Konischer Drei-in-Eins-Filtertrockner – Entwicklung und Anwendung einer multifunktionalen Zylinder-Kegel-Drei-in-Eins-Filterwasch- und -trocknungsmaschine

Wie allgemein bekannt, sind Reaktion, Filtration und Trocknung drei zentrale Verfahrensschritte in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie. Üblicherweise werden drei Anlagenteile benötigt: Reaktor, Filter und Trockner. Diese drei Anlagenteile verfügen über eigene Hilfseinrichtungen. Aufgrund des großen Platzbedarfs und der hohen Kosten ist die Handhabung und der Transport von Materialien zwischen den Anlagenteilen aufwendig und arbeitsintensiv und birgt zudem das Risiko von Materialverlusten und -verschwendung. Brennbare, explosive, toxische oder hochtoxische Stoffe sowie biologische Produkte, Arzneimittel, Lebensmittel usw., die nicht verunreinigt werden dürfen, erfordern einen luftdichten Betrieb. In diesem Fall gestaltet sich der Materialtransport zwischen den drei Anlagenteilen – Reaktion, Filtration und Trocknung – besonders schwierig. Dies kann dazu führen, dass die gesamte Anlage nicht optimal funktioniert oder dass der Arbeitsaufwand hoch, der Produktionszyklus lang, der Energieverbrauch hoch und die Effizienz gering ist, was die Produktqualität beeinträchtigt.

Aus den oben genannten Gründen hat die Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. umfangreiche Konstruktions- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt und schließlich erfolgreich die konische Drei-in-Eins-Filtertrockner-Multifunktionszylinder-Kegel-Drei-in-Eins-Filterwasch- und -trocknungsmaschine entwickelt (Patentnummer: ZL201721560677). 6. Dies stellt einen bedeutenden Durchbruch in der Technologie chemischer Anlagen dar.

Die Erfindung dieser Maschine hatte einen großen Einfluss auf den Bereich der chemischen Anlagentechnik in China und weltweit.

Funktionsprinzip des konischen 3-in-1-Filtertrockners – Multifunktionale Zylinderkegel-Filterwasch- und -trocknungsmaschine

Die Maschine ist als Zylinder-Kegel-Konstruktion ausgeführt und verfügt über Heizmäntel am Zylinderkörper und am unteren Kegel, die das Material erwärmen oder kühlen können. Die Multifunktionsmaschine ist mit einer Hohlwelle und einem spiralförmigen Rührwerk mit variablem Winkel und variabler Steigung ausgestattet. Dieses rührt, rührt und hebt das Material an und befördert es beim Austragen. Im unteren Kegel ist ein konisches Filterelement mit relativ komplexer Struktur installiert. Am Boden der Maschine befindet sich entweder ein speziell entwickelter, totwinkelfreier Schnellöffnungsauslass oder ein totwinkelfreies pneumatisches Kugelventil.

In der Reaktionsphase werden die Reaktionsmaterialien von oben zugegeben. Die spezielle Rührstruktur sorgt für eine gleichmäßige Durchmischung der Materialien in der Maschine. Gleichzeitig werden die Materialien durch Zylindermantel, Konusmantel, Hohlwelle und Hohlspiralrührwerk erhitzt oder gekühlt, um eine vollständige Reaktion zu gewährleisten. In der Filtrationsphase wird das Material durch Druckbeaufschlagung oder Vakuumierung filtriert und getrocknet. Anschließend wird Waschflüssigkeit zugegeben, sodass das Material in der Maschine automatisch mehrmals aufgeschlossen und gewaschen wird. Nach Erfüllung der Waschanforderungen wird es gepresst und getrocknet. In der Trocknungsphase wird das Material durch Zylindermantel, Konusmantel, Hohlwelle und Hohlband gleichzeitig erhitzt und von oben evakuiert. Die vakuumdichte Niedertemperaturtrocknung erfolgt, und das Material wird nach dem Trocknen automatisch versiegelt und ausgetragen.

