一種噴霧凍干設備用加熱干燥裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱干燥裝置，尤其涉及一種噴霧凍干設備用的加熱干燥裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的冷凍干燥工藝中，如圖1所示，需要將待凍干的液體A預先灌裝入玻璃瓶或托盤等容器B中，再將該容器B盛放在平面放置的板層C上凍結成冰，真空環(huán)境下板層升溫對冰塊加熱，水蒸氣升華并留下干燥物質(zhì)。此干燥過程中，待干燥物料始終是靜置的，只有底部小范圍區(qū)域與板層接觸，傳熱有限，特別是當物料預先裝入玻璃瓶等熱不良導體的容器中進行凍干時，傳熱效果差，干燥時間長；靜置的物料上表面最先干燥，干燥層逐漸向凍結層下降，在這一階段，干燥層成為凍結層升華水蒸氣向外擴散的阻礙，傳質(zhì)效果差，進一步延長了干燥時間；此外，靜態(tài)干燥對板層溫度均勻性也提出了很高的要求。
[0003]后來出現(xiàn)了一種動態(tài)冷凍干燥裝置，其將預先凍成冰顆粒的物料置于錐形干燥器中，使用旋轉驅動的攪拌器翻動物料，該錐形干燥器通過錐壁加熱干燥物料。攪拌器翻動對物料施加機械力，其摩擦、碰撞作用容易破壞物料原有的形體狀態(tài)；而且物料在錐體內(nèi)必須堆積到一定高度方能被攪拌器翻動，這種堆積也阻礙底部升華水蒸氣向外擴散；此外，錐形干燥器只能分次進行干燥。
[0004]綜上所述，如何提高冷凍干燥中物料的干燥速率，改進這一過程中的傳熱傳質(zhì)效果，并且在干燥過程中如何避免破壞物料原有的形體狀態(tài)，如何使冷凍干燥連續(xù)進行，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是如何使得在冷凍干燥工藝中的干燥階段物料加熱充分、受熱均勻，使升華氣體快速向外擴散，提高干燥效率，進一步使干燥過程得以連續(xù)；并在干燥階段不破壞物料原有的形體狀態(tài)。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供一種噴霧凍干設備用加熱干燥裝置，其特征在于，包括:用于形成密閉空間的外筒容器；用于容納并動態(tài)加熱物料的回轉干燥器部分設于外筒容器內(nèi)；用于控制回轉干燥器加熱溫度的控溫循環(huán)系統(tǒng)與回轉干燥器連接。
[0007]優(yōu)選地，所述外筒容器為密閉容器，包括外筒，外筒上設有
[0008]用于連接其他裝置將待干燥物料加入所述回轉干燥器的進料管；
[0009]用于對外筒容器抽真空并將干燥過程中升華氣體排出容器的抽氣口 ；
[0010]及用于排出干燥物料的出料口，出料口上有出料閥門。
[0011]進一步地，進料管連接的其他裝置可以為噴霧冷凍造粒裝置；
[0012]進一步地，進料管上設有進料閥門；
[0013]優(yōu)選地，所述回轉干燥器包括
[0014]用于容納物料的轉筒；
[0015]用于將轉筒與電機連接的轉軸；
[0016]用于給轉軸旋轉提供動力的電機。
[0017]優(yōu)選地，所述轉筒的全部、轉軸的一部分設于所述外筒容器內(nèi)，所述轉軸的另一部分在所述外筒容器外部與所述電機連接。
[0018]進一步地，所述轉軸與外筒之間通過軸座連接。
[0019]優(yōu)選地，所述轉筒外側設有至少一段中空夾套，中空夾套內(nèi)通流體使筒壁升溫或降溫。
[0020]進一步地，所述中空夾套截面形狀為矩形，以環(huán)繞所述轉筒外部一周的形式設置；中空夾套為一段或多段，沿其旋轉中心線方向直線排列；每段中空夾套均設有流體進、出管道，內(nèi)部通流體循環(huán)使筒壁升溫或降溫。
