La temperatura real del secador de vacío por microondas no coincide con la temperatura mostrada del secador de vacío por microondas
Palabras clave: inteligencia; secado al vacío por microondas; secado continuo; secado de extractos; diseño estructural
En comparación con los métodos de secado convencionales, el secado por calentamiento por microondas tiene importantes ventajas. Beneficios económicos, el secado por calentamiento por microondas se ha utilizado aún más en la industria farmacéutica en los últimos años. Si observamos el estado actual de los equipos de secado por microondas para productos farmacéuticos, solo existen secadores por microondas, secadores de cinta por microondas, secadores por vacío por microondas, secadores por vacío rotativos por microondas, etc. Aunque todos los equipos de secado por microondas mencionados anteriormente aplican tecnología de microondas, siempre hay imperfecciones. Para resolver los problemas anteriores, Changzhou Kewei Machinery Manufacturing Co., Ltd. desarrolló recientemente el secador continuo al vacío por microondas inteligente WDZ. Este nuevo secador por microondas puede realizar operaciones continuas de secado a baja temperatura en entornos de microondas y vacío. Este artículo comienza con el mecanismo de secado por microondas, explica el principio, la estructura y las características del secador continuo al vacío por microondas inteligente y analiza su aplicación.
1 Mecanismo de secado por microondas
1.1 Propiedades de las microondas
El microondas es una onda electromagnética de muy alta frecuencia, con una frecuencia entre 300 MHz y 300 kMHz. entre 1 m y 1 mm. Las ondas electromagnéticas con longitudes de onda superiores a 1 m son ondas de radio y aquellas con longitudes de onda inferiores a 1 mm son ondas de luz. Cuando las microondas encuentran diferentes tipos de materiales durante la transmisión, producirán fenómenos de reflexión, transmisión y absorción. La fuerza de estos fenómenos depende de las propiedades del propio material.
1.2 Relación entre materiales y campos de microondas
Según la relación entre materiales y campos de microondas se pueden dividir en 4 categorías:
(1) Conductor Este tipo de material (como el metal) puede reflejar las microondas y puede usarse para almacenar o guiar microondas, es decir, el conductor puede usarse como material para cámaras de secado y guías de ondas (2) Aisladores, también llamados "dieléctricos sin pérdidas; ", casi todos los aisladores no reflejan. Tampoco absorben microondas, pero las microondas pueden penetrar en los aisladores, por lo que estos materiales (como cerámica, vidrio, plástico, etc.) pueden usarse como dispositivos de soporte para materiales calentados en campos de microondas; ( 3) Dieléctricos, cuyas características se encuentran entre las dos primeras. Entre ellos, la mayoría de sus materiales pueden denominarse "dieléctricos con pérdidas", que pueden absorber la energía de las microondas en diversos grados y convertirla en calor (4) Ferromagnetos, que también absorben, reflejan; y penetrar Las microondas interactúan con el componente del campo magnético de las microondas y generan calor. Este material se utiliza a menudo como dispositivo protector o estrangulador para evitar la fuga de energía de las microondas.
1.3 Mecanismo de calentamiento por microondas
El secado por microondas se basa en el calentamiento por microondas. El mecanismo de calentamiento del microondas es completamente diferente de los métodos de calentamiento tradicionales (conducción, convección, radiación). Cuando las microondas irradian materiales que contienen agua, dado que las moléculas de agua son moléculas polares, la disposición de las moléculas polares cambia de un estado caótico no polar a una disposición ordenada. Cuando la dirección del campo eléctrico externo cambia repetidamente, las moléculas polares cambian repetidamente y oscilan con frecuencia. Durante el proceso de oscilación, una fricción similar entre las moléculas provoca una gran cantidad de calor y la temperatura del material también aumenta. El calentamiento por microondas utiliza el principio de pérdida dieléctrica para convertir la energía de microondas en energía térmica necesaria para calentar el material [1]. El calor absorbido por el material es proporcional al factor de pérdida del dieléctrico del material. Dado que el factor de pérdida dieléctrica del agua (u otros disolventes) es mucho mayor que el de otras sustancias, las moléculas de agua (u otros disolventes) absorben preferentemente la energía de las microondas. Las moléculas de agua se mueven desde el interior del material hacia la superficie y continúan absorbiendo las microondas. energía, y el agua se convierte en vapor de agua y se drena, completando así rápidamente el propósito del secado.
2 Estructura y características del secador continuo al vacío por microondas inteligente
2.1 Estructura del secador continuo al vacío por microondas inteligente
Secado continuo al vacío por microondas inteligente tipo WDZ La estructura del La máquina se muestra en la Figura 1. Consta de las siguientes partes principales: cilindro secador, sistema de generación de microondas, sistema de control (sistema de visualización dinámica de control PLC), sistema de vacío, sistema de transmisión, sistema de eliminación de humedad, sistema de trituración, sistema de alimentación y descarga, sistema de limpieza, etc.
