长期以来，国内制药企业使用的干燥设备大多是烘箱、微波干燥及沸腾等传统技术设备。由于中药丸剂生产的特殊性，这些传统设备在干燥过程中，存在能耗高、易污染、药效降低、“夹带返混”严重、含湿量不均匀、团聚结块、操作不易等诸多缺陷，造成制药企业在干燥环节成本高、周期长、无法进行流水线生产等诸多问题，使许多中药产品无法规模化生产。另一方面，随着人民物质生活水平的提高，市场对中药产品的需求逐年加大，巨大的市场需求与有限的生产能力形成了强烈反差，干燥设备的品质问题成为中药生产这一传统行业发展的瓶颈。
    常州市范群干燥设备有限公司针对这一状况。近期研发了LZG系列螺旋振动干燥机，该机主要用于中药行业丸剂类产品的烘干。其利用传统的振动干燥设备的优点，使其注入了新的高新技术。本文就该机所应用的3D螺旋体结构、穿流技术和模糊智能控制等高新技术入手，阐述了这一具有完全自主知识产权的高科技创新产品在中药生产中的先进性和广泛的前景。

    1．LZG系列螺旋振动干燥机的基本原理

    湿的颗粒状物料自顶部加料口进入螺旋床上部，在周向激振力及重力作用下，物料沿螺旋体自上而下作滚跃运动：同时，常温空气过滤器过滤后经空气加热器加热到所需温度，高温气流自螺旋床底部风孔贯入，螺旋层面向上吹，分布在螺旋床板上的物料与自上而下的洁净热空气进行对冲，并使其悬浮并翻滚，在与物料充分均匀传热和传质后，由顶部排湿口排出，从而使湿物料达到干燥、颗粒均匀，外表无破损的优良品质标准，LZG系列螺旋振动干燥机的结构简图如图1所示。

    2．LZG系列螺旋振动干燥机的高新技术简述

    2.13D螺旋体受热能量模型结构设计
    LZG系列螺旋振动干燥机应用独特的3D螺旋体受热能量模型结构设计。这一先进技术的应用使产品在性能上有了一定的突破。
    2.1.1热能量在床体的底部由纯净空气为介质引入，多次穿过悬浮状态的物料层，与物料逆向流动，接触的表面积大大提高，热交换充分。而吸湿并降温后的空气由排湿口导出，由于热能被多次充分利用，从而使能耗大大降低。该设备每干燥1吨乌鸡白凤丸的能耗同其它干燥设备比较，如表1所示。

    从表1可知：螺旋振动干燥机的蒸汽耗量只有烘箱的0.47倍，显而易见，使用螺旋振动干燥机能耗低。
    2.1.2LZG系列螺旋振动干燥机对物料的表面及形状基本没有损伤，不仅保证了丸剂的圆度，而且大大降低了物料的破损率，烘干品质好。物料在周向激振力和重力的作用下，沿螺旋床自上而下产生滚跃运动，而热风产生向上的冲力作用于物料，使之成为悬浮状态，物料与硬介面(设备)冲击减少，颗粒均匀，圆度与完整性得以保证，物料无破碎变形。对中药材来说，物料在干燥室内滞留时间的长短将会影响物料品质。LZG系列螺旋振动干燥机停留时间为15-20min/批，物料的终水分可稳定在5％以下。表2是几种干燥设备对同一物料破碎率及变形程度、物料在干燥室内滞留时间及产品终水分质量的比较。

    由表2可知：选用螺旋振动干燥机与微波干燥机较为理想，但由于微波干燥存在安全性差、设备维修费用高、投资大等缺点，所以，在此项上LZG系列螺旋振动干燥机是其它设备无法比拟的。
    2.1.3该设备适合于流水线生产，易达到GMP规范要求，可替代传统的箱式干燥，降低劳动强度的同时节约了人力成本。
    该设备可连续进、出料，适合流水线生产，且无人工损伤。表3是LZG系列螺旋振动干燥机与其它干燥设备在实际操作中劳动条件比较。

