发（fā）布时间：2010年（nián）03月23  国内中药企业常用的浸膏（gāo）干燥设（shè）备是箱式干燥和喷雾干燥。箱式干（gàn）燥时间长，能耗高，间断操作，容易染菌和吸潮；喷雾干（gàn）燥的粉剂致密而水溶性（xìng）差，干（gàn）燥温（wēn）度高，热敏感性的物质容易被破坏，多糖含量高的物料会粘在喷雾干燥收集（jí）器的壁上，造成收粉困难。近几（jǐ）年，一种自动真空履带干燥机开始应用生产。与（yǔ）箱式干燥相比，自动真（zhēn）空履带干（gàn）燥机的优点是：料层薄、干燥快（kuài）、物料受热（rè）时间短（duǎn）；物料松脆（cuì），容易粉碎（suì）；隔离操作，避免污染；动态操作，不易结垢；连续（xù）生产，自动控制。自动真空履带（dài）干燥机也能（néng）克服喷雾干燥的缺点，与常用的干燥（zào）设备相比，自动真空履带干燥机具有（yǒu）更好的应用价值，控制（zhì）系统采（cǎi）用德国西门子S7-200 PLC、西门子变频技（jì）术，实现了干燥温度、真空压力、干燥（zào）速度稳定、干燥物料含（hán）水率稳定（dìng）的目标，使用效果良好。
1 工作原理
物料通过变频螺杆泵（bèng）送入（rù）真空条件下（xià）的干燥机内部，物料被连续地涂布在缓缓移动的干燥机内的多条干燥带上，形成薄薄（báo）的涂层；干燥带在调速（sù）电机驱动下以设定的速度向前运动，每条干燥带的下面都（dōu）有3段独立（lì）的加热板和1段冷却板，干燥带与加热板、冷却板紧（jǐn）密接触，以接触传热的方式将干燥所需要的能量传递给带上物（wù）料；当干燥物料从（cóng）筒（tǒng）体的一端运动到另一端时，物（wù）料已经干燥并经过冷却，干燥后的物（wù）料从干（gàn）燥带上剥（bāo）离；物料通过一个粉碎装置（zhì）粉碎后，通过真空蝶阀到料桶中出料。
物（wù）料直接进入真空度容器内，经（jīng）过干燥，所得颗粒的流（liú）动性很好，结构疏松，速溶性（xìng）好。其结构如图1。
2 真空自动履（lǚ）带干燥机主要特点
2.1 真空筒体是一个（gè）直径近（jìn）2 m 的不锈钢圆筒，前后开门，长度在（zài）15m，内外壁抛光处理，筒体密封良好。履带是干燥物料的（de）平台，材（cái）质为聚四氟乙烯带，性质稳定，耐温范围在-70－260 ℃，可安（ān）全使用于医药、食品工业（yè）。履带按4层设置，每条履带分别由变频电机单独驱动，履带运动（dòng）速度则通过变频（pín）调速机组进行调整，速度范围在（zài）0.15－1.5 m/min 。
2.2 真空系统采用（yòng）罗茨真空泵和水环真（zhēn）空泵组成的机组。
2.3 干燥前物料先预热以增加流动性，进料用螺杆计量泵，可处理粘度（dù）很大（相对（duì）密度1.35－1.45）的中药浸膏；进料流量可精（jīng）确调整，即使在进料量很小的情况下，布料装置也确（què）保均匀布料，以便干燥（zào）工艺的优化；每（měi）一条履带配备单独螺杆泵作（zuò）为进料输送（sòng）泵，进料速度一般（bān）20－50L／ h。摇摆布料摆臂通过一台步进电机控制，速度一般在5－20 r/min。
2.4 自动真空履带干（gàn）燥机整个干燥（zào）带分为4 个区，3个加热区和1 个冷却区（qū）。机组热源采用热水，配（pèi）备完整热水循环加热系统和冷却水（shuǐ）冷却系统。考虑天然药（yào）物的热敏性（xìng），常采用低温真空干燥的方式，干燥过（guò）程中产品温度一般在40－95 ℃之间。经过冷却，出（chū）料温度可控制在20－30 ℃之间（jiān）。
2.5 终端（duān）出口以（yǐ）气动真空蝶阀（fá）阻断真空以连续地排出干物料；出料口有破碎（suì）和制粒功（gōng）能，干粉颗粒大小可（kě）控制在40－60 目之间设（shè）置。
2.6 机组配有高压水（shuǐ）清洗装置，符（fú）合GMP 易清洗的（de）要求（qiú）。
2.7 自动真空履（lǚ）带干燥机采用PLC 控制，通过PC机的人机界面来操作设备，同时干燥机附近设置操作面板以便在工作区（qū）操作设备。可以自（zì）动（dòng）运（yùn）行，也可以手动操作。
3 控制系统的总体设计
3.1 系统软硬件的选型