El proceso de trabajo del secador continuo al vacío por microondas inteligente es: (1) Iniciar la bomba de vacío para evacuar el interior del cilindro secador 3; (2) Iniciar el sistema de transporte 6 y el sistema de trituración 12; (3) Encienda la bomba de alimentación 2 y rocíe los materiales en el barril 1 sobre la cinta transportadora a través del mecanismo de alimentación 4; (4) Inicie el sistema de calentamiento por microondas 5. En este momento, comienza el proceso de secado y la energía de microondas. se convierte rápidamente en energía térmica y los materiales se convierten en vapor, que se bombea y elimina mediante la bomba de vacío (5). Los materiales secados continuamente se enfrían mediante el sistema de enfriamiento 8, luego se trituran y luego se descargan; y recogidos por los sistemas de descarga 10 y 11 especialmente diseñados.
Durante el proceso de operación, la temperatura, la velocidad de transporte y la cantidad de alimentación del material se controlan automáticamente de acuerdo con los requisitos del proceso y el estado de secado real del material, y de acuerdo con el programa programado en el PLC. para que se mantengan las características del material y el funcionamiento del sistema alcance los mejores resultados. El sistema está equipado con una pantalla LCD, que puede mostrar el estado de secado de los materiales en la caja y el estado de funcionamiento de cada mecanismo.
Después de vaporizarse el contenido de humedad del material, parte del vapor se condensará en la pared interior de la caja y se convertirá en condensado. El condensado fluirá por la pared de la caja, se recogerá y se descargará del sistema. .
Después de que el material se seque continuamente, primero apague el sistema de generación de microondas, luego apague el sistema de transporte y finalmente apague el sistema de vacío, encienda el respirador de ventilación y coloque aire limpio en la secadora. para equilibrar la presión negativa en la caja.
El sistema de limpieza 7 instalado en el interior de la secadora permite limpiar fácilmente el interior.
3.2 Estructura del secador continuo al vacío por microondas inteligente
El secador continuo al vacío por microondas inteligente WDZ integra tecnología de microondas, tecnología de movimiento continuo de cinta, tecnología de secado al vacío y tecnología de control automático. En uno, destaca las siguientes características:
(1) Rápida velocidad de secado. Los métodos de calentamiento convencionales utilizan aire caliente, gas, vapor o vapor sobrecalentado para calentar materiales. La esencia es transferir calor a través del gradiente de temperatura dentro del material, por lo que la velocidad de calentamiento es lenta. El calentamiento por microondas utiliza el campo de microondas para interactuar con el material en su conjunto para producir rápidamente un efecto térmico en el material. La velocidad de calentamiento es muy rápida y el proceso de calentamiento generalmente se puede completar en unos pocos segundos.
(2) Secar uniformemente. El material en el campo de microondas sufre el "efecto térmico de volumen" [2], evitando así el gran gradiente de temperatura en el sistema de calentamiento convencional. Es decir, el material calentado por microondas es muy uniforme y no habrá sobrecalentamiento ni "formación de costras". " en la superficie del material. Fenómeno. Al mismo tiempo, el material a secar en esta máquina se mueve continua y uniformemente en línea recta, de modo que el material puede recibir energía de microondas de manera más uniforme, lo que contribuye en gran medida a mejorar la calidad del producto seco.
(3) Secado continuo. La máquina adopta una cinta transportadora de material especial, un mecanismo de trituración, una pistola de alimentación y un descargador que pueden corregir automáticamente las desviaciones, de modo que pueda llevar a cabo operaciones de secado continuo de gran volumen. Para ello, en el diseño estructural se han resuelto adecuadamente cuestiones técnicas como la alimentación, descarga y prevención de fugas de energía de microondas en estado de vacío.
(4) Secado a baja temperatura. Por un lado, en el campo de las microondas, las microondas sólo se acoplan con el disolvente del material y no con la matriz, por lo que la humedad se calienta, se vaporiza y se descarga, mientras que el portador (matriz) de la humedad proporciona principalmente calor. mediante conducción térmica, por lo que la temperatura del material no es alta, lo que es el llamado "calentamiento selectivo" [3], por otro lado, esta máquina seca el material en un ambiente de vacío, reduciendo así en gran medida la temperatura de vaporización de; el disolvente. La temperatura del material de secado no es alta y se puede controlar, por lo que es muy adecuado para secar materiales de bajo punto de fusión y sensibles al calor.
(5) Función de esterilización. Dado que el "efecto biológico" de las microondas puede matar bacterias a temperaturas más bajas, cuando se usan para secar medicamentos y alimentos, pueden lograr la esterilización durante el secado.
