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Sviluppo e applicazione di macchine multifunzionali per reazione, filtrazione ed essiccazione a cilindro-cono

2023-04-11

Zhanghua Dryer

Nel processo di post-trattamento di prodotti farmaceutici, pesticidi, esplosivi, coloranti, pigmenti e altri processi di produzione di prodotti chimici fini, sono spesso presenti operazioni unitarie come filtrazione, lavaggio e asciugatura. Queste operazioni unitarie sono solitamente composte da apparecchiature unitarie come filtri centrifughi, vasche di lavaggio ed essiccatori. Operano in modo indipendente e le apparecchiature vengono trasportate tramite condotte o altri metodi. Più unità di apparecchiature sono collegate in un sistema di dispositivi di grandi dimensioni, processi lunghi, bassa efficienza e difficoltà di regolazione del processo di produzione. Per le sospensioni con elevato contenuto di solidi, i solidi spesso si attaccano alle pareti e bloccano la condotta, rendendo difficile lo svolgimento della normale produzione. La produzione aperta consente di gestire facilmente i problemi di intasamento, ma è difficile soddisfare i requisiti normativi per medicinali, alimenti, prodotti biologici, ecc., e sussistono ancora potenziali rischi per la sicurezza per materiali infiammabili, esplosivi, tossici o altamente tossici.

Per superare i problemi e le carenze nella combinazione delle apparecchiature sopra menzionate e, allo stesso tempo, soddisfare la trasformazione dell'industria chimica verso prodotti di alta qualità, ad alto valore aggiunto, multivarietà e in piccoli lotti, Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. ha svolto un intenso lavoro di progettazione e sviluppo, ottenendo infine un risultato di successo. Il filtro essiccatore a reazione cilindro-cono multifunzionale che integra filtrazione, lavaggio e asciugatura ha ottenuto con successo una domanda di brevetto (numero di brevetto: ZL201721560677.6.), che ha apportato un notevole miglioramento alle prestazioni tecniche dell'apparecchiatura, dalla progettazione strutturale all'applicazione. È conforme ai requisiti normativi dell'industria farmaceutica. L'apparecchiatura svolge tre funzioni principali: filtrazione, lavaggio e asciugatura, e numerose funzioni come reazione, estrazione, cristallizzazione, concentrazione, evaporazione, miscelazione e frantumazione, che rientrano tra le apparecchiature multifunzionali migliorate.

Principio di funzionamento della macchina di lavaggio e asciugatura del filtro di reazione del cono del cilindro multifunzionale

La nuova macchina per il lavaggio e l'asciugatura dei filtri ha una struttura a cono cilindrico. Sono presenti camicie riscaldanti sul corpo del cilindro e sul corpo del cono inferiore per riscaldare o raffreddare i materiali. All'interno della macchina multifunzione sono presenti alberi cavi e alberi cavi ad angolo variabile e passo variabile. Il dispositivo di agitazione a spirale mescola, agita e solleva il materiale, spingendolo fuori durante lo scarico.

Nel cono inferiore è installato un dispositivo di filtraggio conico con una struttura relativamente complessa, mentre nella parte inferiore dell'apparecchiatura è installato un dispositivo di scarico rapido ad angolo non morto appositamente progettato o una valvola a sfera di scarico pneumatico ad angolo non morto.

Nella fase di reazione, i materiali di reazione vengono aggiunti dall'alto e l'esclusiva struttura di agitazione consente di mescolare i materiali in modo uniforme all'interno della macchina, riscaldandoli o raffreddandoli simultaneamente attraverso la camicia del cilindro, la camicia del cono, l'albero cavo e la lama a spirale cava. In questo modo, il materiale reagisce completamente all'interno della macchina. Nella fase di filtrazione, la macchina può filtrare e asciugare il materiale pressurizzandolo o aspirandolo, aggiungendo liquido di lavaggio, in modo che il materiale possa essere automaticamente ri-polpato e lavato più volte all'interno della macchina, per poi essere pressato e asciugato dopo aver soddisfatto i requisiti di lavaggio.

Nella fase di essiccazione, la camicia del cilindro, la camicia del cono, l'albero cavo e il nastro cavo riscaldano contemporaneamente il materiale e creano il vuoto nella parte superiore, un'essiccazione a tenuta di vuoto e a bassa temperatura del materiale, e sigillano e scaricano automaticamente il materiale dopo l'essiccazione.

