläche des Materials erleichtert, wodurch die Bewegung der Wassermoleküle gefördert und der Trocknungszweck erreicht wird. Vakuumrechentrockner eignen sich für hitzeempfindliche Materialien, Materialien, die bei hohen Temperaturen leicht oxidieren, Materialien, die beim Trocknen zum Zusammenbacken neigen, und Materialien, bei denen der beim Trocknen abgegebene Dampf zurückgewonnen werden muss. Typische getrocknete Materialien umfassen Natriumpropylensulfonat, CMC, Phthalocyaninblau, Farbstoffzwischenprodukte, Carboxymethylstärke, Maltodextrin und Anthrachinonsulfonsäure.

(5) Doppelkegel-Rotationsvakuumtrockner

Der Doppelkegel-Rotationsvakuumtrockner ist leicht oliv-förmig, mit Kappen an beiden Enden und zwei Wellen in der Mitte, um den Körper zu stützen. Der Trocknerkörper verfügt über einen Mantel zum Erhitzen und kann sich während des Trocknens drehen, sodass das Material häufig den Kontakt mit der Trocknerwand wechseln kann. Dadurch wird der Nachteil der geringen thermischen Effizienz in Vakuumöfen überwunden, bei denen das Material hauptsächlich auf den Heizzylinder zur Leitung angewiesen ist. Rotationsvakuumtrockner werden häufig in der Feinchemie und Pharmazie eingesetzt, eignen sich jedoch nicht für Materialien mit hoher Viskosität oder starker Adhäsion während der Rotation. Diese Ausrüstung wird hauptsächlich zum Konzentrieren, Mischen und Trocknen von pulverförmigen, körnigen und faserigen Materialien in der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie sowie von Materialien verwendet, die eine Trocknung bei niedrigen Temperaturen erfordern (z. B. biochemische Produkte). Es eignet sich besonders zum Trocknen von leicht oxidierenden, flüchtigen, hitzeempfindlichen, giftigen Materialien und Materialien, bei denen eine Kristallzerstörung nicht zulässig ist.

(6) Vakuumofen

Da die Verdampfungstemperatur der im Material enthaltenen flüchtigen Stoffe nach der Dekompression gesenkt werden kann, eignet es sich zum Trocknen verschiedener hitzeempfindlicher und leicht oxidierender Materialien. Bei diesem Gerät handelt es sich häufig um ein zylindrisches oder anderes vakuumbetriebenes Gehäuse, das intern durch elektrische Heizung oder Heißwasser/Wärmeübertragungsöl über Heizplatten oder Heizrohre erhitzt wird und für die intermittierende Kleinserienproduktion geeignet ist. Öfen sind Allzweck-Trocknungsgeräte mit einem breiten Anwendungsspektrum. Dabei handelt es sich um intermittierende Trocknungsgeräte vom Typ Tablett-, die in der Pharma-, Chemie-, Lebensmittel-, Leicht- und Schwerindustrie zum Erhitzen, Aushärten, Trocknen und Entwässern von Materialien und Produkten eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Rohstoffe, Rohdrogen, Scheiben chinesischer Kräutermedizin, Extrakte, Pulver, Granulat, Instantpulver, Pillen, Verpackungsflaschen, Pigmente und Farbstoffe, dehydriertes Gemüse, Trockenfrüchte, Würste, Kunststoffharze, elektrische Komponenten und Backfarben.

(7) Gefriertrockner

Gefriertrockner kühlen und gefrieren zunächst das flüssige Material und reduzieren dann den Druck, damit das Eis sublimieren und trockenes Material erhalten kann. Da der gesamte Prozess unterhalb des Gefrierpunkts stattfindet, wird er häufig zum Trocknen hitzeempfindlicher Gegenstände verwendet. Da es schwierig ist, gefrorene Materialien unter Vakuum zu erhitzen, und der unter reduziertem Druck kondensierende und sublimierende Wasserdampf ein großes Kühlsystem erfordert, sind die Trocknungskosten relativ hoch. Friert die Feuchtigkeit in stark hitzeempfindlichen Materialien ein und hält sie unter Hochvakuum unter dem Gefrierpunkt. Die Feuchtigkeit sublimiert und trennt sich vom Material. Weniger Verlust wirksamer Bestandteile im Material, aber geringe Trocknungsgeschwindigkeit. Im Folgenden sind einige Grundtypen gängiger Trocknungsgeräte aufgeführt. Wir können diese Grundmodelle basierend auf den spezifischen Anforderungen der Benutzer und Materialtrocknungsverfahren modifizieren und weiterentwickeln.