流化床干燥設(shè)備是利用流態(tài)化技術(shù)對流體或固體顆粒進(jìn)行物理或化學(xué)加工，如干燥、浸取、吸附和離子交換和顆粒混合等的干燥設(shè)備機(jī)械。流化床干燥設(shè)備熱質(zhì)傳遞速率是很高的、結(jié)構(gòu)緊湊、干燥設(shè)備方便操作等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用在化工、食品、陶瓷、制藥等行業(yè)。
一、 振動流化床干燥設(shè)備工作原理與結(jié)構(gòu)
濕物料進(jìn)入流化床內(nèi)與熱空氣在布風(fēng)板上方接觸，顆粒物懸浮在氣流之中，形成流化狀態(tài)。顆粒與熱空氣均勻、充分地混合，進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，脫除水分，達(dá)到干燥。產(chǎn)品合格后就由流化床的出料口排出。
顆粒物料在普通流化床干燥設(shè)備中進(jìn)行干燥時，物料顆粒是均勻的且有一定的規(guī)格，不然會形成溝狀流和滯動區(qū)，顆粒粒度分布寬時，夾帶嚴(yán)重，濕度大時易結(jié)塊，以及由于顆粒返混，顆粒停留時間分布范圍大，顆粒含濕量不均，因此限制了普通流化床干燥機(jī)的使用范圍。為了克服其缺點(diǎn)，國外在改善流化床干燥機(jī)性能等方面做了大量研究。特別是在能源緊張的今天強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱過程，節(jié)約能源、提高質(zhì)量，使流化床干燥機(jī)具有廣泛的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，振動流化床干燥機(jī)具有重大的意義。振動流化床干燥機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、適用范圍廣、并具有顯著的節(jié)能性和能干燥在其它干燥機(jī)上難以干燥的物料的優(yōu)點(diǎn)，因此振動流化床干燥機(jī)得到各行業(yè)的普遍歡迎。
振動流化床干燥機(jī)是由振動電機(jī)產(chǎn)生激振力使機(jī)器振動，物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn)，同時振動流化床干燥機(jī)床底輸入的熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài)，物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸，從而達(dá)到理想的干燥效果。物料從振動流化床干燥機(jī)料口進(jìn)入，振動流化床干燥機(jī)振槽上的物料與振槽下部通入的熱風(fēng)正交接觸傳熱，濕空氣由引風(fēng)引出，干料由排料口排出。
二、流化床干燥設(shè)備節(jié)能原理
流化床干燥設(shè)備的基本原理是通過加熱的空氣將濕顆粒吹至沸騰呈對流狀態(tài)，加熱后的空氣將蒸發(fā)后的水分或有機(jī)溶媒帶走，干燥設(shè)備能實(shí)現(xiàn)對濕顆粒的干燥，這里就涉及到空氣要怎么處理的問題。
制造商對空氣處理單元的配置為：初部過濾器—電加熱(或蒸汽加熱)—風(fēng)機(jī)—中效過濾器—流化床干燥設(shè)備，就這樣簡單。顯然，這與用戶的需求有極大的關(guān)系，用戶提出的要求低，則制造商的配置也低，這里我們僅以GEA的制粒聯(lián)動線中的流化床為例，來談?wù)勁渲门c節(jié)能的關(guān)系。空氣處理單元的配置和參數(shù)要求：
進(jìn)風(fēng)溫濕度可調(diào)節(jié)至工藝要求的參數(shù)范圍，t為80℃、RH為20%；
冷凍水降溫除濕，盤管采用銅管、鋁肋片式，冷凍水采用工藝?yán)鋬鏊到y(tǒng)的冷凍水，溫度7～12℃；
加熱器熱源為工業(yè)蒸汽，應(yīng)注明壓力、溫度耗量要求；
過濾器采用(G4+F8+H13)三級過濾，H13需進(jìn)行PAO檢漏測試、驗(yàn)證，說明檢測、更換的時間；
箱體要求：中高效后內(nèi)壁為不銹鋼板，中高效前為鍍鋅鋼板，壁板具有保溫防冷卻功能；
冷水、蒸汽的進(jìn)出采用PLC電動閥或氣動閥門根據(jù)設(shè)定的溫濕度自動控制；
G4、F8、H13有壓差顯示裝置，并在PLC具有壓差報(bào)警功能(壓差不在PLC上顯示)；