Flusso di processo della macchina di lavaggio e asciugatura del filtro di reazione a cono-barile multifunzionale

1. Reazione di agitazione

Aggiungere il materiale (solido-liquido, liquido-liquido o gas-liquido) da far reagire attraverso la porta di alimentazione sulla parte superiore dell'apparecchiatura, avviare il motore e il riduttore e far ruotare l'albero cavo e il nastro cavo in senso orario (guardando dall'alto verso il basso). L'esclusiva struttura di agitazione consente di agitare e far reagire completamente i materiali all'interno della macchina. Se i materiali devono essere riscaldati o raffreddati durante la reazione, è possibile introdurre un fluido riscaldante o refrigerante nel cilindro e nella camicia del cono, nonché nell'albero cavo e nel nastro a spirale cavo.

Il mezzo di riscaldamento o raffreddamento può essere fatto circolare in modo continuo per completare il riscaldamento o il raffreddamento del materiale e soddisfare le condizioni di processo richieste per la reazione.

2. Filtrazione a pressione o filtrazione sotto vuoto

Una volta terminata la reazione, aprire l'uscita del filtrato inferiore, immettere aria compressa o azoto gassoso nell'apparecchiatura e filtrare la miscela solido-liquido reagita sotto pressione fino a quando i materiali nella macchina non sono essiccati. È anche possibile creare il vuoto all'uscita del filtrato per filtrare il materiale sotto vuoto fino a quando il filtrato non viene drenato.

Durante la filtrazione, l'albero cavo e la cinghia a coclea cava possono essere ruotati in senso orario (vista dall'alto) per sollevare il materiale, e la cinghia a coclea cava può limitare lo spessore dello strato di torta filtrante durante la rotazione, in modo che il materiale si trovi in una torta filtrante sottile. Filtrare in condizioni di strato per aumentare la velocità di filtrazione. Per i materiali facili da filtrare, non è necessario mescolare durante la filtrazione e i materiali vengono filtrati direttamente fino a secchezza.

3. Può essere lavato e filtrato più volte

Dopo aver filtrato alcuni materiali, è necessario lavarli più volte.

La macchina multifunzionale per reazione, filtrazione e asciugatura è ideale per il lavaggio ripetuto dei materiali. Dopo che il materiale è stato pressato e asciugato nella macchina, il liquido di lavaggio può essere aggiunto all'ingresso superiore del liquido di lavaggio, quindi la torta di filtrazione viene ricomposta uniformemente attraverso l'agitazione dell'albero cavo e del nastro cavo, e il materiale viene pressato e asciugato dopo che la ricomposta è stata uniformemente agitata. Se un lavaggio non è sufficiente, è possibile lavarlo più volte. In questo caso, i passaggi sopra descritti possono essere ripetuti più volte. L'operazione è molto comoda e l'intensità di lavoro è estremamente bassa.

Il metodo di lavaggio dei materiali sopra descritto è chiamato metodo di lavaggio a lotti. Poiché il materiale viene pressato a secco e poi lavato con liquido di lavaggio, sebbene le valvole vengano aperte e chiuse un po' più volte durante il funzionamento, viene utilizzato meno liquido di lavaggio. La macchina può anche lavare i materiali in continuo, ovvero pressare continuamente il liquido di lavaggio con una pompa o altri metodi e utilizzare la pressione del liquido di lavaggio per filtrare, mentre l'albero cavo e il nastro cavo vengono continuamente agitati e il filtrato viene scaricato continuamente dall'uscita del filtrato fino a quando i requisiti di lavaggio non sono soddisfatti, il pannello filtrante viene infine pressato a secco.

Questo metodo di lavaggio continuo generalmente utilizza più liquido di lavaggio rispetto al lavaggio intermittente, ma è più comodo da usare.

