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自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行可靠生產(chǎn)能力穩(wěn)定
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自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行可靠生產(chǎn)能力穩(wěn)定
在干燥設(shè)備類型上，將以熱風(fēng)加熱常壓干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備為主，其他諸如遠(yuǎn)紅外線干燥設(shè)備、微波干燥設(shè)備等特殊領(lǐng)域的用戶也將逐步擴(kuò)大應(yīng)用數(shù)量；在食品、藥品干燥方面，對(duì)真空冷凍干燥設(shè)備中的較大規(guī)格設(shè)備需求量將會(huì)增加；具有功能組合(如制粒—干燥、干燥—過濾)的設(shè)備需求量也將增多；高自動(dòng)化干燥設(shè)備在一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹艿綒g迎。另外，干燥設(shè)備外觀質(zhì)量將越來越受到重視，腐蝕性物料烘干設(shè)備的耐腐能力和可靠的使用壽命，將會(huì)受到用戶特別關(guān)心。
國內(nèi)中藥企業(yè)常用的浸膏干燥設(shè)備是箱式干燥和噴霧干燥。箱式干燥時(shí)間長，能耗高，間斷操作，容易染菌和吸潮；噴霧干燥的粉劑致密而水溶性差，干燥溫度高，熱敏感性的物質(zhì)容易被破壞，多糖含量高的物料會(huì)粘在噴霧干燥收集器的壁上，造成收粉困難。近幾年，一種自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)開始應(yīng)用生產(chǎn)。與箱式干燥相比，自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：料層薄、干燥快、物料受熱時(shí)間短；物料松脆，容易粉碎；隔離操作，避免污染；動(dòng)態(tài)操作，不易結(jié)垢；連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)控制。自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)也能克服噴霧干燥的缺點(diǎn)，與常用的干燥設(shè)備相比，自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)具有更好的應(yīng)用價(jià)值，控制系統(tǒng)采用德國西門子S7-200 PLC、西門子變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了干燥溫度、真空壓力、干燥速度穩(wěn)定、干燥物料含水率穩(wěn)定的目標(biāo)，使用效果良好。
1 工作原理
物料通過變頻螺桿泵送入真空條件下的干燥機(jī)內(nèi)部，物料被連續(xù)地涂布在緩緩移動(dòng)的干燥機(jī)內(nèi)的多條干燥帶上，形成薄薄的涂層；干燥帶在調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)下以設(shè)定的速度向前運(yùn)動(dòng)，每條干燥帶的下面都有3段獨(dú)立的加熱板和1段冷卻板，干燥帶與加熱板、冷卻板緊密接觸，以接觸傳熱的方式將干燥所需要的能量傳遞給帶上物料；當(dāng)干燥物料從筒體的一端運(yùn)動(dòng)到另一端時(shí)，物料已經(jīng)干燥并經(jīng)過冷卻，干燥后的物料從干燥帶上剝離；物料通過一個(gè)粉碎裝置粉碎后，通過真空蝶閥到料桶中出料。
在真空條件下，物料連續(xù)地被涂布在緩緩移動(dòng)的不銹鋼履帶上，形成薄薄的涂層； 履帶輸送物*斗進(jìn)入加熱段，使物料受熱而脫去水分，再進(jìn)入冷卻段，使物料降溫而變脆，較后到終端被收集。
物料直接進(jìn)入真空度容器內(nèi)，經(jīng)過干燥，所得顆粒的流動(dòng)性很好，結(jié)構(gòu)疏松，速溶性好。其結(jié)構(gòu)如圖1。
2 真空自動(dòng)履帶干燥機(jī)主要特點(diǎn)
2.1 真空筒體是一個(gè)直徑近2 m 的不銹鋼圓筒，前后開門，長度在15m，內(nèi)外壁拋光處理，筒體密封良好。履帶是干燥物料的平臺(tái)，材質(zhì)為聚四氟乙烯帶，性質(zhì)穩(wěn)定，耐溫范圍在-70－260 ℃，可安全使用于醫(yī)藥、食品工業(yè)。履帶按4層設(shè)置，每條履帶分別由變頻電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，履帶運(yùn)動(dòng)速度則通過變頻調(diào)速機(jī)組進(jìn)行調(diào)整，速度范圍在0.15－1.5 m/min 。
2.2 真空系統(tǒng)采用羅茨真空泵和水環(huán)真空泵組成的機(jī)組。
2.3 干燥前物料先預(yù)熱以增加流動(dòng)性，進(jìn)料用螺桿計(jì)量泵，可處理粘度很大(相對(duì)密度1.35－1.45)的中藥浸膏；進(jìn)料流量可精確調(diào)整，即使在進(jìn)料量很小的情況下，布料裝置也確保均勻布料，以便干燥工藝的優(yōu)化；每一條履帶配備單獨(dú)螺桿泵作為進(jìn)料輸送泵，進(jìn)料速度一般20－50L／ h。搖擺布料擺臂通過一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制，速度一般在5－20 r/min。
