國內中藥企業常用的浸膏干燥設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開始應用生產。與箱式干燥相比，自動真空履帶干燥機的優點是：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；動態操作，不易結垢；連續生產，自動控制。自動真空履帶干燥機也能克服噴霧干燥的缺點，與常用的干燥設備相比，自動真空履帶干燥機具有更好的應用價值，控制系統采用德國西門子S7-200PLC、西門子變頻技術，實現了干燥溫度、真空壓力、干燥速度穩定、干燥物料含水率穩定的目標，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內部，物料被連續地涂布在緩緩移動的干燥機內的多條干燥帶上，形成薄薄的涂層；干燥帶在調速電機驅動下以設定的速度向前運動，每條干燥帶的下面都有3段獨立的加熱板和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；當干燥物料從筒體的一端運動到另一端時，物料已經干燥并經過冷卻，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。 　　物料直接進入真空度容器內，經過干燥，所得顆粒的流動性很好，結構疏松，速溶性好。

　　

　　2 真空自動履帶干燥機主要特點

　　

　　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，內外壁拋光處理，筒體密封良好。履帶是干燥物料的平臺，材質為聚四氟乙烯帶，性質穩定，耐溫范圍在-70-260℃，可安全使用于醫藥、食品工業。履帶按4層設置，每條履帶分別由變頻電機單獨驅動，履帶運動速度則通過變頻調速機組進行調整，速度范圍在0.15-1.5m/min。

　　

　　2.2 真空系統采用羅茨真空泵和水環真空泵組成的機組。

　　

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

　　

　　2.4 自動真空履帶干燥機整個干燥帶分為4個區，3個加熱區和1個冷卻區。機組熱源采用熱水，配備完整熱水循環加熱系統和冷卻水冷卻系統?？紤]天然藥物的熱敏性，常采用低溫真空干燥的方式，干燥過程中產品溫度一般在40-95℃之間。經過冷卻，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目之間設置。

　　

　　2.6 機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采用PLC控制，通過PC機的人機界面來操作設備，同時干燥機附近設置操作面板以便在工作區操作設備?？梢宰詣舆\行，也可以手動操作。

　　

　　3 控制系統的總體設計

　　

　　3.1 系統軟硬件的選型 　　(1)選用SIEME變頻器(2)搖擺布料采用KINCO步進電機及驅動器；(3)觸摸屏采用POFACE 　　產品：(4)上位機采用戴爾工控機；(5)通訊采用一條RS-485通訊線將上位機和PLC連成一個通訊系統；(6)現場觸摸屏為操作員界面，工控機為工程師界面。

　　

　　3.2 PLC的功能及選型 　　PLC在系統中完成下列任務：(1)采集外界各設備的狀態信號及模擬量信號；(2)控制各臺電機起停、頻率調節及調節閥的開度調節；(3)若外界設備出現故障，PLC接通報警裝置，實現故障報警。

　　

　　根據上述功能，該系統選用SIEME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，可根據需要構成不同的系統。本著實用性、可靠性、經濟性等原則，選用CPU226PLC、EM223CN型的數字量輸入/輸出模塊、EM232CN型的模擬量輸出模塊、EM235CN型的模擬量輸入／輸出模塊進口泵 卡斯特紅酒。

　　

　　4 控制系統的應用

　　

　　4.1 4條履帶可以分別控制其運行狀態與運行速度。每條履帶都分別采用變頻控制實現1對1控制，在運行狀態下，可在線調節修改履帶速度。　　4.2 4臺進料泵可以分別控制其運行狀態與進料速度。每臺進料泵都分別采用變頻控制實現1對1控制，在運行狀態下，可在線調節修改流量?！　?.3 布料電機運行速度可調節。布料電機在運行狀態下，可在線調節進料速度，范圍(15、20、24、28、37r/min)。 　　4.4 真空泵采用3級機組，保證筒體真空度運行時不低于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水環真空泵，可以有效地縮短及提高整個機組的效率，將真空預抽時間縮短，在主泵開啟整個機組投入運行后，可自動關閉1臺水環真空泵。 　　4.5 加熱區、冷卻區溫度控制采用調節閥從而保證溫度恒溫運行時不偏于設定±2℃。 　　4.6 信號報警界面可隨時監控與顯示系統運行中的單機運行故障，提示故障原因及解決方案。從而保證系統運行的穩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。

　　

　　系統初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，可節省掃描周期。利用定時器中斷功能實現PID控制的定時采樣及輸出控制。主程序功能z*多，履帶電機、進料泵及布料電機速度的顯示，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字方式直接在程序中設定。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可通過工程計算初步確定，需要進一步調整以達到z*優效果。

　　

　　5結束語

　　

　　通過自動控制技術應用和改進，自動真空履帶干燥機在工業應用中運行可靠,生產能力穩定，干燥后物料含水率≤5%。隨著中藥產業化的發展，自動真空履帶干燥機在干燥方面的優點，將被更多的企業認可，市場應用前景廣闊。