(6) Alto rendimiento de material y fácil operación. Durante todo el proceso de secado, el material no se perderá y la tasa de recuperación del material es extremadamente alta, lo cual es aún más importante para el secado de materiales valiosos. Al mismo tiempo, todo el proceso operativo equivale a cargar y descargar materiales automáticamente, lo que hace que la operación sea relativamente simple.
(7) Aplicación integral de la alta tecnología. Esta máquina utiliza una serie de tecnologías electrónicas avanzadas, como telemetría infrarroja y control de la temperatura del material, visualización dinámica de los materiales durante el proceso de secado (cámara y pantalla), control PLC, etc., lo que mejora el contenido técnico de toda la máquina.
(8) Seguro y confiable. El equipo está equipado con un dispositivo estrangulador de microondas y un mecanismo de sellado al vacío con una estructura especial, y su energía de fuga de microondas está estrictamente controlada por debajo del estándar nacional (la inspección de fábrica es inferior a 1 mW/cm2 a una distancia de 5 cm del equipo). .
(9) Fácil de limpiar. Se instalan bolas de limpieza en muchos lugares dentro del equipo, que pueden limpiar el interior de manera fácil y efectiva.
(10) Ahorro energético. Debido a la selectividad del calentamiento por microondas y las principales características mencionadas anteriormente, no solo ahorra la energía de calentamiento necesaria para el secado, sino que también ahorra una gran cantidad de energía eléctrica, lo que reduce en gran medida el consumo total de energía del secado.
4 Aplicación del secador continuo al vacío por microondas inteligente
El secador continuo al vacío por microondas inteligente tipo WDZ no solo tiene las ventajas del secado por microondas, como rápido, uniforme y ahorra energía, sino que también tiene las ventajas del estado de vacío Tiene la ventaja del secado a baja temperatura y también puede alimentar y descargar materiales continuamente bajo la acción de la línea recta uniforme de la cinta transportadora, mejorando así la eficiencia del secado del material. Por lo tanto, puede usarse ampliamente dondequiera que los materiales y productos en la producción industrial requieran las tres condiciones de microondas, vacío y secado continuo.
El secador continuo al vacío por microondas inteligente WDZ se utiliza principalmente para secar materiales en polvo, granulados, en escamas y en tiras en las industrias farmacéutica, química, alimentaria y otras. También es especialmente adecuado para materiales en pasta (como extractos). ) secado.
Entre ellos, debido a las especiales propiedades físicas de los materiales pastosos como la viscosidad y la sensibilidad al calor, siempre ha sido un problema técnico en el campo del secado. Si se utiliza un equipo de secado al vacío, debido a la lenta velocidad de calentamiento por conducción en el estado de vacío, el tiempo de secado será largo y desigual y si se utiliza un secador al vacío por microondas que no puede descargar materiales continuamente, su mayor desventaja es que el material seco; está en un estado estático, la energía de microondas recibida por los materiales en diferentes lugares es muy diferente, lo que afecta seriamente la calidad del secado. Si elige otros tipos de equipos de secado, habrá imperfecciones como un dispositivo de calentamiento más grande y una velocidad de secado lenta. En resumen, el secador continuo al vacío por microondas inteligente ha superado las imperfecciones de muchos de los equipos de secado mencionados anteriormente y también ha logrado resultados muy satisfactorios para materiales de extracción que son extremadamente difíciles de secar.
5 Conclusión
Este artículo parte del mecanismo de secado por microondas y analiza el principio, la estructura y las características del secador continuo al vacío por microondas inteligente WDZ desarrollado recientemente por Changzhou Kewei Machinery Manufacturing Co. Ltd. Se da la explicación y se extraen las siguientes conclusiones:
(1) Mientras utiliza energía de microondas y tecnología de vacío, el equipo también utiliza una estructura dinámica y medios de visualización dinámicos del proceso de secado para permitir que el material moverse en línea recta y continuamente en la secadora El movimiento permite que el material complete todo el proceso de secado en el campo de microondas y en el ambiente de vacío, de modo que las microondas recibidas sean siempre básicamente las mismas y el grado de secado del material sea básicamente el mismo. Lo mismo, haciendo que el material se seque uniformemente y logrando operaciones de secado continuas. Supera en gran medida las deficiencias del secado intermitente, como el bajo rendimiento y la operación inconveniente.
(2) El equipo también adopta tecnología de secado al vacío, que reduce en gran medida la temperatura de vaporización, y la humedad en el material puede convertirse rápidamente en vapor, lo que permite que el material se seque a baja temperatura, lo cual es especialmente Adecuado para puntos de fusión bajos, el secado de materiales sensibles al calor es especialmente adecuado para materiales de extracto pegajosos, gelatinosos y extremadamente difíciles de secar