過濾器更換拆卸方便；
配置表冷器排水存水彎，積水盤材質(zhì)為304不銹鋼，無漏水，排水順暢，集水盤無積水；
出風(fēng)口配置電動調(diào)節(jié)閥門，開度可通過PLC控制。
這是我們對空氣處理單元(AHU)配置提出的要求，
相信國內(nèi)許多的制造商完全可以滿足這些要求，如果國產(chǎn)設(shè)備按照此要求進(jìn)行制造，必定降低藥品生產(chǎn)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，再輔之詳細(xì)的驗(yàn)證文件，就會進(jìn)一步提高設(shè)備的技術(shù)含量。
在滿足GMP要求的同時，我們還應(yīng)充分考慮到節(jié)能，這里的耗能涉及到化霜預(yù)熱功能段、冷水除濕、加熱段、流化床筒體內(nèi)負(fù)壓保持。根據(jù)URS，如果不需要化霜預(yù)熱段，可以取消該功能段的設(shè)置，否則既增加了投資，又增加了進(jìn)風(fēng)阻力，增加了能耗。冷水除濕段與蒸汽加熱器采用PLC電磁閥自動控制，設(shè)定出風(fēng)溫濕度，常規(guī)的流化床干燥參數(shù)d為11g/m3、t為80℃，流化床的進(jìn)風(fēng)量與排風(fēng)量的關(guān)系可以通過PLC對筒內(nèi)負(fù)壓和自動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)閥和排風(fēng)閥加以設(shè)定。根據(jù)FDA的要求，空調(diào)處理單元的三級過濾器非常關(guān)鍵，國產(chǎn)設(shè)備之所以存在較大的風(fēng)險(xiǎn)主要原因就在于過濾器問題，過濾器的選型很重要，必須明確說明過濾器的規(guī)格型號，G4、F8、H13必須符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)，不能圖價(jià)格便宜隨便采用無紡棉制作，否則會存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)的過濾器會增加空氣流動的阻力，但是我們的前提是首先要滿足質(zhì)量要求。
流化床運(yùn)行時，內(nèi)部的顆粒運(yùn)動的軌跡與空氣熱交換也有著密切的聯(lián)系，目前通常是底部的空氣吹上來，使顆粒呈對流狀，顆粒在空中停留的時間就是顆粒內(nèi)水分蒸發(fā)的時間，GEA制造的流化床干燥設(shè)備底部采用魚鱗狀出風(fēng)口，使得顆粒在筒內(nèi)呈螺旋狀升高，有效地增加了流線的長度和與空氣熱交換的時間，充分利用了能源。
三、流化床干燥設(shè)備的分類適用的物料
單層流化床干燥設(shè)備
單層流化床干燥設(shè)備是最簡單的一種機(jī)型，可分為連續(xù)、間歇兩種操作方法。連續(xù)操作停留時間分布較廣，因而多應(yīng)用于比較容易干燥的產(chǎn)品或?qū)Ω稍镏笜?biāo)要求不是很嚴(yán)格的產(chǎn)品。間歇操作可用于含水率較高的物料的干燥對于一些顆粒度不均勻并有一定粘性的物料，多采用在床層內(nèi)裝有攪拌器的低床層操作。
該設(shè)備操作簡單，檢修方便，床層溫度平穩(wěn)，干燥效果好，但運(yùn)轉(zhuǎn)周期長。
本機(jī)適用于硫酸銨、氯化銨、無水亞硫酸鈉、聚四氟乙烯、葡萄糖酸鈣、堿性青蓮染料、催化劑顆粒、酐酪素、椰蓉、食鹽等物料的干燥。
多層流化床干燥設(shè)備
多層流化床干燥設(shè)備由于停留時間分布均勻，所以實(shí)際需要的干燥時間比單層流化床短。可以改善干燥產(chǎn)品含水的均勻性，易于控制產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。但是，多層流化床干燥機(jī)因?qū)訑?shù)增加，各層之間又要保證形成穩(wěn)定的流化狀態(tài)增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的年復(fù)雜性。對于除去結(jié)合水分的物料，采用多層流化床是恰當(dāng)?shù)摹?/div>
多層流化床干燥機(jī)適用于滌綸切片、水楊酸鈉、氨基匹林、土霉素、金霉素、四環(huán)素、片劑淀粉顆粒、糖粉、飼料、塑料、糧食等粉粒狀物料的干燥
臥式多室流化床干燥設(shè)備