4. Essiccazione e scarico sotto vuoto

Il panello filtrato o lavato, filtrato e asciugato rimane nella macchina. A questo punto, il fluido riscaldante viene immesso nella camicia del cilindro, nella camicia del cono, nell'albero cavo e nel nastro della vite cava per riscaldare il materiale. Allo stesso tempo, l'albero cavo e la vite cava ruotano ancora in senso orario (guardando dall'alto verso il basso) per sollevare il materiale e mescolarlo completamente, mentre l'aspirazione viene eseguita sulla parte superiore dell'apparecchiatura per far asciugare il materiale a tenuta di vuoto all'interno della macchina. Poiché l'albero cavo e il nastro cavo vengono riscaldati dall'interno oltre al riscaldamento della camicia e l'essiccazione avviene in condizioni di vuoto, l'efficienza di essiccazione è molto elevata.

Dopo l'essiccazione, aprire la porta di scarico rapido nella parte inferiore dell'apparecchiatura e ruotare l'albero cavo e il nastro cavo in senso antiorario (guardando dall'alto verso il basso); i materiali essiccati nella macchina verranno automaticamente spinti verso la porta di scarico. A questo punto, i processi di reazione, filtrazione, lavaggio e asciugatura di un lotto di materiali sono completati.

Vantaggi delle prestazioni della macchina di lavaggio e asciugatura del filtro di reazione a cono-barile multifunzionale

Dall'effettivo funzionamento e utilizzo dell'attrezzatura multifunzionale a cono-barile per la lavorazione di vari materiali, si può constatare che l'essiccatore a filtro continuo a cono-barile presenta numerosi vantaggi, le cui prestazioni principali sono le seguenti:

1. Una macchina è multiuso e può completare diverse operazioni come reazione, estrazione, filtrazione, filtrazione ripetuta, lavaggio e asciugatura in un'unica macchina, ottenendo così direttamente il prodotto finito.

2. Il funzionamento è flessibile e il ciclo operativo può essere regolato modificando la differenza di pressione del filtro, la velocità di rotazione, il passo di estrusione della vite, ecc., in modo da adattarsi al cambiamento delle condizioni di processo.

3. La macchina può formare una torta di filtrazione molto sottile sulla superficie del mezzo filtrante o del filtro in assenza di torta di filtrazione. La velocità di filtrazione per unità di superficie filtrante è molto elevata, quindi l'apparecchiatura è piccola e compatta.

4. Sistema completamente chiuso, l'ambiente operativo è piuttosto buono, particolarmente adatto per la gestione di prodotti pericolosi tossici, infiammabili, esplosivi e deliziosi prodotti alimentari biologici e farmaceutici che non consentono l'inquinamento.

5. Può essere concentrato e filtrato. Soprattutto quando è necessario lavare il materiale, questo può essere prima concentrato, lavato accuratamente in sospensione e infine filtrato a pressione, il che può ridurre la manipolazione del materiale, ridurre gli sprechi e non necessitare di essere nuovamente macinato durante il lavaggio. La qualità del prodotto è molto elevata.

6. Può essere utilizzato per tre operazioni di reazione, filtrazione ed essiccazione, in modo che le funzioni delle tre unità di apparecchiatura possano essere completate su questa unica apparecchiatura, in modo da ridurre notevolmente i costi dell'apparecchiatura, la superficie calpestabile, l'intensità di manodopera, il consumo energetico, ecc.

7. Il consumo energetico di questa macchina è basso e la torta filtrante estrusa ha generalmente un contenuto d'acqua inferiore rispetto alla macchina piatta tre in uno; inoltre, il funzionamento è comodo.

In sintesi, il filtro essiccatore a reazione a cono-barile è attualmente un'apparecchiatura di filtrazione multifunzionale relativamente avanzata. I suoi vantaggi unici troveranno sicuramente ampio impiego nell'industria chimica, medica, alimentare, metallurgica, tessile e in altri settori.

Miglioramento tecnico della macchina di lavaggio e asciugatura multifunzionale con filtrazione a reazione a cono cilindrico

1. Miglioramento della struttura del nastro di agitazione

Il nastro di agitazione è il componente principale dell'essiccatore a filtro a reazione conico-barile e la sua struttura e il suo effetto di agitazione influiscono direttamente sulle prestazioni dell'intera macchina.