    2.1.43D螺旋技术的应用使设备投资大大降低，维修费用低廉，且本产品结构十分紧凑，占地面积减小。表4为每天干燥10t乌鸡白凤丸所需设备的生产条件比较。

    2.2 模糊智能控制
    温度的高低对物料的品质会有直接影响，LZG系列螺旋振动干燥机可在床体不同层、面、点检测温度来保证产品品质。由于温度具有多参数非线性、大滞后、多因素干扰等特点，传统的PID控制方法很难进行有效的控制，有时还会引起系统失控现象。在此情况下生产中药，是不能满足GMP规范要求的。为此，本项目采用了具有国际先进水平的模糊控制技术，通过智能模糊控制后，无需建立数字控制模型，就能精确地自动检测、跟踪、控制，能有效地克服传统PID控制方式中无法解决的难点，从而保证了物料的烘干品质。
    2.3穿流技术
    常温空气经过初、中、高三级空气过滤器过滤由高压头(表压1000-3000Pa)的风机吸收，经过空气加热器被加热到所需温度，然后穿过物料层内部，将物料层中的水分加热蒸发并移走，其中一部分湿空气由风机排到外界，另一部分空气继续循环，经过LZG系列螺旋振动干燥机内的高效过滤器过滤后，继续加热、循环，达到干燥的目的。

    3．LZG系列螺旋振动干燥机的特点

    常州市范群干燥设备有限公司的LZG系列螺旋振动干燥机的特点如下：
    3.1体积传给系数高，其传热面积大于平流式烘箱及直线振动流化床
    对于厢式干燥来说，其传热过程在干燥初期主要由热空气与物料表面的对流传热过程所控制。平流式烘箱的气体流向与烘盘相平行，干燥气体与物料的接触面积只是烘盘内物料层的表面。LZG系列螺旋振动干燥机的干燥气体流向与物料立体干燥，且穿透物料层，因此与物料的接触面积很大(其接触面积与干燥气体的体积比相当大)，尤其当干燥小颗粒的松散状物料时，这种优点更为突出。
    LZG系列GMP螺旋振动干燥机其体积传热系数可达3490-3970w/m3K，普通厢式干燥机的体积传热系数仅为232-349W/m3K，前者是后者的15-20倍。
    3.2流状热气流可提高热传导系数
    LZG系列螺旋振动干燥机内热气流穿过物料层时呈流状，流速一般为0.5-4.5m/s，大大减薄了物料层内气流在颗粒表面的滞留层；由于静止空气导热系数很低(约3/3×10-2/m2K)，故减薄滞留层，使热空气的热传导转变为对流传热，从而可提高传热系数，强化传热效率，大幅度缩短干燥时间。而平流式烘箱由于气流只在物料层表面晾过，对物料层内部的气流运动影响不大，所以空气滞留层比较厚，传热效果差。
    3.3采用热空气穿过物料层的加热方式
    这种加热方式可有效提高物料非结合水的迁移速度，从而使蒸发变强、传热程度增加，并使热空气的速度提高，这样就提高了热载体的利用率，降低了能耗。
    3.4LZG系列螺旋振动干燥机对于要求高速干燥的物料尤为适宜
    目前，提高传热效果、热效率以及干燥效率己成为干燥工艺的主要改造方向。而LZG系列螺旋振动干燥机正是此方向的产物。其主要特点是：能耗低、干燥效率及热效率较厢式干燥高、生产能力大、产品粉尘含量小、热效率均匀，且温度易控制因此很适宜于热敏性物料的干燥；由于采用了连续进出料，有利于更换不同的干燥物料，清洗方便；操作弹性大且稳定；由于LZG系列螺旋振动干燥机内部为不锈钢板氩弧满焊，杜绝了干燥物料被污染的隐患；LZG系列螺旋振动干燥机内部的过滤器过滤了在干燥过程中被带出的细小物料粉尘，避免在循环再加热过程中发生变质，影响物料品质。

    4．LZG系列螺旋振动干燥机的应用前景

    常州市范群干燥设备有限公司开发的LZG系列螺旋振动干燥机是吸收了国内外同类产品的高新技术，应用了3D螺旋化技术、穿流技术及模糊控制技术，依托高校科研院所雄厚的技术开发力量，共同协作研发的高科技干燥设备。该产品技术属国内首创，也是具有完全自主知识产权的高科技创新产品。
    LZG系列螺旋振动干燥机具有高品质、高性能、低能耗、操作方便、符合GMP规范等优点。该产品的开发，给国内制药业带来了希望。国内各类中药生产企业不少于2500家，其中生产丸剂类产品的制药企业不少于1500家。在未来3年中，为满足和适应市场需求，这些企业将陆续进行GMP改造。据估计，至少将有1000家左右的制药企业在改造中拟采用这种LZG螺旋型振动流化床，乐观估计未来几年中市场需求不少于3000台套。目前这一产品正处于成长期，市场前景极为广阔。

    5．小结

    除上所述，LZG系列螺旋振动干燥机还具有设备投资小、占地面积小、能耗低、干燥效率高、生产能力大、设备维修费用低、物料不破碎变形、清洁安全、易运用自动化流水线生产等先进特点，且能符合GMP要求，完全满足中药现代化规模化生产的技术要求，在中药生产过程中有着广阔的应用前景。

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