真空履带干燥机在制药行业中的应用
能耗高， 国内中药企业常用的浸膏干燥设备是箱式干燥和喷雾干燥。箱式干燥时间长。间断操作，容易染菌和吸潮；喷雾干燥的粉剂致密而水溶性差，干燥温度高，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器的壁上，造成收粉困难。近几年，一种自动真空履带干燥机开始应用生产。与箱式干燥相比，自动真空履带干燥机的优点是料层薄、干燥快、物料受热时间短；物料松脆，容易粉碎；隔离操作，防止污染；动态操作，不易结垢；连续生产，自动控制。自动真空履带干燥机也能克服喷雾干燥的缺点，与常用的干燥设备相比，自动真空履带干燥机具有更好的应用价值，控制系统采用德国西门子 S7-200PLC 西门子变频技术，实现了干燥温度、真空压力、干燥速度稳定、干燥物料含水率稳定的目标，使用效果良好。
1 工作原理
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， 物料通过变频螺杆泵送入真空条件下的干燥机内部。形成薄薄的涂层；干燥带在调速电机驱动下以设定的速度向前运动，每条干燥带的下面都有 3 段独立的加热板和 1 段冷却板，干燥带与加热板、冷却板紧密接触，以接触传热的方式将干燥所需要的能量传送给带上物料；当干燥物料从筒体的一端运动到另一端时，物料已经干燥并经过冷却，干燥后的物料从干燥带上剥离；物料通过一个粉碎装置粉碎后，通过真空蝶阀到料桶中出料。
经过干燥， 物料直接进入真空度容器内。所得颗粒的流动性很好，结构疏松，速溶性好。
2 真空自动履带干燥机主要特点
前后开门， 2.1 真空筒体是一个直径近 2m 不锈钢圆筒。长度在 15m 内外壁抛光处理，筒体密封良好。履带是干燥物料的平台，材质为聚四氟乙烯带，性质稳定，耐温范围在 -70-260 ℃ ，可安全使用于医药、食品工业。履带按 4 层设置，每条履带分别由变频电机单独驱动，履带运动速度则通过变频调速机组进行调整，速度范围在 0.15-1.5m/min
2.2 真空系统采用罗茨真空泵和水环真空泵组成的机组。
进料用螺杆计量泵， 2.3 干燥前物料先预热以增加流动性。可处理粘度很大 ( 相对密度 1.35-1.45 中药浸膏；进料流量可精确调整，即使在进料量很小的情况下，布料装置也确保均匀布料，以便干燥工艺的优化；每一条履带配备单独螺杆泵作为进料输送泵，进料速度一般 20-50L h 摇摆布料摆臂通过一台步进电机控制，速度一般在 5-20r/min
3 个加热区和 1 个冷却区。机组热源采用热水， 2.4 自动真空履带干燥机整个干燥带分为 4 个区。配备完整热水循环加热系统和冷却水冷却系统。考虑天然药物的热敏性，常采用低温真空干燥的方式，干燥过程中产品温度一般在 40-95 ℃之间。经过冷却，出料温度可控制在 20-30 ℃之间。
干粉颗粒大小可控制在 40-60 目之间设置。 2.5 终端入口以气动真空蝶阀阻断真空以连续地排出干物料；出料口有破碎和制粒功能。>
符合 GMP 易清洗的要求。 2.6 机组配有高压水清洗装置。>
通过 PC 机的人机界面来操作设备， 2.7 自动真空履带干燥机采用 PLC 控制。同时干燥机附近设置操作面板以便在工作区操作设备。可以自动运行，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 变频器 ( 2 摇摆布料采用 KINCO 步进电机及驱动器； 3 触摸屏采用 POFA CE
工控机为工程师界面。 产品； 4 上位机采用戴尔工控机； 5 通讯采用一条 RS-485 通讯线将上位机和 PLC 连成一个通讯系统； 6 现场触摸屏为操作员界面。
3.2PLC 功能及选型
PLC 接通报警装置， PLC 系统中完成下列任务： 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、频率调节及调节阀的开度调节； 3 若外界设备出现故障。实现故障报警。
该系统选用 SIEMENS S7-200PLC 属于模块组合式 PLC 由基板及模块组成，根据上述功能。有多种基板模块可供选择，可根据需要构成不同的系统。本着实用性、可靠性、经济性等原则，选用 CPU226PLC EM223CN 型的数字量输入 / 输出模块、 EM232CN 型的模拟量输出模块、 EM235CN 型的模拟量输入／输出模块进口泵 卡斯特红酒。
4 控制系统的应用
运行状态下， 4.14 条履带可以分别控制其运行状态与运行速度。每条履带都分别采用变频控制实现 1 对 1 控制。可在线调节修改履带速度。
运行状态下， 4.24 台进料泵可以分别控制其运行状态与进料速度。每台进料泵都分别采用变频控制实现 1 对 1 控制。可在线调节修改流量。
可在线调节进料速度， 4.3 布料电机运行速度可调节。布料电机在运行状态下。范围 ( 15 20 24 28 37r/min
保证筒体真空度运行时不低于 10MPa 主泵 ZJ300 罗茨真空泵 ( 球墨铸铁 ) 1 台 , 4.4 真空泵采用 3 级机组。抽气速率 300L/ 二级泵 ZJ150 罗茨真空泵 ( 球墨铸铁 ) 1 台，抽气速率 150L/ 前级泵 2BV5-131 水环真空泵 2 台，抽气速率 6.66m3/min 功率 11kW 极限真空 ( 绝压 ) 40Pa 前级泵配 2 台 2BV5-131 水环真空泵，可以有效地缩短及提高整个机组的效率，将真空预抽时间缩短，主泵开启整个机组投入运行后，可自动关闭 1 台水环真空泵。
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 ℃ 。
4.6
提示故障原因及解决方案。从而保证系统运行的稳定性与自诊断的功能，信号报警界面可随时监控与显示系统运行中的单机运行故障。保证各项硬件的使用寿命。
4.7 顺序分为 3
局部：主程序、子程序和中断程序。
可节省扫描周期。利用定时器中断功能实现 PID 控制的定时采样及输出控制。主程序功能最多，系统初始化的一些工作放在初始化子程序中完成。履带电机、进料泵及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置都在主程序。频率和真空的压力值采用数字方式直接在顺序中设定。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计算初步确定，需要进一步调整以达到最优效果。
5 结束语
自动真空履带干燥机在工业应用中运行可靠 , 通过自动控制技术应用和改进。生产能力稳定，干燥后物料含水率≤ 5% 随着中药产业化的发展，自动真空履带干燥机在干燥方面的优点，将被更多的企业认可，市场应用前景广阔。
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