Il nastro di agitazione deve garantire che l'intera macchina mescoli completamente i vari materiali di reazione, come liquido-liquido, liquido-solido o gas-liquido, durante la fase di reazione, in modo da garantirne la completa reazione. Durante la fase di lavaggio del filtro, il nastro di agitazione deve garantire un'agitazione uniforme di diverse concentrazioni di fanghi o panello di filtrazione. Nella fase di essiccazione, il nastro di agitazione deve garantire che il panello di filtrazione sia completamente agitato fino a quando il materiale in polvere non è asciutto.

Pertanto, il nastro di agitazione deve essere in grado di adattarsi all'agitazione di materiali con diverse prestazioni, da liquidi a fanghi, da fanghi a panelli di filtrazione e da panelli di filtrazione a polvere secca. Se il nastro di agitazione non è ben progettato, si verificheranno problemi in uno dei collegamenti sopra indicati, con conseguenti ripercussioni sulle prestazioni dell'intera macchina.

Per questo motivo, abbiamo svolto numerose ricerche su aspetti importanti come l'angolo del cono, il passo, la larghezza del nastro, la resistenza e l'angolo dell'asta di supporto, la direzione e la resistenza del nastro di agitazione, ottenendo infine risultati piuttosto buoni. Le prestazioni principali riguardano i seguenti aspetti:

① Il movimento di sollevamento assiale del nastro di miscelazione verso il materiale

Abbiamo condotto ricerche e miglioramenti chiave sulla lunghezza e sulla larghezza del nastro di agitazione, in modo che il materiale venga sollevato dalla parte inferiore verso l'alto lungo la parete conica del guscio quando viene agitato e, dopo essere stato sollevato nella parte superiore, l'angolazione del nastro superiore cambi per far sì che il materiale venga scaricato nella parte centrale, quindi cada dalla parte centrale sul fondo del cono inferiore e venga sollevato dal fondo del cono lungo la parete del guscio, in modo che il materiale circoli in modo continuo e generi continuamente un ampio flusso di movimento assiale nella macchina.

② Il dispositivo a nastro agitatore fa muovere il materiale radialmente

Il nastro di agitazione è collegato all'albero di agitazione tramite numerose travi di supporto. Progettiamo queste travi di supporto come le giranti delle pompe centrifughe, in modo che possano generare forza centrifuga sui materiali durante l'agitazione, in modo che i materiali al centro fluiscano continuamente verso l'involucro dell'apparecchiatura.

Movimento del bordo) e il materiale che si sposta verso il bordo dell'attrezzatura viene sollevato dalla cinghia a coclea per la circolazione assiale.

3 Movimento di agitazione circonferenziale del materiale mediante il dispositivo a nastro di agitazione

Oltre a far muovere il materiale in senso radiale e assiale, il dispositivo a nastro di agitazione è progettato anche per far muovere il materiale in senso circolare lungo la circonferenza. Risultato dell'azione di agitazione circonferenziale.

In sintesi, il movimento di agitazione dei materiali nella macchina è in realtà un movimento composto a tre vie: movimento assiale, movimento radiale e movimento circonferenziale, e il suo effetto di agitazione e miscelazione è eccellente. Abbiamo utilizzato il principio sopra descritto per realizzare un miscelatore verticale a cono-barile. Quando la macchina funziona a una velocità maggiore (oltre 80 giri/min), i materiali nella macchina possono essere agitati fino a quando non sono completamente sospesi e volanti, il che può risolvere il problema della doppia elica. Problemi di miscelazione che non possono essere risolti dai miscelatori convenzionali come miscelatori, miscelatori conici, miscelatori rotanti a doppio cono e miscelatori a coltro.

2. Riscaldamento interno dell'albero cavo e del nastro cavo

Poiché l'essiccatore con filtro a reazione a cono-barile è dotato di un dispositivo di filtraggio nella parte conica, sebbene questa parte sia ancora riscaldata dalla camicia esterna, l'effetto di trasferimento del calore è relativamente basso.

Per migliorare l'efficienza termica della macchina nel suo complesso, abbiamo progettato l'albero cavo e il corpo cavo

Il materiale viene riscaldato. Durante la progettazione dell'albero cavo e della struttura riscaldante a nastro cavo, ci siamo concentrati sulla risoluzione dei seguenti due problemi:

Innanzitutto, assicurarsi che il nastro cavo abbia un'ampia area di trasferimento del calore nella macchina. Infatti, più piccolo è il passo, minore è l'angolo di salita del nastro, più giri ci sono dal basso verso l'alto e maggiore è l'area di riscaldamento del nastro.

