雙錐真空干燥機的工作原理建立在三個基本物理原理的協同作用上:
真空效應
降低沸點: 在真空環境下,系統內的壓力遠低于大氣壓,使得水的沸點顯著降低。例如,在-0.09 MPa的真空度下,水的沸點可以降至約45°C。這意味著物料中的水分(包括自由水和部分結合水)在很低的溫度下就能迅速汽化蒸發。
創造驅動力: 真空系統在干燥容器內部和外部冷凝器之間形成了一個強大的蒸汽壓力梯度,這個梯度是水蒸氣從物料表面被“抽走”并流向冷凝器的核心驅動力。
隔絕氧氣: 真空環境隔絕了空氣(氧氣),特別適用于干燥易氧化、具有化學不穩定性或易燃易爆的物料。
傳導加熱
雙錐干燥機的夾套內通入加熱介質(如熱水、導熱油或蒸汽),熱量通過筒壁以熱傳導的方式直接傳遞給與壁面接觸的物料。
由于筒體不斷緩慢旋轉,物料在重力作用下不斷翻滾、更新與熱壁的接觸面,從而實現均勻、高效的熱量傳遞,避免了局部過熱。
旋轉攪拌
雙錐容器的旋轉(通常轉速為3-10 rpm)使物料在內部產生復雜的運動:提升、滑落、擴散、對流。
這種溫和的機械攪拌作用實現了三個關鍵目的:
不斷更新受熱表面: 確保所有物料顆粒都能周期性地與熱壁接觸,受熱均勻。
打破團聚: 防止濕物料結塊,將內部濕分暴露到表面。
促進傳質: 加速物料內部水分向表面的遷移以及表面水蒸氣的快速逸出。

一套完整的雙錐真空干燥機系統通常由主機(雙錐回轉筒體)、加熱系統、真空系統和冷凝回收系統組成。其工作流程如下:
裝料:
停止筒體旋轉,將筒體調整至合適位置(通常是一個錐體的開口朝上)。
打開快開式盲板(人孔蓋),將濕物料通過專用工具裝入筒體內。裝料量通常為筒體全容積的30%-50%,以確保有足夠的空間讓物料翻滾混合。
密閉與啟動:
關閉并鎖緊人孔蓋,確保整個系統密封。
啟動真空泵,開始對筒體內部抽真空,直至達到設定的工作真空度。
同時,向夾套內通入加熱介質,開始對筒體進行加熱。
干燥過程:
啟動主電機,驅動雙錐筒體開始繞水平軸勻速、緩慢地旋轉。
在真空(低壓)、加熱(傳導) 和翻滾(攪拌) 三者的共同作用下,物料內的水分迅速汽化。
汽化產生的水蒸氣被真空系統迅速抽離物料表面,通過管道進入冷凝器。
在冷凝器中,水蒸氣被冷卻介質(通常是冷水)冷凝成液態水,收集在接收罐中。如果物料中含有有機溶劑,則需要配套相應的溶劑回收系統。
不凝性氣體則由真空泵持續抽出,維持系統的高真空度。
干燥終點判斷與停機:
干燥過程持續進行,可以通過以下方式判斷干燥是否完成:
溫度監測: 物料溫度逐漸上升并接近夾套加熱介質的溫度,且趨于穩定。
真空度監測: 系統真空度達到頂值并保持穩定,不再因水蒸氣產生而波動。
經驗時間控制: 根據物料特性和以往經驗,設定固定的干燥時間。
達到干燥終點后,依次停止加熱、停止旋轉,然后關閉真空泵。
卸料:
向系統內緩慢通入經過過濾的潔凈空氣或氮氣,破除真空。
打開卸料閥(通常位于另一個錐體的底部),由于雙錐的設計,干燥后的粉粒體物料可以憑借自身重力自動、順暢、徹底地排出,進入接收容器。
干燥質量高: 低溫干燥,特別適合熱敏性物料(如藥品、生物制品、食品),能有效保留其活性成分和風味;真空無氧環境,適合易氧化物料;干燥后產品疏松,流動性好。
干燥效率高: 傳導加熱熱效率高,真空條件下水分快速汽化,翻滾使物料受熱均勻,大大縮短了干燥周期。
能耗低: 相比常壓干燥,由于蒸發溫度低,熱能消耗顯著降低。
沒有污染、易清潔: 全密閉系統,杜絕了外界污染,也防止了物料粉塵外泄。內壁光滑無死角,符合GMP要求,便于清潔(CIP)和滅菌(SIP)。
操作簡便: 自動化程度高,整個干燥過程可編程控制(PLC),勞動強度低。
制藥行業: 原料藥(API)、中間體、抗生素、維生素、植物提取物等。
食品工業: 香料、調味品、果蔬粉、營養補充劑、酶制劑等。
化學工業: 精細化學品、催化劑、染料、顏料、樹脂、晶體等。
新材料行業: 電池材料(如正負極材料)、陶瓷粉末、磁性材料等。
雙錐真空干燥機的工作原理是一個集“真空降沸點、傳導供熱、翻滾更新”于一體的高效、溫和的物理干燥過程。它通過創造理想的低壓傳質環境和高效的導熱與混合條件,實現了對高價值、高要求物料的優質、快速和安全的干燥。