真空帶式干燥機(jī)的加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)的方式大致可以分為導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、蒸汽直接加熱、熱水循環(huán)加熱及過(guò)熱水循環(huán)加熱四種。
導(dǎo)熱油加熱是國(guó)產(chǎn)真空帶式干燥機(jī)采用的一種加熱方式，始于2002年左右，目前仍然還有部分制造商采用這種方式。導(dǎo)熱油加熱的特點(diǎn)是溫度控制范圍大，外置助熱方式多（電加熱、蒸汽加熱等均可），加熱溫度穩(wěn)定，余熱可以回收循環(huán)利用。而且整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉。但它的缺點(diǎn)也特別明顯，首先是跑、滴、漏的問(wèn)題始終是一塊心病，即便是采用好的密封材料，使用的壽命也會(huì)大打折扣，如果問(wèn)題發(fā)生在外置部件上尚還能接受，但要是發(fā)生在真空主機(jī)腔體內(nèi)那麻煩就大了。其次是腐蝕問(wèn)題，由于真空帶式干燥機(jī)的加熱板及加熱管道一般都是采用304不銹鋼材料制作的，而導(dǎo)熱油對(duì)這種不銹鋼材料的腐蝕相當(dāng)厲害（尤其是焊接處），一旦穿孔后果不堪設(shè)想。第三是積垢問(wèn)題，導(dǎo)熱油一般都帶有相應(yīng)的粘度，在加熱循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中并無(wú)大礙，但靜止?fàn)顟B(tài)下就會(huì)產(chǎn)生吸附物滯留在加熱板及管道壁上，日積累月時(shí)間一長(zhǎng)堵塞管路及加熱板的流道現(xiàn)象就來(lái)了，此時(shí)清理和疏通等維修的工作量很大，嚴(yán)重時(shí)只能拆換別無(wú)他法。因此這是一種制造成本低、使用成本及風(fēng)險(xiǎn)高的加熱方式，況且環(huán)保問(wèn)題是否能夠在GMP認(rèn)證時(shí)順利通過(guò)還有待商榷。
蒸汽直接加熱是目前使用的一種加熱方式，國(guó)內(nèi)外的大部分制造商都采用此項(xiàng)技術(shù)。近幾年通過(guò)不斷的摸索和研究，真空帶式干燥機(jī)的蒸汽直接加熱技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無(wú)論是在溫度的穩(wěn)定性還是熱能的利用率方面都有了很大的改觀。蒸汽直接加熱方式同樣具有加熱溫度范圍大的特點(diǎn)，一般可控制在45～125℃之間，溫度如果繼續(xù)提高也不是不可以，但以現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的加工水平似乎對(duì)加熱板的制造有較大的難度和風(fēng)險(xiǎn)，另一方面設(shè)備使用對(duì)象所配備的蒸汽壓力也不可能太高，而高溫度能夠達(dá)到125℃也基本滿(mǎn)足了大部分用戶(hù)的要求。蒸汽直接加熱比其他三種加熱方式預(yù)升溫速度要快，可以縮短生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間，其次這種加熱方式外置部件少，占用空間小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)、檢修及保養(yǎng)都比較方便。
盡管從業(yè)的制造商做了大量的努力，但在溫度的精確度控制方面，蒸汽直接加熱方式仍然是四種方式中表現(xiàn)差的一種，這是因?yàn)樗鼘儆跉鈶B(tài)熱媒的緣故，壓力控制方面涉及的不確定因素太多。在生產(chǎn)過(guò)程中，蒸汽加熱方式的真空帶式干燥機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)瞬間的溫度飆升和驟降，這對(duì)于一些有嚴(yán)格加熱溫度要求或外觀色澤要求的物料而言是很難接受的。蒸汽直接加熱的另一個(gè)弊端是溫差及效能的問(wèn)題，由于整個(gè)加熱原理是從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為凝水的過(guò)程，分子活躍所產(chǎn)生的矢量釋放在所難免，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)加熱板及管道壁形成沖擊作用從而引起高頻率的連續(xù)振動(dòng)，使履帶與加熱板始終處于非完全接觸狀態(tài)，由于在真空條件下輻射導(dǎo)熱系數(shù)又太低，所以加熱板的實(shí)際溫度與干燥物料的表面溫度差值就比較大了，這也是蒸汽加熱設(shè)備蒸發(fā)量較低的主要原因，特別是一些大型多層干燥床的設(shè)備，其底層與頂層之間的溫差更為明顯，所以從上到下的各層干燥床進(jìn)料量只能依次減少，否則很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的均勻，而由于溫差引起的干燥產(chǎn)品品質(zhì)均一性下降是使用者比較忌諱的，因此在實(shí)際生產(chǎn)中只能采取確保質(zhì)量放棄產(chǎn)能的不得已方法。
