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喷雾干燥设备的故障排除及设备优势

喷雾干燥机是目前行业中最为热门的干燥设备之一,适用范围广泛。可以说是处理溶液、悬浮液或是泥浆状的物料的首选干燥机。喷雾干燥机的干燥效果也非常好并且效率高,其产品为颗粒均匀的粉末状,不需要增加粉碎工艺环节。目前,在化工、轻工以及食品行业喷雾干燥机的市场占有率非常高。
  目前随着生活水平的提高质量和品质要求开始增加,要想长久发展的就来从细节来探讨喷雾干燥机技术的优点和缺点,从本质上来解答问题。
  一、喷雾干燥机优点:
  1、喷雾干燥机由于雾滴群的表面积/体积比很大,物料干燥所需的时间很短(通常为15-30秒,有时只有几秒钟)。喷雾干燥机不需要严格的过滤设备,料液中如无纤维状液体基本不堵塞料液通道。可以适应较高黏度的料液(与压力式喷雾干燥相比)。因雾化器的转速很容易调节,所以比较容易空制产品粒度,粒度分布也较窄。
  2、喷雾干燥机生产能力大,产品质量高。每小时喷雾量可达几百吨,是干燥器处理量较大者之一。尽管干燥介质入口温度可达摄氏几百度,但在整个干燥过程的大部分时间内,物料温度不超过空气的湿球温度,因此,喷雾干燥特别适宜热敏性物料(例如食品、药品、生物制品和染料等)的干燥。
  3、喷雾干燥机调节方便,可以在较大范围内改变操作条件以控制产品的质量指标,如粒度分布、湿含量、生物活性、溶解性、色、香、味等。在调节处理量时,不需要改变雾化器的工作状态,对进料率可以获得相同的产品。
  4、喷雾干燥机简化了工艺流程。可以将蒸发、结晶、过滤、粉碎等操作过程用喷雾干燥操作一步完成。因离心式雾化器产生的雾群基本在同一水平面上,雾滴沿径向和切向的合成方向运动,几乎没有轴向的初速度,所以干燥器的直径相对较大。径、长比较小,可以最大限度地利用干燥室的空间。
  二、喷雾干燥机缺点:
  1、当干燥介质入口温度低于150摄氏度时,喷雾干燥机干燥器的容积传热系数较低,所用设备的体积比较庞大。另外,低温操作的热利用率较低,干燥介质消耗量大,因此,动力消耗也大。分散盘的加工精度要求较高,要有良好的动平衡性能,如平衡状态不佳,主轴及轴承容易被损坏;
  2、对于细粉产品的生产,需要高效分离设备,以避免产品损失和污染环境。产品的堆密度喷雾干燥机低一些。
  3、雾滴与气体的接触方式基本属于并流形式,分散盘不能垂直放置;
  为了满足市场需要,提高产品溶解性、冲调性和包装性能。有的喷雾干燥设备增加了造粒的设备,但它会增加制品的热变性和芳香物质的损失,喷雾干燥设备有效地解决了干燥塔、分离室和冷却室的一体化问题。在喷雾干燥的降速干燥阶段,随着水分的降低,粉末的温度上升。以乳品为例,干燥塔下部的干燥空气温度为90~100℃时,粉末的温度为60℃左右,为防止热变性,希望干燥终了时迅速冷却。对此MD型喷雾干燥机在干燥塔的下部安装了流动冷却室,这个系统有旋风分离的微粉末,用空气输送到分离室下部的流动冷却室,和在分离室被重力分离出的粉末一起冷却到30℃左右,然后排出,其结果对热变性有很好的控制作用。
  喷雾干燥设备干燥速度快,产品性能好
  料液经喷雾后,雾化成分散的微粒,表面积大大增加,与热空气接触后在极短的时间内就能完成干燥过程。一般情况下在100~150℃,1~3s内就能蒸发95%~98%的水分。由于干燥过程是在瞬间完成的,产成品的颗粒基本上能保持与液滴近似的球状,从而具有良好的分散性、优良的冲调性和很高的溶解度。
  减少粘壁和焦粉,提高成品质量
  粘壁现象严重
