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转轮除湿机的选型解析


转轮除湿机的选型解析
时间:2010-4-22 15:23 来源:互联网 发布评论进入论坛

一、概述 目前软胶囊烘干技术有以下几种:①转笼式烘干、②履带式烘干③静态的托盘烘干。由 于静态托盘烘干技术有着保证软胶囊表面光泽度好、 无破损率等优点, 经过四五年的实践经 验比较采用静态托盘烘干技术是一种趋势。因为物料的烘干只与空气的温度、湿度、风速、 自

身的挥发率这四要素相关。由于软胶囊的自身因素,烘干温度不能过高,所以为了提高生 产效率,就只好在降低空气湿度、增大干燥室内之换气次数方面想办法。 为保证软胶囊干燥室内的温度、湿度、洁净度、大的换气次数,且符合 GMP 标准,就必 须创造一种人工环境来满足以上四个参数的要求。 目前国内的净化空调厂家, 在保证干燥室 内温度、洁净度、大的送风量方面没有任何难题,难就难在低湿控制这方面。把湿度控制在 50~70%,在夏季只靠空调就可解决,而软胶囊的最佳烘干湿度是 20~30%,一般空调及压 缩式制冷除湿机(属于物理机械除湿法)根本无法达到此湿度求,达到此要求就必须借助化 学除湿法。 目前普遍采用的化学除湿法就是氯化锂/硅胶/分子筛转轮除湿机。 由于氯化锂具 有很强的腐蚀性、易溶于水性、使用寿命短等缺点,在国外已被淘汰;而国内现于多种方面 原因,有些单位还在采用。硅胶(Silica Gel)的繁体中文为矽膠二字,矽字为化学元素硅的 旧名,而不是有的销售厂家在宣称的其特有的、独一无二的矽胶。硅胶除湿转轮在国内的发 展也趋于缓慢,至今还不成熟,极易脱落,吸湿剂只是涂在纤维纸的表面,其吸湿效率不到 国际成熟产品的 20%。进口的硅胶转轮成熟产品在保证进风参数为 27-30℃前提下,其单位 除湿量为 6g/kg 干空气左右, 而国产的只有 2g/kg 干空气以下的单位除湿量。 分子筛除湿转 轮适用于对空气湿度通常要求 1%-10%的极低的场合, 如手机锂电池制造、 特种塑料行业等。 由于分子筛除湿转轮的再生温度一般在 160℃以上,耗能大,价格高,所以在一般制药企业 不宜采用。 二、软胶囊烘干房的设计实例 面积 60m, 高度 2.6m; 容纳软胶囊 350kg 左右; 干燥时间 35-40 小时; 洁净度 10 万级; 房间温度要求 18-25℃,湿度要求 20%-30%;用户所在地夏季室外计算干球温度 35℃,湿球 温度 28℃;送风方式采用上送下回;工作人员最多 4 名;无其它湿源。 三、除湿机的选型 ⑴ 确定干燥室送风量:按照《空气调节设计手册》之空气净化和洁净室的相关章节, 洁净度 10 万级时,房间换气次数按不小于 15 次/小时进行设计,本实例按照换气次数 20 次/小时进行设计。 送风量 L=20V=20×60×2.6m3/h=3120m3/h。 也有用户为了提高干燥效率, 把换气次数提高至 30 次/小时的。 ⑵ 计算干燥室的散湿量:查取《空气调节设计手册》得知,在室温 22℃时,轻劳动强 度,成人的散湿量为 150g/h,室内最多有 4 人工作,即房间内人体散湿量最大为 600g/h。 因为由于软胶囊的品种不同,其自身挥发率也有所不同,其散湿量实为变值,故本实例以在