除了以上所提到的一些情況，近些年，有的制造商對(duì)蒸汽直接加熱型的真空帶式干燥機(jī)也進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。例如：利用前段的蒸汽轉(zhuǎn)化的凝水余熱分配到中、后段以達(dá)到節(jié)能減排的目的，但這只能說(shuō)是針對(duì)某些特定用戶(hù)的單一設(shè)計(jì)，畢竟凝水再利用存在溫差更大的問(wèn)題，而且三段加熱段的溫度的分配也受到了限制，因此不能以點(diǎn)概面。
熱水循環(huán)加熱及過(guò)熱水循環(huán)加熱是兩種采用純化水作為熱媒的加熱方式，熱水循環(huán)加熱方式是在導(dǎo)熱油加熱方式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它的工作原理與導(dǎo)熱油類(lèi)似，但由于熱媒是純化水所以避免了導(dǎo)熱油加熱中熱媒對(duì)不銹鋼材料的腐蝕問(wèn)題，相對(duì)于導(dǎo)熱油方式，熱水循環(huán)加熱中跑、滴、漏及滲透的問(wèn)題要好得多，而且即使出現(xiàn)這類(lèi)情況也比較安全。熱水循環(huán)加熱方式的短處是加熱范圍較小，一般料面溫度不超過(guò)90℃（因?yàn)樗姆悬c(diǎn)只有100℃），所以采用這種加熱方式對(duì)物料的干燥的局限性是比較大的。另外熱水循環(huán)加熱中由氣蝕而引起的溫差也對(duì)正常的干燥溫度有較大的影響，在加熱板的溫度均一性方面也不是太穩(wěn)定，因此這種加熱方式采用的并不多。
過(guò)熱水循環(huán)加熱方式是目前國(guó)內(nèi)外在真空帶式干燥機(jī)加熱方式方面先進(jìn)的一種，但由于設(shè)計(jì)制造及對(duì)材料要求很高所以能夠全面掌握和運(yùn)用這項(xiàng)高新技術(shù)的制造商很少，國(guó)外由德國(guó)的E&E公司、丹麥的尼羅公司等，國(guó)內(nèi)真正獲得科技部認(rèn)可并具有國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利證書(shū)的只有溫州市金榜輕工機(jī)械有限公司。
過(guò)熱水的加熱原理是通過(guò)外置助熱媒介（蒸汽或電等）將密閉在內(nèi)部加熱系統(tǒng)中的間接熱媒（純化水）加熱至一定的溫度，然后經(jīng)加壓提高密度并快速循環(huán)從而獲得穩(wěn)定的加熱溫度。過(guò)熱水的加熱溫度范圍可以從45～145℃，而外置的蒸汽壓力一般不超過(guò)0.5MP。且交換面積僅占總加熱面積的1/3左右，所以能耗很低。由于間接熱媒密度提高循環(huán)快速，保證了加熱板的溫度的均一和穩(wěn)定，一般從進(jìn)口到出口的溫差可控制在1℃之內(nèi)（大型8層干燥床以上的設(shè)備從底層到頂層的溫差也不超過(guò)5℃）。同時(shí)因采用了液態(tài)熱媒避免了蒸汽直接加熱方式中的加熱板及管道的振動(dòng)，與履帶的接觸良好，降低了熱導(dǎo)損失，提高了設(shè)備的單位面積蒸發(fā)量。過(guò)熱水加熱型真空帶式干燥機(jī)與其他三種形式的同類(lèi)型設(shè)備相比具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，雖然在同類(lèi)設(shè)備中它的價(jià)格要高出不少，但近幾年還是普遍受到了使用者的認(rèn)可，尤其在中藥制藥行業(yè)，因中藥浸膏干燥的特殊性所以選用此類(lèi)加熱方式設(shè)備的用戶(hù)越來(lái)越多，毅然代表了一種未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
過(guò)熱水加熱方式的真空帶式干燥機(jī)需要配置一套外部加熱機(jī)組，所以與蒸汽直接加熱型相比占用的空間要大一些，而且它的整個(gè)系統(tǒng)不可產(chǎn)生泄漏，一旦出現(xiàn)泄漏壓力下降，熱媒便恢復(fù)成常態(tài)水，整個(gè)系統(tǒng)就變成了熱水加熱方式了。因此這種加熱方式的真空帶式干燥機(jī)有許多部件如加熱板、換熱器、管道連接件等的結(jié)構(gòu)包括材料都是與眾不同并經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)加工的。在國(guó)內(nèi)，目前的大部分制造商是沒(méi)有具備這樣的技術(shù)及加工能力的，所以國(guó)內(nèi)有些緊迫上馬的制造商以為只要照葫蘆畫(huà)瓢就能一步到位的想法也實(shí)在是顯得過(guò)于幼稚，充其量也就停留在熱水加熱的技術(shù)層面上而已。至于系統(tǒng)中的一些通用性配件如增壓泵、減壓閥、疏水閥、氣動(dòng)閥等目前的國(guó)產(chǎn)品牌也無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)要求所以只能依賴(lài)進(jìn)口。