  主要表现是喷雾干燥设备干燥室内到处都有粘着的湿粉。其原因是进料量太大,不能充分蒸发;喷雾开始前干燥室加热不足;开始喷雾时,下料流量调节过大;加入的料液不稳定。针对上述产生问题的不同原因,可依次采取以下措施:适当减少进料量;适当提高热风的进口和出口温度;在开始喷雾时,流量要小,逐步加大,调节到适当时为止;检查管道是否堵塞,调整物料固形物含量,保证料液的流动性。
  喷雾干燥机、离心喷雾干燥机和多喷嘴喷雾干燥机是3种典型的喷雾设备。离心喷雾和多喷嘴喷雾的喷雾方向为水平或垂直方向(轴线方向)。水平方向时,为了使热风和液滴很好地接触,提高干燥效率,让热风形成涡流,这样易产生附着现象,附着沉积的物料会产生热变性和清洗困难等问题。而热风的速度沿着干燥塔轴线方向时,热风流线常会整体发生偏移,热风不能很好地与料液混合,效率低且有部分附着现象。
  产品水分含量太高
  排风温度是影响成品水分含量的主要因素,所以造成产品水分含量太高的原因一般是排风温度太低。而排风温度可由进料量来调节。因此相应的措施是适当减小进料量,以提高排风温度。
  产品纯度低,杂质过多
  造成这种情况的可能原因有以下几个方面:(1)空气过滤效果不佳;(2)积粉混入成品;(3)原料纯度不高;(4)设备清洗不彻底。可采用的补救措施有:检查空气过滤器中过滤材质敷设是否均匀,过滤器使用时间是否太长,若是应立即更换;检查热风入口处焦粉情况,克服涡流;喷物前应将料液过滤;重新清洗设备。
  产品粉粒太细,跑粉现象严重,产品得率低
  产品颗粒太细会影响其溶解性、冲调性能。原因是含固量太低或进料量太小。补救措施是提高料液的含固量,加大进料量,提高进风温度。跑粉损失过多,大大影响成品的得率,一般的原因是旋风分离器的分离效果差。若出现这种情况,应检查旋风分离器是否由于敲击、碰撞而变形;提高旋风分离器进出口的气密性,检查其内壁及出料口是否有积料堵塞现象。当然分离效率还与粉末的比重及粒度的大小有关,某些物料可根据需要增加第二级除尘。
  喷雾干燥设备离心喷头转速太低,蒸发量太低
  主要是离心喷头部件出了故障,所以要停止使用喷头,检查喷头内部件。原因可能是:整个系统的空气量减少;热风的进口温度偏低;设备有漏风现象,有冷风进入干燥室。补救措施为:检查离心机的转速是否正常;检查离心机调节阀位置是否正确;检查空气过滤器及空气加热器管道是否堵塞;检查电网电压是否正常;检查电加热器是否正常工作;检查设备各组件连接是否密封。
  离心喷头运转时有杂声或振动
  主要由于喷头的清洗和保养不当引起的喷盘内附有残留物质或主轴产生弯曲和变形,也可能是离心盘动平衡不好。解决办法:检查喷雾盘内是否有残存物质,若有应及时清洗;发现主轴有异常,要进行更换对离心盘的动平衡重新调整或更换。

相关知识:
此外,在整个的操作过程中,生产过程非常简便,对于用户而言,还可以省去中间的一些生产环节。如果液体的含湿量在40%~60%之间的话,压力喷雾干燥机可以一次干燥成粉粒产品,而且不需要再进行粉碎和筛选,提高了产品纯度。同时,还可以在干燥过程中根据实际情况进行调整,以控制产品的质量指标。 3.对压力喷雾干燥机,对其的检查,是否要做到全面和具体?对于这个,在具体可以采取的措施上,主要是有: 喷雾干燥机,如果其负压偏低的话,那么,在具体原因上,是为干燥机中的气管破裂,或是有漏气现象。此外,还可能是空压机气度不够,或是空压表有损坏。所以,应一一进行排查,以便找出具体原因,来有效和彻底解决。措施一:提高干燥机的进口温度,降低其出口温度,不过,对热敏性物料,是需要注意的,因为有可能会出现问题。 二、比较容易对干燥的条件进行改变,并对产品的质量和标准进行调整;因为是瞬间的蒸发,因此设备在材料方面的选择比较简单;