Konischer 3-in-1-Filtertrockner – Multifunktionale Zylinder-Kegel-3-in-1-Filterwasch- und -trocknungsmaschine – Prozessablauf

1. Rührreaktion

Das zu reagierende Material (fest-flüssig, flüssig-flüssig oder gasförmig-flüssig) wird über die Einfüllöffnung an der Oberseite des Geräts zugeführt. Anschließend werden Motor und Getriebe gestartet, wodurch sich die Hohlwelle und das Hohlband im Uhrzeigersinn drehen (von oben betrachtet). Die spezielle Rührstruktur gewährleistet eine vollständige Durchmischung und Reaktion des Materials. Soll das Material während der Reaktion erwärmt oder gekühlt werden, kann Wärmeträgermedium oder Kältemittel in den Zylinder, den Konusmantel sowie die Hohlwelle und das Hohlband eingeleitet werden. Das Wärmeträgermedium zirkuliert kontinuierlich, um die für die Reaktion erforderlichen Prozessbedingungen zu erreichen.

2. Druckfiltration oder Vakuumfiltration

Nach Abschluss der Reaktion wird der Auslass des unteren Filtrats geöffnet, Druckluft oder Stickstoff in die Anlage eingeleitet und das reagierte Fest-Flüssig-Gemisch unter Druck filtriert, bis das Material in der Maschine getrocknet ist. Alternativ kann am Filtratauslass ein Vakuum angelegt werden, um das Material vakuumfiltrieren zu lassen, bis das Filtrat vollständig abgelaufen ist. Beim Filtrieren können die Hohlwelle und die Hohlschnecke im Uhrzeigersinn (von oben betrachtet) gedreht werden, um das Material anzuheben. Die Hohlschnecke begrenzt während der Rotation die Dicke der Filterkuchenschicht, sodass das Material in einem dünnen Filterkuchen filtriert wird. Dies erhöht die Filtrationsrate.

Bei leicht filtrierbaren Materialien ist kein Umrühren beim Filtrieren erforderlich; die Materialien werden direkt bis zur Trockenheit filtriert.

Nach dem Filtern einiger Materialien müssen diese mehrmals gewaschen werden. Die multifunktionale Maschine zur Reaktion, Filtration und Trocknung ist die optimale Ausrüstung für das wiederholte Waschen von Materialien.

Nachdem das Material in der Maschine trocken gepresst wurde, kann die Waschflüssigkeit über den oberen Einlauf zugeführt werden. Anschließend wird der Filterkuchen durch das Rühren mit der Hohlwelle und dem Hohlband gleichmäßig aufgeschlossen und nach dem Aufschluss erneut trocken gepresst. Reicht ein Waschgang nicht aus, können mehrere Waschgänge durchgeführt werden. Die oben genannten Schritte lassen sich beliebig oft wiederholen. Die Bedienung ist äußerst komfortabel und der Arbeitsaufwand minimal.

Das Waschen der Materialien nach dem oben beschriebenen Verfahren wird als Chargenwaschverfahren bezeichnet.

Da das Material zunächst trocken gepresst und anschließend mit Waschflüssigkeit gewaschen wird, wird trotz des etwas häufigeren Öffnens und Schließens der Ventile während des Betriebs weniger Waschflüssigkeit verbraucht. Die Maschine kann das Material auch kontinuierlich waschen, d. h. die Waschflüssigkeit wird kontinuierlich mittels einer Pumpe oder anderer Verfahren zugeführt und durch den Druck der Waschflüssigkeit filtriert, während die Hohlwelle und das Hohlband kontinuierlich gerührt werden. Das Filtrat wird so lange über den Filtratauslass abgeführt, bis die Waschanforderungen erfüllt sind. Der Filterkuchen wird nach dem Färben trocken gepresst. Dieses kontinuierliche Waschverfahren verbraucht im Allgemeinen mehr Waschflüssigkeit als das intermittierende Waschen, ist aber bedienerfreundlicher.