臥式多室流化床干燥設(shè)備克服了多層流化床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層床阻力等缺點(diǎn)濕料由加料機(jī)連續(xù)加入干燥器的第一室，由于物料處于流化狀態(tài)，所以可自由地由前一室向后一室。干燥后的物料由最后干燥室卸料口卸出，可干燥各種難于干燥的粒狀物料和熱敏性物料，并逐漸推廣到粉狀物料。
這類干燥機(jī)適用于聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍1010、鄰氯苯甲酸、四環(huán)素、土霉素、氯霉素、肝粉、糖粉、檸檬酸、草酸、氯化橡膠等物料的干燥。
流化床干燥設(shè)備目前已經(jīng)被廣泛適用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、塑料、糧油、礦渣、制鹽、煙糖等行業(yè)的顆粒狀物料、粉狀物料、塊狀物料、纖維狀物料、特殊形狀物料的干燥、冷卻、增濕等作業(yè)，同時還用于干燥冷卻、冷卻增濕作業(yè)。
四、流化床干燥設(shè)備的發(fā)展趨勢
流化床干燥設(shè)備從具體結(jié)構(gòu)組成來看，可以分為筒體部分、AHU部分、電氣控制部分。目前，國內(nèi)大多數(shù)制造商基本上都可以進(jìn)行全部的生產(chǎn)組裝，從技術(shù)角度上來講是廣而不精，不銹鋼加工也能生產(chǎn)，空氣處理單元也能組裝，電氣控制兩個電工就能解決問題，工作效率高，裝配速度快，成本低，大多仿制別人的設(shè)備，形似而神不似，這是目前國內(nèi)許多制造商的現(xiàn)狀，缺少新產(chǎn)品研發(fā)投入。
許多國外先進(jìn)的設(shè)備供應(yīng)商的做法值得我們學(xué)習(xí)，他們將設(shè)備分成幾個部分，進(jìn)行分工合作，流化床干燥設(shè)備不銹鋼制作就單純加工筒體兼組裝，AHU由專業(yè)的空調(diào)廠商供應(yīng)，電氣自控由專業(yè)的人員來做，相互之間做好技術(shù)協(xié)調(diào)工作，做到專而精，設(shè)備的技術(shù)檔次就會提高，這需要我們有良好的協(xié)作精神和認(rèn)真的工作態(tài)度，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時，設(shè)備附加值也會有明顯的提高。
作為制藥企業(yè)用戶，我們會根據(jù)GMP要求對流化床每個具體的部件提出詳盡的要求，確保將產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降到最低，GMP追求工藝生產(chǎn)過程的重復(fù)性和可追溯性，這就更加要求我們對生產(chǎn)設(shè)備的每一步調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定的具體化與明確化，要求流化床干燥設(shè)備各部分的制造規(guī)范化，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案、DQ、DS。
供應(yīng)商制造一套先進(jìn)的流化床干燥設(shè)備，與客戶進(jìn)行長期的技術(shù)探討非常重要，客戶提出的需求越高，生產(chǎn)出的設(shè)備就越先進(jìn)。目前，國內(nèi)許多的制藥企業(yè)已經(jīng)逐步向FDA要求靠攏，購置設(shè)備時要求設(shè)備供應(yīng)商提供一系列的文件資料，而這恰恰是國內(nèi)供應(yīng)商的軟肋。以流化床干燥設(shè)備為例，需要提供：
計(jì)部分：工藝流程設(shè)計(jì)，安裝設(shè)計(jì)，記號清單，組成清單，備品備件清單。
電氣設(shè)計(jì)：軟件，配電圖表，SDS，功能圖表，功能說明，配電柜清單。
設(shè)備文件：操作手冊，維護(hù)和檢查列表，檢查記錄表，觸摸屏操作說明，客戶培訓(xùn)。
技術(shù)資料文件與備件資料。
質(zhì)量控制文件：校準(zhǔn)證書，留樣，鈍化清洗，焊接氣體證書。
制造：焊工的培訓(xùn)、指導(dǎo)和指令，拍片、鈍化清洗的培訓(xùn)。
質(zhì)量管理：焊接質(zhì)量記錄、留樣，焊縫編號圖，焊接軌道輸出，CD光盤。
驗(yàn)證文件：質(zhì)量和項(xiàng)目計(jì)劃，F(xiàn)AT方案，單元測試檢查，SAT文件。