实际上喷雾干燥机在整个干燥的领域中,始终都属于发展快,且应用的范围广泛的一种干燥形式,比较适合使用在溶液、可泵送或者是乳浊液等液体将原料生产生粉状、块状、固体和颗粒等产品。而被干燥的物料在热敏性、流动性和粘度等不同的干燥特性上,将其和产品的粒度分布、颗粒的形状、颗粒的大小、残留的水份含量以及堆积的密度等,在质量上的要求也是不同的,这些都会直接的决定使用的雾化器、气流的运动方式,以及干燥室的主要形式和结构。其次,我们同时还必须要搭配相应的热风分配器。这是因为在离心喷雾干燥 机组进行干燥处理的过程中,先是往塔体内引入热空气,这样是为了确保热空气 和物料进行充分的接触、混合,并且要控制二者在塔体内的运动情况。总的来说 ,热风分配器结构的设计非常重要,因为设计质量将会直接影响到干燥过程的传 热效率。 喷雾干燥机的进风量,是可以进行调整的,因为在干燥机上,可以在触摸屏上设定风量大小等相关参数。不过,要注意的是,其设定值应合适,要根据物料特性来进行,不能盲目修改。 喷雾干燥机雾化方式与喷雾干燥相关因素它的优越之处不仅体现在速度上,而且对于在干燥过程中有一些特殊的要求时,比如成品的大小分布、残留水分含量等方面,都能够符合精确的标准要求。因此,对于固体无定型分散剂/溶液,都可通过使用喷雾干燥机来实现。 3.压力喷雾干燥机中的压力喷雾造粒干燥机,其功率是由什么来决定的?以及,其后处理的露点,是为多少?高压均质机,其是可以与压力喷雾干燥机来配合使用的。不过,不能直接连接,而是要在这两者之间增加一个储罐,以便进行均值和干燥,从而达到干燥目的,并得到好的干燥效果。 气流喷雾干燥机自动化程度高、操作灵活(可以控制成品的粒度)。气流喷雾干燥机是利用将压缩空气或者是水蒸汽用≥300m/s的速度从喷嘴喷出,靠气液两者间的速度差产生的摩擦力,使液料分离成细小的雾滴。雾滴与热空气的充分接触并经行热交换,在10-30秒内迅速完成整个干燥过程。气流喷雾干燥机的干燥时间很短,仅需10~30秒,由于干燥时间短,产品能保持均匀的细小颗状(产品具有良好的分散性、流动性和溶解性)。它操控灵活。对于产品的粒经、松密度、水份、产品性质(不含粉尘、流动性、润湿性、速溶性),在一定范围内可改变操作条件进行调整,控制管理都方便。对粘性大的膏状物料,糊状物料效果极好。成品质量好。能保留物料的色、香、味、等生物活性;最终产品的湿份含量;喷嘴结构简单(雾化系统成本仅为压力式的1/3,离心式1/5),堵塞的可能性小,一次性投入成本低,后期使用成本也很低。 这些认证的重点对原料药来说都集中在精、干、包岗位,干燥器的合理选择显得尤为重要。干燥装置必须符合GMP要求,保证药品生产过程的合理、产品均一、无积料、可以满足在线清洗(CleaninginPlace,CIP)要求等,用于无菌原料药上的干燥装置还要满足在线灭菌(SterilizinginPlace,SIP)的要求。目前,我国原料药干燥器类型比较多,大致有真空干燥箱、真空回转干燥器、三合一、气流干燥器、喷雾干燥器、沸腾床、流化床、冷冻干燥机等几大类。下面分别就其各自特点和适用条件进行简要论述。 1 真空干燥箱 真空干燥箱为较古老的干燥装置,箱内被加热板分成若干层。加热板中通入热水或低压蒸汽作为加热介质,将铺有待干燥药品的料盘放在加热板上,关闭箱门,箱内用真空泵抽成真空。加热板在加热介质的循环流动中将药品加热到指定温度,水分即开始蒸发并随抽真空逐渐抽走。此设备易于控制,可冷凝回收被蒸发的溶媒,干燥过程中药品不易被污染,可以用在药品干燥、包材灭菌及热处理上。在上世纪80年代原料药行业多用此设备为主要干燥器,但由于不易对料盘进行在线清洗和在线灭菌,干燥速度慢,工人劳动强度大,而且为实现药品均一性,干燥后还要经混粉装置混合,现原料药大生产上已很少应用,多用于中、小试生产或包材热处理。 