2.4 自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)整個(gè)干燥帶分為4 個(gè)區(qū)，3個(gè)加熱區(qū)和1 個(gè)冷卻區(qū)。機(jī)組熱源采用熱水，配備完整熱水循環(huán)加熱系統(tǒng)和冷卻水冷卻系統(tǒng)�？紤]天然藥物的熱敏性，常采用低溫真空干燥的方式，干燥過程中產(chǎn)品溫度一般在40－95 ℃之間。經(jīng)過冷卻，出料溫度可控制在20－30 ℃之間。
2.5 終端出口以氣動(dòng)真空蝶閥阻斷真空以連續(xù)地排出干物料；出料口有破碎和制粒功能，干粉顆粒大小可控制在40－60 目之間設(shè)置。
2.6 機(jī)組配有高壓水清洗裝置，符合GMP 易清洗的要求。
2.7 自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)采用PLC 控制，通過PC機(jī)的人機(jī)界面來操作設(shè)備，同時(shí)干燥機(jī)附近設(shè)置操作面板以便在工作區(qū)操作設(shè)備�？梢宰詣�(dòng)運(yùn)行，也可以手動(dòng)操作。
3 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)軟硬件的選型
( 1)選用SIEMENS 變頻器(2) 搖擺布料采用KINCO 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器；(3)觸摸屏采用POFACE
產(chǎn)品；(4)上位機(jī)采用戴爾工控機(jī)；(5) 通訊采用一條RS-485 通訊線將上位機(jī)和PLC 連成一個(gè)通訊系統(tǒng)；(6)現(xiàn)場觸摸屏為操作員界面，工控機(jī)為工程師界面。
3.2 PLC 的功能及選型
PLC在系統(tǒng)中完成下列任務(wù)：(1)采集外界各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)及模擬量信號(hào)；(2)控制各臺(tái)電機(jī)起停、頻率調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)；(3)若外界設(shè)備出現(xiàn)故障，PLC接通報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。
根據(jù)上述功能，該系統(tǒng)選用SIEMENS的S 7-200PLC，它屬于模塊組合式PLC，由基板及模塊組成，有多種基板模塊可供選擇，可根據(jù)需要構(gòu)成不同的系統(tǒng)。本著實(shí)用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等原則，選用CPU226 PLC、EM 223 CN 型的數(shù)字量輸入/ 輸出模塊、EM 232 CN型的模擬量輸出模塊、EM 235 CN型的模擬量輸入／ 輸出模塊。其組成見圖2。
4 控制系統(tǒng)的應(yīng)用
4.1 4 條履帶可以分別控制其運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行速度。每條履帶都分別采用變頻控制實(shí)現(xiàn)1 對(duì)1 控制，在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)修改履帶速度。
4.2 4 臺(tái)進(jìn)料泵可以分別控制其運(yùn)行狀態(tài)與進(jìn)料速度。每臺(tái)進(jìn)料泵都分別采用變頻控制實(shí)現(xiàn)1 對(duì)1 控制，在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)修改流量。
4.3 布料電機(jī)運(yùn)行速度可調(diào)節(jié)。布料電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，范圍( 15、20、24、28、37 r/min )。
4.4 真空泵采用3 級(jí)機(jī)組，保證筒體真空度運(yùn)行時(shí)不低于10 MPa。主泵ZJ 300 羅茨真空泵( 球墨鑄鐵)1 臺(tái), 抽氣速率300L/s，二級(jí)泵ZJ 150 羅茨真空泵( 球墨鑄鐵)1 臺(tái)，抽氣速率150 L/s ，前級(jí)泵2 BV 5-131 水環(huán)真空泵2 臺(tái)，抽氣速率6.66 m3/min，功率11 kW，極限真空( 絕壓)40 Pa，前級(jí)泵配2 臺(tái)2 BV 5-131水環(huán)真空泵，可以有效地縮短及提高整個(gè)機(jī)組的效率，將真空預(yù)抽時(shí)間縮短，在主泵開啟整個(gè)機(jī)組投入運(yùn)行后，可自動(dòng)關(guān)閉1 臺(tái)水環(huán)真空泵。
4.5 加熱區(qū)、冷卻區(qū)溫度控制采用調(diào)節(jié)閥從而保證溫度恒溫運(yùn)行時(shí)不偏于設(shè)定±2 ℃，流程如圖3。
4.6
信號(hào)報(bào)警界面可隨時(shí)監(jiān)控與顯示系統(tǒng)運(yùn)行中的單機(jī)運(yùn)行故障，提示故障原因及解決方案。從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與自診斷的功能，保證各項(xiàng)硬件的使用壽命。
4.7 程序分為3
部分：主程序、子程序和中斷程序。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，可節(jié)省掃描周期。利用定時(shí)器中斷功能實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出控制。主程序功能較多，履帶電機(jī)、進(jìn)料泵及布料電機(jī)速度的顯示，真空泵組控制信號(hào)的綜合以及報(bào)警處理都在主程序。頻率和真空的壓力值采用數(shù)字方式直接在程序中設(shè)定。溫度PID控制中，使用了比例和積分控制，其回路增益和時(shí)間常數(shù)可通過工程計(jì)算初步確定，需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到較優(yōu)效果。
