Принцип.

Сушилка с перемешиванием и тонкой пленкой (ATFD) работает по принципу непрерывной теплопередачи и быстрого испарения растворителя или влаги из тонкой пленки материала при перемешивании и вакууме. Это высокоэффективная система сушки, предназначенная для обработки термочувствительных, вязких или пастообразных материалов, которые трудно сушить с помощью обычных сушилок. В этой системе подаваемая суспензия или раствор непрерывно распределяется в виде тонкой пленки на нагретой поверхности с помощью высокоскоростной вращающейся мешалки. Перемешивание равномерно распределяет материал, постоянно обновляя поверхность для испарения и предотвращая образование корки или налета. По мере передачи тепла от стенки к пленке продукта растворитель или влага быстро испаряются, а пары удаляются вакуумной системой или системой отвода пара. Высушенный продукт, который может быть в виде порошка, хлопьев или гранул, непрерывно выгружается из нижней части сушилки.

Основной принцип работы АТФД заключается в максимизации скорости тепло- и массопереноса за счет создания тонкой пленки перемешиваемого материала на нагретой поверхности. Поскольку толщина пленки обычно составляет всего несколько миллиметров, коэффициент теплопередачи очень высок, что приводит к короткому времени пребывания и эффективной сушке даже при низких температурах. Работа в вакууме снижает температуру кипения растворителя, позволяя сушить при умеренных температурах стенок (от 60°C до 150°C в зависимости от материала), что минимизирует термическую деградацию. Это делает АТФД особенно подходящим для сушки термочувствительных и вязких материалов, таких как фармацевтические остатки, химические суспензии, пищевые экстракты, полимеры и сточные воды из испарителей или кристаллизаторов.

Строительство

Аджитационная тонкопленочная сушилка — это вертикальный или горизонтальный цилиндрический сосуд, предназначенный для обеспечения большой площади теплопередачи с механическим перемешиванием. Основные компоненты ее конструкции следующие:

• Сушильный цилиндр / Корпус:
  В основе ATFD лежит цилиндрический корпус с рубашкой, изготовленный из нержавеющей стали (SS304 или SS316L) или другого коррозионностойкого материала в зависимости от области применения. Внутренняя поверхность тщательно отполирована для уменьшения трения и предотвращения прилипания продукта. Внешняя оболочка служит нагревательной поверхностью, через которую циркулирует пар, горячее масло или другие теплоносители для обеспечения необходимой тепловой энергии. Для максимальной эффективности теплоноситель обычно протекает через оболочку в противотоке по отношению к потоку материала. Цилиндр предназначен для работы в условиях вакуума или небольшого давления и оснащен паровыми выходами и смотровыми отверстиями.
• Мешалка в сборе:
  Вдоль всего сушильного цилиндра проходит центральный вращающийся вал, на котором расположены лопатки, щетки или лопасти мешалки. Эти лопатки специально разработаны для поддержания равномерной, турбулентной тонкой пленки подаваемого материала на внутренней стенке. Лопатки обычно имеют пружинный или шарнирный механизм, позволяющий им автоматически подстраиваться под контур стенки, обеспечивая непрерывное перемешивание и предотвращая накопление материала. Мешалка, как правило, работает на высокой скорости (100–500 об/мин в зависимости от размера и вязкости продукта) и приводится в движение электродвигателем с редуктором и механическим уплотнением. В некоторых конструкциях мешалка имеет верхний привод; в других — нижний, с сальниковым уплотнением или механическим уплотнением для поддержания вакуума.
• Система подачи сырья:
  Суспензия, паста или концентрат поступают в сушилку через подающее сопло или распределитель, расположенный сверху (в вертикальных АТФД) или с одного из концов (в горизонтальных АТФД). Подача немедленно распределяется вращающимися лопастями в виде тонкой однородной пленки по нагретой стенке, обеспечивая эффективный контакт и быстрое испарение.
• Система отвода паров:
  По мере испарения растворителя или влаги с тонкой пленки образующиеся пары поднимаются или текут к отверстию для паров, расположенному в верхней части корпуса. Пары направляются в систему конденсатора и вакуумного насоса, которая поддерживает необходимый вакуум и удаляет неконденсируемые газы. Конструкция паропровода позволяет минимизировать унос частиц продукта.
• Система выгрузки продукции:
  Высушенный материал, обычно в виде порошка, хлопьев или гранул, непрерывно выгружается из нижнего выходного отверстия через скребок или разгрузочный шнек. В зависимости от характеристик материала, выгрузка может осуществляться самотеком или с помощью шнека в накопительный резервуар или зону охлаждения.
• Системы отопления и вакуумной очистки:
  Теплоноситель (обычно пар или горячее масло) циркулирует через рубашку, обеспечивая необходимую тепловую энергию для сушки. Вакуумная система, состоящая из вакуумного насоса, конденсатора и ресивера, поддерживает рабочее давление, которое может варьироваться от 50 мбар до 200 мбар в зависимости от продукта и температуры кипения растворителя. Сочетание тепла и вакуума обеспечивает бережную сушку и высокое качество продукта.
• Приборы и средства управления:
  Современные автоматизированные станки для обработки металла (ATFD) оснащены датчиками температуры и давления, регуляторами скорости подачи и регуляторами скорости вращения. Эти параметры контролируются и управляются с помощью системы управления ПЛК-ЧМИ для обеспечения стабильной работы и безопасной эксплуатации. Защитные блокировки предотвращают перегрев, избыточное давление или механические неисправности.

Строительство сушилки для замораживания

Сушилка для лиофилизации (лиофилизатор) состоит из нескольких ключевых компонентов, объединенных для выполнения трех описанных выше этапов в контролируемых условиях.

Основные компоненты и их функции