流化床干燥設(shè)備是利用流態(tài)化技術(shù)對(duì)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(dòng)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(shí)，物料顆粒是均勻的且有一定的規(guī)格，不然會(huì)形成溝狀流和滯動(dòng)區(qū)，顆粒粒度分布寬時(shí)，夾帶嚴(yán)重，濕度大時(shí)易結(jié)塊，以及由于顆粒返混，顆粒停留時(shí)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(dòng)流化床干燥機(jī)具有重大的意義。振動(dòng)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(dòng)流化床干燥機(jī)得到各行業(yè)的普遍歡迎。
振動(dòng)流化床干燥機(jī)是由振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生激振力使機(jī)器振動(dòng)，物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn)，同時(shí)振動(dòng)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(dòng)流化床干燥機(jī)料口進(jìn)入，振動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(dòng)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(jí)過濾，H13需進(jìn)行PAO檢漏測(cè)試、驗(yàn)證，說明檢測(cè)、更換的時(shí)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(dòng)閥或氣動(dòng)閥門根據(jù)設(shè)定的溫濕度自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥門，開度可通過PLC控制。
這是我們對(duì)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(huì)進(jìn)一步提高設(shè)備的技術(shù)含量。
在滿足GMP要求的同時(shí)，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(dòng)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(duì)筒內(nèi)負(fù)壓和自動(dòng)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(jí)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(hào)，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(huì)存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)的過濾器會(huì)增加空氣流動(dòng)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(shí)，內(nèi)部的顆粒運(yùn)動(dòng)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(duì)流狀，顆粒在空中停留的時(shí)間就是顆粒內(nèi)水分蒸發(fā)的時(shí)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(zhǎng)度和與空氣熱交換的時(shí)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(jiǎn)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(shí)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(duì)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(jiǎn)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(zhǎng)。
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(shí)間分布均勻，所以實(shí)際需要的干燥時(shí)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(duì)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(shí)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(shì)
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(gè)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(gè)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(huì)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(shí)，設(shè)備附加值也會(huì)有明顯的提高。
作為制藥企業(yè)用戶，我們會(huì)根據(jù)GMP要求對(duì)流化床每個(gè)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(duì)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(zhǎng)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(shí)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(hào)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(cè)，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(hào)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(cè)試檢查，SAT文件。