（ 1）选用SIEMENS 变频（pín）器（2） 摇摆布料采用（yòng）KINCO 步（bù）进（jìn）电机及驱动器；（3）触摸屏采用POFACE
产品；（4）上位机采用戴尔工（gōng）控机；（5） 通讯（xùn）采用一条RS-485 通讯线将（jiāng）上位机和PLC 连成一个通讯系统；（6）现场触（chù）摸屏为操作员界面，工控（kòng）机为（wéi）工程师界面。
3.2 PLC 的功能及选型
PLC在系统（tǒng）中完成（chéng）下列任务：（1）采集外界各设备的状态信号及模拟量信号；（2）控制各台电机起停、频（pín）率调（diào）节及调节阀的开度调节；（3）若外界设备（bèi）出现故障，PLC接通报警装置，实现故障报警。
根据上（shàng）述功能，该系统选用SIEMENS的S 7-200PLC，它属于模块组合式PLC，由（yóu）基板及模块组成，有多种基板模块可供选择，可根据需要构成不（bú）同的系统。本着实用性、可（kě）靠性、经（jīng）济性等原则，选用CPU226 PLC、EM 223 CN 型的数（shù）字量输入/ 输出模块、EM 232 CN型的模（mó）拟量输出模块、EM 235 CN型的模拟量输入／ 输出模块。
4 控制系（xì）统的（de）应用
4.1 4 条履带可以分别控制其运行状态与运行速（sù）度。每条履带都分别采用变频控制实（shí）现1 对1 控制，在运行状态下（xià），可在（zài）线调节修改履带速度。
4.2 4 台进料泵可以分别控制其运行状（zhuàng）态与进料速度。每（měi）台（tái）进料（liào）泵都分别采用变频控制实现1 对1 控制，在运行状（zhuàng）态下，可在线调（diào）节修改流（liú）量。
4.3 布料电（diàn）机运行速度可调（diào）节。布料电机在运行状态下，可（kě）在线调节（jiē）进料速度，范围（ 15、20、24、28、37 r/min ）。
4.4 真空泵采用3 级（jí）机组（zǔ），保证筒（tǒng）体真空度运行时不低于10 MPa。主泵（bèng）ZJ 300 罗茨真空泵（ 球墨铸铁）1 台, 抽气速率300L/s，二级泵ZJ 150 罗茨真空泵（ 球墨铸铁）1 台，抽气速率150 L/s ，前级泵2 BV 5-131 水环真空泵2 台，抽气速率6.66 m3/min，功（gōng）率11 kW，极限真空（ 绝压）40 Pa，前级泵配（pèi）2 台（tái）2 BV 5-131水环真（zhēn）空泵，可以有效（xiào）地缩短及提高整个机组的效率，将真空预抽时间缩短，在（zài）主泵开启整个机组投入运行后（hòu），可自动关（guān）闭1 台水环（huán）真空泵。
4.5 加热区、冷却区温度控制采用调节阀从而保证温度恒温运行时不偏于设定±2 ℃，流程如图3。
4.6 信号报警界面可随时监控（kòng）与显示系统运行中的单机运行故障，提示故障原因及（jí）解决方案。从而保证系（xì）统运行的（de）稳定性与自诊断的功（gōng）能，保证各项硬件的使用寿命。
4.7 程序分为3部分：主（zhǔ）程（chéng）序、子程序和中断程序。系统初始化的一些工作放（fàng）在初始化子程序中完成，可节省扫描周期。利用定时器（qì）中断功能实现PID控制的定时（shí）采样（yàng）及输出控制。主程序功（gōng）能最多，履带电机、进料（liào）泵及（jí）布料电机速度的显示，真空泵组控制信号的综合以及报警处理都在主（zhǔ）程序。频率和真空的压力值采用数字方式直接在程（chéng）序中设定。温度PID控制中，使用了比例和积分控制，其回路增益和时间常数可通过工程（chéng）计算（suàn）初步确定，需要进一步调整以达到（dào）最优效果。
5 结束语
通过（guò）自（zì）动控制技术应用和（hé）改进，自动（dòng）真空履带干燥机（jī）在工（gōng）业应用中运行可靠, 生产能力稳（wěn）定，干燥后物料含水（shuǐ）率≤5%。随着中（zhōng）药产业化的发展，自动真空履带（dài）干燥机在干燥方面的优点，将被更多的企业认可，市场应（yīng）用前景广阔。
——信息来源：中国食品机械设备网
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