國內(nèi)中藥企業(yè)常用的浸膏干燥設(shè)備是箱式干燥和噴霧干燥。箱式干燥時間長，能耗高，間斷操作，容易染菌和吸潮；噴霧干燥的粉劑致密而水溶性差，干燥溫度高，熱敏感性的物質(zhì)容易被破壞，多糖含量高的物料會粘在噴霧干燥收集器的壁上，造成收粉困難。近幾年，一種自動真空履帶干燥機(jī)開始應(yīng)用生產(chǎn)。與箱式干燥相比，自動真空履帶干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：料層薄、干燥快、物料受熱時間短；物料松脆，容易粉碎；隔離操作，避免污染；動態(tài)操作，不易結(jié)垢；連續(xù)生產(chǎn)，自動控制。自動真空履帶干燥機(jī)也能克服噴霧干燥的缺點(diǎn)，與常用的干燥設(shè)備相比，自動真空履帶干燥機(jī)具有更好的應(yīng)用價值，控制系統(tǒng)采用德國西門子S7-200PLC、西門子變頻技術(shù)，實現(xiàn)了干燥溫度、真空壓力、干燥速度穩(wěn)定、干燥物料含水率穩(wěn)定的目標(biāo)，使用效果良好。

　　1工作原理

　　物料通過變頻螺桿泵送入真空條件下的干燥機(jī)內(nèi)部，物料被連續(xù)地涂布在緩緩移動的干燥機(jī)內(nèi)的多條干燥帶上，形成薄薄的涂層；干燥帶在調(diào)速電機(jī)驅(qū)動下以設(shè)定的速度向前運(yùn)動，每條干燥帶的下面都有3段獨(dú)立的加熱板和1段冷卻板，干燥帶與加熱板、冷卻板緊密接觸，以接觸傳熱的方式將干燥所需要的能量傳遞給帶上物料；當(dāng)干燥物料從筒體的一端運(yùn)動到另一端時，物料已經(jīng)干燥并經(jīng)過冷卻，干燥后的物料從干燥帶上剝離；物料通過一個粉碎裝置粉碎后，通過真空蝶閥到料桶中出料。

　　物料直接進(jìn)入真空度容器內(nèi)，經(jīng)過干燥，所得顆粒的流動性很好，結(jié)構(gòu)疏松，速溶性好。

　　2真空自動履帶干燥機(jī)主要特點(diǎn)

　　2.1真空筒體是一個直徑近2m的不銹鋼圓筒，前后開門，長度在15m，內(nèi)外壁拋光處理，筒體密封良好。履帶是干燥物料的平臺，材質(zhì)為聚四氟乙烯帶，性質(zhì)穩(wěn)定，耐溫范圍在-70-260℃，可安全使用于醫(yī)藥、食品工業(yè)。履帶按4層設(shè)置，每條履帶分別由變頻電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動，履帶運(yùn)動速度則通過變頻調(diào)速機(jī)組進(jìn)行調(diào)整，速度范圍在0.15-1.5m/min。

　　2.2真空系統(tǒng)采用羅茨真空泵和水環(huán)真空泵組成的機(jī)組。

　　2.3干燥前物料先預(yù)熱以增加流動性，進(jìn)料用螺桿計量泵，可處理粘度很大(相對密度1.35-1.45)的中藥浸膏；進(jìn)料流量可精確調(diào)整，即使在進(jìn)料量很小的情況下，布料裝置也確保均勻布料，以便干燥工藝的優(yōu)化；每一條履帶配備單獨(dú)螺桿泵作為進(jìn)料輸送泵，進(jìn)料速度一般20-50L／h。搖擺布料擺臂通過一臺步進(jìn)電機(jī)控制，速度一般在5-20r/min。

　　2.4自動真空履帶干燥機(jī)整個干燥帶分為4個區(qū)，3個加熱區(qū)和1個冷卻區(qū)。機(jī)組熱源采用熱水，配備完整熱水循環(huán)加熱系統(tǒng)和冷卻水冷卻系統(tǒng)。考慮天然藥物的熱敏性，常采用低溫真空干燥的方式，干燥過程中產(chǎn)品溫度一般在40-95℃之間。經(jīng)過冷卻，出料溫度可控制在20-30℃之間。

　　2.5終端出口以氣動真空蝶閥阻斷真空以連續(xù)地排出干物料；出料口有破碎和制粒功能，干粉顆粒大小可控制在40-60目之間設(shè)置。

　　2.6機(jī)組配有高壓水清洗裝置，符合GMP易清洗的要求。

　　2.7自動真空履帶干燥機(jī)采用PLC控制，通過PC機(jī)的人機(jī)界面來操作設(shè)備，同時干燥機(jī)附近設(shè)置操作面板以便在工作區(qū)操作設(shè)備。可以自動運(yùn)行，也可以手動操作。