我國加入WTO這么多年來的事實(shí)證明，國內(nèi)干燥設(shè)備行業(yè)發(fā)展正如專家預(yù)期所料，是挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。就國內(nèi)市場而言，由于我國干燥設(shè)備行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)入較成熟的發(fā)展階段，已能夠比較好地滿足各個(gè)領(lǐng)域用戶的實(shí)際需要，而在價(jià)格上只有國外相同產(chǎn)品的1／3，這使我國干燥設(shè)備在市場競爭中比進(jìn)口設(shè)備具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)；另一方面，由于干燥設(shè)備體積較大，大多數(shù)還涉及現(xiàn)場安裝、調(diào)試和售后服務(wù)等工作，因此對(duì)國內(nèi)用戶而言，選用國產(chǎn)設(shè)備較選用進(jìn)口設(shè)備更方便。就 市場而言，我國加入WTO后，更有利于干燥設(shè)備擴(kuò)大出口。目前，我國干燥設(shè)備主要出口產(chǎn)品是真空干燥設(shè)備，振動(dòng)干燥設(shè)備，中小型糧食、食品及農(nóng)林土特產(chǎn)品干燥設(shè)備，年出口量超過百臺(tái)，出口的主要地區(qū)是東南亞及其他發(fā)展中國家，并已經(jīng)打開歐美市場的大門。目前，我國干燥設(shè)備出口產(chǎn)品占國產(chǎn)干燥設(shè)備的總量尚不到5%，專家預(yù)計(jì)“十二五”期間出口產(chǎn)品在國產(chǎn)干燥設(shè)備總量中所占比例將達(dá)到10%以上。
在 競爭中，我國干燥設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的主要競爭對(duì)手是丹麥、瑞士、英國、德國、美國以及日本等。與競爭對(duì)手相比，我國干燥設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉，不足之處主要在于產(chǎn)品的自動(dòng)化控制程度、外觀質(zhì)量、成套性和功能組合性方面有待進(jìn)一步提高
5 結(jié)束語
通過自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用和改進(jìn)，自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行可靠, 生產(chǎn)能力穩(wěn)定，干燥后物料含水率≤5%。隨著中藥產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，自動(dòng)真空履帶干燥機(jī)在干燥方面的優(yōu)點(diǎn)，將被更多的企業(yè)認(rèn)可，市場應(yīng)用前景廣闊。 干躁高效率的高低挺大水平上在于燃燒室的優(yōu)劣，因而，在振動(dòng)流化床的操作流程中，務(wù)必對(duì)燃燒室、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和除灰吸塵設(shè)備多方面特別的留意。 在啟動(dòng)振動(dòng)流化床前一個(gè)鐘頭查驗(yàn)全部的附設(shè)機(jī)器設(shè)備，包含振動(dòng)流化床的每個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)一部分，支拖一部分等，都理應(yīng)擰緊、一切正常的閃蒸干燥機(jī)停機(jī)開始時(shí)間到檢修開始時(shí)間屬于等待時(shí)間。從檢修開始到檢修完成，這段時(shí)間長短反映了故障特點(diǎn)和檢修人員業(yè)務(wù)能力與技術(shù)水平，是提高檢修管理水平的有用數(shù)據(jù)，也是對(duì)檢修單位評(píng)價(jià)的依據(jù)。 被干躁物不太聚集，熱風(fēng)循環(huán)烘箱底端（翅）不能放物件，以防危害室內(nèi)通風(fēng)，易燃性，易燃易爆物件，嚴(yán)禁揮發(fā)物和腐蝕物件的干躁后。先斷開開關(guān)電源，才能夠開啟個(gè)人工作室的門，不必立即用手觸碰，以防燒傷。 熱風(fēng)循環(huán)烘箱室清潔；應(yīng)用熱風(fēng)循環(huán)烘箱隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，干燥機(jī)越來越多的走入我們尋常生活中來，在我們的衣食住行中，處處都有干燥機(jī)的影子在里面，就比如我們的衣服 糧食以及所住房子用的建筑材料，都離不開干燥機(jī)的參與，它們不僅僅減輕了我們的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，還為我們提供了更加舒適的生活。
當(dāng)前，食品加工技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是較大限度 中國干燥設(shè)備行業(yè)在世界上到底是處在什么地位呢？
越來越多的機(jī)械設(shè)備打上了中國制造的條碼，但是如今中國干燥設(shè)備行業(yè)在世界上到底是處在什么地位呢？
聯(lián)合國當(dāng)前的需要，國內(nèi)市場的常規(guī)干燥設(shè)備，以及主要的 市場干燥設(shè)
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