夏季不放胶时为前提而设计的。 软胶囊生产厂家应该由做实验得出自家产品在哪一种温湿度 条件下干燥效果比较快且效果好,以最终确定送风之单位除湿量。 ⑶ 确定送风的温湿度:因为房间无热源、也无除 4 名工作人员之外的其他湿源,取室 内要求的中间值作为最终设计目标,即按温度 22℃,湿度 25%设计。考虑到送风机 5℃的温 升,查取相关手册,取送风温度为 17℃比较恰当。扣除人体每小时散湿量,送风的含湿量 应不大于 3.8g/kg 干空气。 ⑷ 确定新风量:根据《空气调节设计手册》,确定洁净室的新风量应取以下三个条件 的最大值:①保证房间正压;②保证工作人员平均每人每小时的平均吸氧量不小于 45 个立 方米;③取总送风量的 10%。在夏季,软胶囊干燥时,应尽量减少新风量,因为新风中含有 太多的水分。为避免室外湿负荷向室内的渗透,应该保证干燥室内正压。当补充新风量是房 间的换气次数的 1~2 倍时,室内相对室外即可保持 5~10Pa 的正压差。针对本实例,我们取 补充新风量为 300 m3/h。 ⑸ 除湿机的选型:用一般空调压缩机的冷冻除湿法只能把空气露点温度降至 10℃,而 此软胶囊干燥室内的露点温度要求达到 1℃以下,故用一般冷冻除湿法根本无法达到生产工 艺要求。 而采用空调制冷加转轮除湿机之组合机的方法可以轻易使空气露点温度降至-40℃。 ⑹ 空调用制冷方式的选型: 水冷型制冷机适用于 1000 平方米以上的大房间或者说大系 统,性价比较高;而针对 200 平方米以下的小房间来讲,风冷型管道机有着较多优势,如操 作简单、维护方便、无需水源等等优势。此实例之干燥室选用风冷型管道机比较合适。 ⑺ 转轮除湿机再生方式的选型:目前转轮除湿机的再生方式有两种即电加热和蒸汽加 热。蒸汽加热的表压力须不小于 4kgf/cm2。选用蒸汽加热再生方式时,最好选配耐高温电 磁阀,这样不但可以实现自控来节约能源,而且可延长除湿转轮的使用寿命。当除湿干燥轮 的实际处理风量小于 2000 m3/h 时,选用电加热的再生方式比较省力简单。 ⑻ 除湿转轮前制冷机的选型: 新风 300m3/h 与回风 2820m3/h 混合后的空气温度为 23℃, 空气含湿量为 5.8g/kg 干空气。 当确保空气含湿量不变的前提下, 进除湿转轮的空气温度越 低,除湿转轮的除湿效果越好。我们把此混合后的空气降至 10℃后再送入除湿转轮就是基 于这个原理。按有关热工公式计算,前制冷机需要制冷量 13.52KW,从而选择制冷机。 ⑼ 除湿干燥轮的选型:查取美国 U.S.ROTORS.公司除湿机的技术手册,当进风空气温 度为 10℃,空气含湿量为 5.8g/kg 干空气时,经过规格 φ 770×200 的硅胶转轮处理后,出 风的空气含湿量为 1.2g/kg 干空气, 其远远低于送风之含湿量 3.8g/kg 干空气的要求, 此规 格除湿转轮偏大。为节约能源和初投资,我们适当选小一号的如 φ 550×200 的除湿转轮进 行校核计算。 550×200 的额定处理风量为 1500m3/h, φ 所以另 1620 m3/h 的空气需要旁通。 它们混合后的空气含湿量为 3.5g/kg 干空气, 接近送风含湿量 3.8g/kg 干空气的要求, 故选 用此型号除湿转轮。 ⑽ 除湿转轮后制冷机的选型:除湿转轮后的空气温度为 23℃,含湿量为 3.5g/kg 干空 气,送风温度为 17℃,按有关热工公式计算工,需要制冷量 7.28KW,从而选择制冷机。 ⑾ 过滤器的选型:根据工程实际情况,选用初效和中效过滤器。

⑿ 风机的选型:计算各个过滤器、前后制冷机蒸发器、除湿转轮、 送回风管道、高效送风口等的阻力总和不小于 1200Pa,查看 4-72-3.6A 送风机性能曲 线图,当送风量为 3120m3/h 时,其全压为 1500Pa,系统总余压 300Pa 偏小。为确保其送风 量、增大风压、提高软胶囊的干燥效率,再串联一台低噪音全压 500Pa 的空调风机。 ⒀ 控制的选型:经过对传统继电接触式控制、单片机控制、PLC 控制的多年实际经验 的比较,认定转轮除湿机采用 PLC 控制最好。它有以下几大优点:①可靠性高、抗干扰能力 强;②可实现电控、电仪、电结的三电一体化;③编程简单、使用方便、控制程序可变、具 有很好的柔性一;④体积小、重量轻、功耗低。为实现远程监控,也可加选触摸屏或者 PC 微机控制。 四、结语 经过以上十三步的计算、 考虑, 一台量体裁衣式的软胶囊烘干用除湿空调净化一体机组 选型完毕。一体机组的外壳应采用保温板,目前各个生产厂家普遍采用 50mm 原的夹芯板, 保温层有聚乙烯发泡和聚安酯发泡两种。 其中聚安酯发泡的可以耐高温, 不过其价格是聚乙 烯发泡的两倍。


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