2 真空回转干燥器 真空回转干燥器源自双锥混合器,多为圆柱形器身、两头锥形,也俗称双锥干燥器。锥体中部有两中空悬轴,用以设备旋转支撑和真空、热水的通道。药品在干燥器中边干燥边转动,对整批药物的均一性有良好保证。热介质由一端中空管进入夹套,器内热气随另一端中空管中的排气管排出,并经冷凝回收挥发的溶媒。此设备在上世纪80年代由上海医药工业研究院开发,在我公司青霉素生产上试用成功, 并很快在全国抗生素行业得到推广,目前国内制造厂家很多。后来又出现了单轴回转干燥器多维旋转干燥器、倾斜式回转干燥器等类似产品。此设备的配套装备有真空系统、溶媒回收系统、清洗灭菌系统等。由于此设备操作简单间歇生产易于调节、可以进行在线清洗和在线灭菌,因此成为中小型抗生素原料药企业的首选干燥器,像青霉素、洁霉素、金霉素、咖啡因等都可选用。设备选择时主要考虑两个中空轴的同心度和空心轴的密封问题,为保证设备运转平稳,同心度要求轴端跳动量小于0.01mm,空心轴的密封效果主要是防止润滑剂或填料污染药品。 3 三合一设备 三合一指把过滤、洗涤、干燥三道工序合在同一设备中进行,在医药行业具有代表性,此种设备在上世纪90年代以后发展迅速由设备形式又分为带式、罐式、离心式等几种类型。 带式三合一又有步进式和连续式两种,主要是滤带的前进方式不同,工作流程完全相同物料由加料器均匀地铺在滤带上,滤带由传动装置拖动在干燥机内移动。在洗涤、抽滤段进行溶媒洗涤,真空冷抽回收溶媒母液;干燥段热空气进入,真空排除并冷凝回收溶媒。用于大产量成批生产,适用于透气性较好的颗粒物料的干燥,成品干燥均匀,在我国维生素C和青霉素行业应用很广。由于此设备相对密闭性较差,不能很好地安排在线清洗和在线灭菌,因此只适合于非无菌原料药和药用中间体的干燥。此设备加料器和滤带纠偏装置对设备正常运行起着关键作用,另外配套设施如加热器、真空系统对设备产率也有很大影响。用于医药行业的此类设备主要是进口的或进口主要部件自行组装,国产的此类设备只应用在化工、食品中药等行业,近年在药机行业也有公司进行仿制,但在制药行业成功的应用并不多见。 罐式三合一,罐体类似一个大型抽滤器,底盘为金属烧结板滤网、支撑板和加热板组合而成,罐身有夹套用于加热和冷却,罐内有可上下运动的搅拌器,搅拌器为中空结构,通入介质用于加热和冷却,在干燥阶段起主要作用。物料进入设备后先进行抽滤,然后加入洗涤介质浸泡一定时间,冷抽或加压抽滤到一定程度,搅拌、底盘、夹套同时通入加热介质,同时抽真空进行干燥,根据经验并取样合格后停止干燥,由出料口出料。此设备的搅拌密封和烧结板为关键,配套设备有液压系统、真空系统、加热和冷却单元等。由于此设备是全密闭的,如再增加自动排料系统,设备完全可以做到在线清洗(CIP)和在线灭菌(SIP),所以适用于无菌原料药的生产,近几年此类设备已大量应用于青霉素钠盐和半合抗生产。

离心喷雾干燥机在进行干燥处理的时候,能够在极端的时间里将被干燥物料 和热空气进行完全接触,从而达到良好的热交换效果。整个过程从开始到结束往 往不超过半分钟。离心喷雾干燥机的应用范围也非常广泛,不仅可以应用于化工 一,也可以应用于食品工业中。
1.压力喷雾干燥机,对这一种干燥机,是否可以用其来得到一定比例的球形颗粒?
在干燥机中,其是种类繁多,不过下面,主要是针对其中的一种来进行,具体来讲的话,是为喷雾干燥机,以便大家在学习上有针对性,从而获得好的学习效果,并让自己有所进步,在其学习道路上。


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