[0021]優(yōu)選地，所述轉筒內(nèi)壁設有至少一段與轉筒旋轉中心線呈一定角度的導向槽，當轉筒正向旋轉，物料被導向槽帶動向出料口方向迀移；當轉筒反向旋轉，物料被帶回。
[0022]優(yōu)選地，所述控溫循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接組成一個閉合回路的旋轉接頭、熱交換器、電加熱器及流體栗，閉合回路內(nèi)通循環(huán)流體。
[0023]更優(yōu)選地，所述旋轉接頭是一側用于固定連接，一側用于連接回轉體并在回轉體任意旋向連續(xù)或不連續(xù)旋轉運動中不間斷地輸送流體，不間斷地輸送電流的裝置。
[0024]進一步地，所述轉軸內(nèi)部設有用于流體循環(huán)的通道，該通道一側在所述外筒容器內(nèi)與所述轉筒上的一段或多段中空夾套連接；該通道另一側在所述外筒容器外與所述旋轉接頭連接。旋轉接頭在轉軸任意旋向連續(xù)或不連續(xù)旋轉運動中，使所述閉合回路內(nèi)的流體在所述中空夾套內(nèi)不間斷地輸送。
[0025]進一步地，所述流體為水或硅油。
[0026]進一步地，所述轉筒內(nèi)設有用于檢測物料信息的探測器，所述信息可以是溫度；探測器與所述旋轉接頭連接；所述旋轉接頭在轉軸任意旋向連續(xù)或不連續(xù)旋轉運動中不間斷地輸送電流。
[0027]本發(fā)明還提供了一種噴霧凍干設備用加熱干燥方法，其特征在于，首先，將外筒容器內(nèi)抽成真空，通過進料管將預凍成冰顆粒的物料加入轉筒中；轉筒溫度通過控溫循環(huán)系統(tǒng)控制；轉筒在干燥過程中持續(xù)轉動，當其正向旋轉時，物料在轉筒底部翻滾，充分均勻地與筒壁接觸受熱；導向槽隨轉筒旋轉將物料從轉筒底部帶起，物料在導向槽上向出料口方向滑動，當導向槽隨轉筒繼續(xù)旋轉，物料由于重力作用跌落回轉筒底部；通過控制加料量與轉筒轉速使物料以適當?shù)乃俾氏虺隽峡谵|移并均勻散布在轉筒底部，不形成堆積，使升華氣體快速從物料表面及顆粒間隙中排出；物料通過轉筒轉動持續(xù)翻滾和逐步向前迀移的復合運動，在轉筒內(nèi)逐漸干燥，直至在出料前完全干燥。
[0028]所述適當?shù)乃俾室晕锪夏芫鶆蛏⒉荚谵D筒底部、不形成堆積且當物料迀移至出料口時正好完全干燥為宜，以實現(xiàn)連續(xù)出料。
[0029]該方法可以使物料連續(xù)的被干燥，也可以通過轉筒正反向旋轉切換進行批次式干燥。并且物料在干燥裝置中主要依靠自身重力進行翻滾或迀移，其原有的形體狀態(tài)得以保護。
[0030]本發(fā)明提供的裝置及方法克服了現(xiàn)有技術的不足，使凍干物料在轉筒內(nèi)動態(tài)翻滾，充分、均勻受熱，并快速排出升華氣體，提高了干燥效率，縮短了物料的干燥時間，同時使干燥過程得以連續(xù)。
【附圖說明】
[0031]圖1為傳統(tǒng)的冷凍干燥裝置的結構示意圖；
[0032]圖2為實施例1提供的噴霧凍干設備用加熱干燥裝置連續(xù)干燥物料時示意圖；
[0033]圖3為實施例2提供的噴霧凍干設備用加熱干燥裝置分批次干燥物料時示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0035]實施例1
[0036]圖2為本實施例提供的噴霧凍干設備用加熱干燥裝置的結構示意圖，所述的噴霧凍干設備用加熱干燥裝置包括:由外筒1、進料管2、抽氣口 3、出料口 4組成的密閉容器，用于形成密閉空間并保護空間內(nèi)物料不受環(huán)境污染或污染環(huán)境；由轉筒11、轉軸12、電機13，以及至少一個軸座組成的