在醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥、染料、顏料及其它精細(xì)化工生產(chǎn)過程的后處理工序中,常有過濾、洗滌、干燥等單元操作,這些單元操作通常由離心過濾機(jī)、洗滌槽以及干燥機(jī)等單元設(shè)備單獨(dú)運(yùn)作,設(shè)備間通過管道或采用其它方式輸送物料。
多種單元設(shè)備連成一個(gè)系統(tǒng)的大裝置、長(zhǎng)流程、低效率、難調(diào)節(jié)的生產(chǎn)過程,對(duì)于固體含量較高的懸濁液,往往發(fā)生固體粘壁而堵塞管道,造成生產(chǎn)難以正常進(jìn)行。采取敞開式生產(chǎn),雖便于處理堵塞問題,但對(duì)于醫(yī)藥、食品、生物制品等難以滿足GMP規(guī)范要求,而且對(duì)于易燃、易爆、有毒或劇毒的物料,還存在安全隱患。
為了克服上述單元設(shè)備組合中存在的問題與不足,同時(shí)滿足化學(xué)工業(yè)向高品質(zhì)、高附加值、多品種、小批量的轉(zhuǎn)變,集過濾、洗滌、干燥于一體的多功能設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。這種多功能設(shè)備大都具有過濾、洗滌、干燥三個(gè)主要功能,所以統(tǒng)稱為過濾干燥機(jī),俗稱“三合一”;有的過濾干燥機(jī)還兼有反應(yīng)、萃取、結(jié)晶、洗滌、濃縮、蒸發(fā)、混合、破碎等多項(xiàng)功能,因而又稱為多功能機(jī)。過濾干燥機(jī)屬于高新技術(shù)設(shè)備,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 密閉操作,多個(gè)工藝過程在同一設(shè)備內(nèi)完成,減少塵埃和微生物對(duì)物料品質(zhì)的影響,減少貴重物料的損耗,從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量。
(2) 減少物料輸送環(huán)節(jié),特別是濾餅的的輸送,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)能力。
(3) 過濾、洗滌操作可以在真空或加壓下進(jìn)行,過程操作靈活,容易控制。
(4) 對(duì)于易燃、易爆、有毒或劇毒的危險(xiǎn)品的處理,減少對(duì)環(huán)境的污染,改善作業(yè)環(huán)境,操作安全。
(5) 縮短流程,減少設(shè)備,減少廠房空間,降低工程投資。
過濾洗滌干燥機(jī)為全密閉結(jié)構(gòu),間歇操作方式,采用真空過濾及加熱干燥脫除溶劑,特別適用于處理易燃易爆、有毒或劇毒的危險(xiǎn)產(chǎn)品,貴重產(chǎn)品,以及不允許有污染的鮮美食品、生物制品和藥品等。
過濾洗滌干燥機(jī)是在一個(gè)密閉容器中把結(jié)晶后的固液混合物利用濾餅前后的壓力差為推動(dòng)力進(jìn)行固液分離,并在同一設(shè)備完成過濾→清洗→再過濾→再清洗→過濾或壓濾→干燥等工藝過程。因此,無論是初過濾還是清洗后的再過濾,都是濾餅方式的過濾,即在一個(gè)壓力差為推動(dòng)力的作用下,使結(jié)晶后的晶體與液體的固液混合懸浮液經(jīng)過多孔燒結(jié)網(wǎng)板,使晶體(固體狀的顆粒)被截流在過濾介質(zhì)的上面,而母液(液體)則經(jīng)過介質(zhì)而分離出來。
現(xiàn)在用于精細(xì)化工行業(yè)精制提純的多功能過濾洗滌干燥機(jī)型式繁多,但都存在如下缺陷:
(1) 不能快速均勻的攪拌,攪拌翻動(dòng)物料形式典型為平面推趕,物料接觸夾套面受限,且底部過濾層由一定滯留不參與翻動(dòng),如物料稍有粘性,效果會(huì)大打折扣;
(2) 洗滌效果差,常規(guī)攪拌器無法將晶體濾餅粉碎松開,使其與清洗液混合呈現(xiàn)糊狀或淤泥狀態(tài),通過攪拌對(duì)晶體進(jìn)行攪拌清洗;
(3) 過濾不徹底,濾餅料層厚,過濾面積小,對(duì)于高要求、高效率的產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)需要多次使用過濾,浪費(fèi)時(shí)間和資源;
(4) 干燥速率慢,傳熱效果相對(duì)較低。
(5) 無法實(shí)現(xiàn)物料的密閉自動(dòng)周轉(zhuǎn)
傳統(tǒng)的罐式三合一和立式干燥機(jī)等平底過濾設(shè)備的主要局限性是在zui后卸物料時(shí),操作動(dòng)作復(fù)雜,而且很難將物料完全排干凈,每一次卸料過程不但時(shí)間很長(zhǎng),而且造成大量的物料殘留,影響收率,也容易造成有機(jī)溶劑的泄露現(xiàn)象。