真空乾燥機メーカーの開発課題の分析

真空乾燥機には多くの利点があります。低圧下で乾燥するため、酸素含有量が低く、乾燥物の酸化劣化を防ぎ、可燃性・爆発性の危険物を乾燥できます。また、低温で材料中の水分を蒸発させることができるため、熱に弱い材料の乾燥も容易です。さらに、乾燥物中の貴重な有用成分を回収できます。さらに、乾燥物中の有毒・有害物質の排出を防ぎ、環境に優しいグリーン乾燥を実現できます。そのため、真空乾燥機の応用範囲はますます広がっています。

真空乾燥機

真空乾燥機の主な欠点は、水蒸気を排出できる真空システムが必要なため、設備の投資コストと運用コストが高くなり、設備の生産効率が低く、出力が小さくなることです。

これらの欠点を克服するために、多くの科学技術者が多大な努力を重ねてきました。同時に、真空乾燥には多くの利点があるため、一部の製品では真空乾燥機の使用が必須となっています。そのため、真空乾燥機の開発は非常に有望です。

真空乾燥プロセスは複雑で、時間とともに変化する非線形の工業プロセスです。乾燥制御とは、乾燥プロセス全体に影響を及ぼすプロセスパラメータを調整・制御することです。

多くの化学製品および医薬品（中間体または最終製品）の合成過程において、固体粒子は液体中に懸濁しており、ある段階でスラリーから分離する必要があります。まず、ろ過遠心分離機、真空（または加圧）ろ過器、セトラー、フィルタープレス、静的濃縮機などの機械的な固液分離装置を用いて固体と液体を分離します。

特定のプロセスに最適な機械分離装置を選択するには、真空乾燥技術は主に固体特性、容量、運転モードなどの要因によって決定されます。しかし、通常、機械的な固液分離工程を1つだけ行うだけでは、製品の品質要件を満たすことができません。これは、機械力だけですべての液体を除去することは不可能だからです。製品と装置によって異なりますが、遠心分離機またはフィルターから排出される製品の湿度は、一般的に5%～80%（重量基準）の範囲です。

したがって、機械的な固液分離が完了した後、固体中に残留する液体を熱的な固液分離工程によって分離することが一般的に必要となります。この工程は一般に「乾燥」と呼ばれます。

製品の乾燥性能の変動の重要な要因は、プロセス圧力に依存する、含まれる液体の蒸発温度です。

プロセス圧力と蒸発温度を下げることで、特に接触乾燥において多くの利点が得られます。最低圧力と最高許容温度でのみ動作する理想的な乾燥システムを設計する必要はありません。そのようなシステムでは、大型で高価な周辺機器が必要になります。システムは一般的に自己調節型圧力容器として設計されます。

つまり、凝縮器と真空は、より高い圧力での高い蒸気流を処理するように適合されており、乾燥体積が減少すると圧力が低下します。

真空乾燥機は、包装容器内の空気を真空ポンプで排出し、所定の真空度に達することで、容器内の部品の水分を除去する装置です。乾燥工程中、タンク内は真空状態にあり、ジャケットは温水（または蒸気、熱媒油）で加熱されます。タンクが低速で回転すると、材料はタンク内を上下に移動し、タンク内外に「ダイヤモンドトラック」を形成して蒸発物を吸収します。蒸気は真空パイプラインを通じて連続的に排出され、材料の乾燥という目的を達成します。

混合物を乾燥させる際、顧客の要求に応じて噴霧、濾過、粉砕などの装置を内蔵し、多機能な操作を実現できます。