Il passo della cinghia a spirale non deve essere troppo piccolo, altrimenti l'angolo di passo della cinghia a spirale sarà troppo piccolo e il materiale si accumulerà facilmente sulla superficie superiore della cinghia a spirale, influenzando l'effetto di miscelazione e lo scarico. La cinghia a spirale ha un passo ampio e un angolo di salita ampio, sebbene non accumuli materiale, ma il numero di spire della cinghia a spirale è ridotto e l'area di trasferimento del calore è ridotta. Per risolvere i problemi sopra descritti, adottiamo il metodo del nastro a spirale multitesta, che viene avvolto nella stessa direzione da un nastro a spirale multitesta, che non solo risolve il problema del passo e dell'angolo di salita, ma risolve anche il problema dell'area di trasferimento del calore.

In secondo luogo, viene risolto il problema di circolazione del fluido termovettore nell'albero cavo e nella cinghia a spirale cava. Se il fluido termovettore non circola correttamente nell'albero cavo e nella cinghia a spirale cava, il materiale si raffredderà rapidamente, compromettendo il normale processo di funzionamento. A tal fine, abbiamo svolto numerose ricerche. Pur garantendo la rotazione continua dell'albero cavo e della cinghia a spirale cava, il fluido termovettore entra dall'alto e fuoriesce dall'alto dopo aver attraversato tutti gli alberi cavi e le cinghie a spirale cava. È importante assicurarsi che il fluido termovettore entri ed esca da due canali separati, indipendenti l'uno dall'altro, in modo che possa circolare completamente nella macchina e l'efficienza di essiccazione sia notevolmente migliorata.

3. Processo di lavorazione e fabbricazione di piastre a rete perforata e reti filtranti sinterizzate senza deformazioni o strappi

Sebbene diversi produttori possano utilizzare stencil sinterizzati multistrato come filtri, la struttura specifica degli stencil è diversa. La piastra filtrante utilizzata nella macchina di lavaggio e asciugatura multifunzionale con filtro a reazione cilindro-cono deve essere realizzata insieme al filtro e alla piastra filtrante nel suo complesso, secondo determinati requisiti tecnici. Garantire l'assenza di deformazioni, strappi e perdite di materiale durante il funzionamento.

Solo il disco filtrante con maglia, piastra e cono lavorati insieme può adattarsi efficacemente alle variazioni delle condizioni di lavoro a freddo e a caldo nel serbatoio e garantire che non si deformi in nessuna circostanza. Anche se il materiale ha una certa viscosità, il filtro non si deformerà o si strapperà durante la rotazione della paletta.

4. Giunto rotante con tenuta meccanica speciale

Per far circolare bene il fluido termico nell'albero cavo e nella cinghia a spirale cava, abbiamo progettato uno speciale giunto rotante con tenuta meccanica sulla parte superiore dell'albero cavo, per garantire che il fluido termico entri dall'alto e attraversi tutti gli alberi cavi e le cinghie a spirale cava. Il flusso avviene da un altro canale nella parte superiore.

5. Valvola di scarico ad apertura rapida senza angolo morto

Per garantire il corretto funzionamento della macchina multifunzionale a reazione, filtrazione ed essiccazione a cono cilindrico, lo scarico è rapido e comodo e, allo stesso tempo, non presenta angoli morti. È stata progettata una valvola di scarico ad apertura rapida con una struttura speciale. Questo tipo di valvola non solo supporta l'albero cavo, ma non presenta angoli morti, garantendo la completa filtrazione del materiale e l'essiccazione di tutti i materiali, con conseguente scarico fluido. Poiché l'intera valvola è dotata di un meccanismo di apertura rapida, lo scarico è molto comodo.

Campo di applicazione della macchina di lavaggio e asciugatura del filtro di reazione a cono-barile multifunzionale

Parametro tecnico

Macchina multifunzione per il lavaggio e l'asciugatura di filtri a cono-cilindro ad alta efficienza SR, macchina multifunzione per il lavaggio e l'asciugatura di filtri a reazione a cono-cilindro Qualifica e clienti collaborativi