Analyse der Entwicklungsprobleme von Vakuumtrocknerherstellern

Vakuumtrockner bieten zahlreiche Vorteile: Durch die Trocknung unter niedrigem Druck und dem geringen Sauerstoffgehalt wird die oxidative Zersetzung des Trocknungsguts verhindert, und auch brennbare und explosive Gefahrgüter können getrocknet werden. Die Feuchtigkeit im Material wird bei niedriger Temperatur verdampft, wodurch sich wärmeempfindliche Materialien problemlos trocknen lassen. Wertvolle und nützliche Bestandteile des Trocknungsguts können zurückgewonnen werden. Zudem wird die Freisetzung toxischer und schädlicher Substanzen verhindert, was zu einer umweltfreundlichen Trocknungsmethode führt. Daher finden Vakuumtrockner immer breitere Anwendung.

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Der größte Nachteil des Vakuumtrockners besteht darin, dass er ein Vakuumsystem benötigt, das Wasserdampf absaugen kann, was die Investitionskosten der Anlage und die Betriebskosten in die Höhe treibt; die Produktionseffizienz der Anlage ist gering und der Ausstoß klein.

Um diese Mängel zu beheben, haben zahlreiche Wissenschaftler und Techniker große Anstrengungen unternommen. Gleichzeitig ist die Vakuumtrocknung aufgrund ihrer vielen Vorteile für einige Produkte unerlässlich. Daher ist die Weiterentwicklung von Vakuumtrocknern vielversprechend.

Die Vakuumtrocknung ist ein komplexer, zeitlich variabler und nichtlinearer industrieller Prozess. Die Trocknungssteuerung dient der Anpassung und Regelung der Prozessparameter, die den gesamten Trocknungsprozess beeinflussen.

Bei der Synthese vieler chemischer und pharmazeutischer Produkte (Zwischen- oder Endprodukte) sind Feststoffpartikel in einer Flüssigkeit suspendiert und müssen in einem bestimmten Stadium von der Suspension abgetrennt werden. Zunächst werden mechanische Fest-Flüssig-Trennverfahren wie Filterzentrifugen, Vakuum- (oder Druck-)Filter, Absetzbecken, Filterpressen und statische Eindicker eingesetzt, um die Feststoffe von der Flüssigkeit zu trennen.

Die Auswahl des optimalen mechanischen Trennverfahrens für einen bestimmten Prozess hängt maßgeblich von Faktoren wie Feststoffeigenschaften, Kapazität und Betriebsart ab. Eine einstufige mechanische Fest-Flüssig-Trennung genügt jedoch in der Regel nicht den Qualitätsanforderungen, da sich die gesamte Flüssigkeit nicht allein durch mechanische Kraft entfernen lässt. Je nach Produkt und Anlage liegt die Restfeuchte des aus der Zentrifuge oder dem Filter austretenden Produkts üblicherweise zwischen 5 % und 80 Gew.-%.

Nach der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung ist es daher in der Regel notwendig, die im Feststoff verbliebene Flüssigkeit durch eine thermische Fest-Flüssig-Trennung abzutrennen. Dieser Schritt wird üblicherweise als „Trocknung“ bezeichnet.

Ein wichtiger Faktor für die Schwankungen der Trocknungsleistung des Produkts ist die Verdampfungstemperatur der enthaltenen Flüssigkeit, die vom Prozessdruck abhängt.

Die Senkung des Prozessdrucks und der Verdampfungstemperatur bietet viele Vorteile, insbesondere bei der Kontakttrocknung. Es ist nicht notwendig, ein ideales Trocknungssystem zu entwickeln, das ausschließlich mit dem niedrigsten Druck und der höchsten zulässigen Temperatur arbeitet, da dies große und teure Peripheriegeräte erfordern würde. Das System ist üblicherweise als selbstregulierender Druckbehälter ausgelegt.

Das heißt, Kondensator und Vakuum sind so ausgelegt, dass sie hohe Dampfströme bei höheren Drücken bewältigen können, und der Druck sinkt mit abnehmendem Trockenvolumen.

Der Vakuumtrockner ist ein Gerät, das die Feuchtigkeit aus den Teilen in einem Behälter entfernt, indem die Luft im Behälter abgesaugt wird, bis ein vordefiniertes Vakuum erreicht ist. Während des Trocknungsprozesses herrscht im Inneren des Behälters Vakuum, und der Mantel wird mit heißem Wasser (oder Dampf bzw. Wärmeträgeröl) beheizt. Durch die langsame Rotation des Behälters bewegt sich das Material auf und ab und bildet dabei eine rautenförmige Bahn innerhalb und außerhalb des Behälters. Dabei wird die Verdunstung absorbiert. Der Dampf wird kontinuierlich durch die Vakuumleitung abgeleitet, um das Material zu trocknen.

Während des Trocknungsprozesses der Mischung können eingebaute Sprüh-, Filter-, Zerkleinerungs- und andere Vorrichtungen gemäß den Kundenanforderungen einen multifunktionalen Betrieb gewährleisten.