　　3控制系統(tǒng)的總體設(shè)計

　　3.1系統(tǒng)軟硬件的選型

　　(1)選用SIEMENS變頻器(2)搖擺布料采用KINCO步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器；(3)觸摸屏采用POFACE

　　產(chǎn)品；(4)上位機(jī)采用戴爾工控機(jī)；(5)通訊采用一條RS-485通訊線將上位機(jī)和PLC連成一個通訊系統(tǒng)；(6)現(xiàn)場觸摸屏為操作員界面，工控機(jī)為工程師界面。

　　3.2PLC的功能及選型#p#分頁標(biāo)題#e#

　　PLC在系統(tǒng)中完成下列任務(wù)：(1)采集外界各設(shè)備的狀態(tài)信號及模擬量信號；(2)控制各臺電機(jī)起停、頻率調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)；(3)若外界設(shè)備出現(xiàn)故障，PLC接通報警裝置，實現(xiàn)故障報警。

　　根據(jù)上述功能，該系統(tǒng)選用SIEMENS的S7-200PLC，它屬于模塊組合式PLC，由基板及模塊組成，有多種基板模塊可供選擇，可根據(jù)需要構(gòu)成不同的系統(tǒng)。本著實用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等原則，選用CPU226PLC、EM223CN型的數(shù)字量輸入/輸出模塊、EM232CN型的模擬量輸出模塊、EM235CN型的模擬量輸入／輸出模塊進(jìn)口泵 卡斯特紅酒。

　　4控制系統(tǒng)的應(yīng)用

　　4.14條履帶可以分別控制其運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行速度。每條履帶都分別采用變頻控制實現(xiàn)1對1控制，在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)修改履帶速度。

　　4.24臺進(jìn)料泵可以分別控制其運(yùn)行狀態(tài)與進(jìn)料速度。每臺進(jìn)料泵都分別采用變頻控制實現(xiàn)1對1控制，在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)修改流量。

　　4.3布料電機(jī)運(yùn)行速度可調(diào)節(jié)。布料電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下，可在線調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，范圍(15、20、24、28、37r/min)。

　　4.4真空泵采用3級機(jī)組，保證筒體真空度運(yùn)行時不低于10MPa。主泵ZJ300羅茨真空泵(球墨鑄鐵)1臺,抽氣速率300L/s，二級泵ZJ150羅茨真空泵(球墨鑄鐵)1臺，抽氣速率150L/s，前級泵2BV5-131水環(huán)真空泵2臺，抽氣速率6.66m3/min，功率11kW，極限真空(絕壓)40Pa，前級泵配2臺2BV5-131水環(huán)真空泵，可以有效地縮短及提高整個機(jī)組的效率，將真空預(yù)抽時間縮短，在主泵開啟整個機(jī)組投入運(yùn)行后，可自動關(guān)閉1臺水環(huán)真空泵。

　　4.5加熱區(qū)、冷卻區(qū)溫度控制采用調(diào)節(jié)閥從而保證溫度恒溫運(yùn)行時不偏于設(shè)定±2℃。

　　4.6

　　信號報警界面可隨時監(jiān)控與顯示系統(tǒng)運(yùn)行中的單機(jī)運(yùn)行故障，提示故障原因及解決方案。從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與自診斷的功能，保證各項硬件的使用壽命。

　　4.7程序分為3

　　部分：主程序、子程序和中斷程序。

　　系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，可節(jié)省掃描周期。利用定時器中斷功能實現(xiàn)PID控制的定時采樣及輸出控制。主程序功能最多，履帶電機(jī)、進(jìn)料泵及布料電機(jī)速度的顯示，真空泵組控制信號的綜合以及報警處理都在主程序。頻率和真空的壓力值采用數(shù)字方式直接在程序中設(shè)定。溫度PID控制中，使用了比例和積分控制，其回路增益和時間常數(shù)可通過工程計算初步確定，需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)效果。

　　5結(jié)束語

　　通過自動控制技術(shù)應(yīng)用和改進(jìn)，自動真空履帶干燥機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行可靠,生產(chǎn)能力穩(wěn)定，干燥后物料含水率≤5%。隨著中藥產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，自動真空履帶干燥機(jī)在干燥方面的優(yōu)點(diǎn)，將被更多的企業(yè)認(rèn)可，市場應(yīng)用前景廣闊。