4. Vakuumtrocknung und Entladung

Der filtrierte bzw. gewaschene, filtrierte und getrocknete Filterkuchen verbleibt in der Maschine. Das Heizmedium wird nun durch den Zylindermantel, den Konusmantel, die Hohlwelle und das Hohlschneckenband geleitet, um das Material zu erhitzen. Gleichzeitig rotieren Hohlwelle und Hohlschnecke im Uhrzeigersinn (von oben betrachtet), um das Material anzuheben und gründlich zu durchmischen. Parallel dazu wird von oben ein Vakuum erzeugt, das die Trocknung des Materials im Inneren der Maschine unter Vakuumbedingungen ermöglicht. Da Hohlwelle und Hohlschnecke zusätzlich zur Mantelheizung von innen erhitzt werden und die Trocknung unter Vakuum erfolgt, ist die Trocknungseffizienz sehr hoch.

Nach dem Trocknen wird die Schnellöffnung am unteren Teil des Geräts geöffnet. Dadurch drehen sich die Hohlwelle und das Hohlband gegen den Uhrzeigersinn (von oben betrachtet). Das getrocknete Material in der Maschine wird automatisch zur Auslassöffnung befördert.

Bisher sind die Reaktions-, Filtrations-, Wasch- und Trocknungsprozesse einer Materialcharge abgeschlossen.

Der von ZhangHua Machinery entwickelte und produzierte kegelförmige Drei-in-Eins-Filtertrockner – eine multifunktionale Zylinder-Kegel-Drei-in-Eins-Filterwasch- und -trocknungsmaschine – bietet folgende Produktvorteile:

1. Geschlossenes System: Das 3-in-1-Filter-, Wasch- und Trocknungssystem ist ein vollständig geschlossenes System. Produktion und Betrieb im geschlossenen System vermeiden die Belastung der Luft mit toxischen Substanzen und reduzieren gleichzeitig das Risiko von Vergiftungsunfällen für die Bediener.

2. Recycling: Materialien und Lösungsmittel werden nahezu vollständig zurückgewonnen, wodurch Abfälle durch Materialverluste und Lösungsmittelverflüchtigung vermieden werden, was große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

3. Multifunktionaler, integrierter Betrieb: Filtern, Waschen und Trocknen erfolgen in ein und demselben Gerät. Die Behälterwände sind mit Heizmänteln ausgestattet, um das Trocknen zu ermöglichen.

4. Kontinuierlicher Betrieb: Filtration und Trocknung erfolgen in einem kontinuierlichen System, ein nasser Filterkuchen muss nicht behandelt werden.

Die getrockneten Produkte können mechanisch zu den Wiege- und Verpackungsbereichen transportiert werden.

5. Personaleinsparung: Eine Person ohne technische Vorkenntnisse, die eine einfache Schulung absolviert hat, kann die Bedienung durchführen. Öffnen, Schließen, automatische Zuführung und automatische Entladung erfordern keine Überwachung durch Fachpersonal.

6. Gründliche Reinigung: Die Drei-in-Eins-Anlage zum Filtern, Waschen und Trocknen verfügt über automatische Sprüh- und Rührfunktionen. Dadurch kann der Filterkuchen vollständig gereinigt werden, was die Abwassermenge reduziert und die Kosten der Abwasserbehandlung senkt.

7. Saubere Produktion: Das multifunktionale Filtertrocknungssystem ist mit einem Staubabscheider ausgestattet, der den nach dem Trocknen entstehenden Staub auffängt und somit die Anforderungen an eine saubere Produktion erfüllt.

Konischer 3-in-1-Filtertrockner – multifunktionale Zylinder-Kegel-3-in-1-Filterwasch- und -trocknungsmaschine

Konischer 3-in-1-Filtertrockner – Multifunktionale Zylinderkegel-3-in-1-Filterwasch- und -trocknungsmaschine – Industrieanwendung