1.一种喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,包括压力雾化系统、喷动床速冻系统、真空冷冻干燥系统和cip系统,其特征在于:还包括喷动参数测量系统及喷动稳定性调节系统;喷动床速冻系统包括干燥室、旋风分离器、布袋除尘器、冷凝器、变频风机,干燥室顶部设置有载体颗粒入口,干燥室下半部分为喷动床锥体,喷动床锥体底部设置有喷动气体入口,其中干燥室顶部出风口通过冷风循环管路与旋风分离器、布袋除尘器连接,布袋除尘器经冷凝器、变频风机与喷动气体入口连接;
所述喷动参数测量系统包括入口压力传感器、床层压力传感器、入口温度传感器、入口流量计、物料温度传感器及出口温度传感器,入口压力传感器、入口温度传感器、入口流量计设置于喷动气体入口处,入口流量计测量喷动气体流量,可通过喷嘴的直径换算出入口气流速度,入口压力传感器及床层压力传感器、测量喷动床的床层压力降,入口温度传感器测量入口气体温度;喷动床锥体内设置物料温度传感器测量物料温度,干燥室上方冷风循环管路设置有出口温度传感器测量出口气体温度;
所述的喷动稳定性调节系统包括数据采集器、plc、变频器、变频风机,数据采集器采集喷动参数测量系统信号,并通过plc对所述床层压力降时域信号和入口风速动态变化进行监控,当所述喷动床压力降和入口风速的喷动参数超过阈值,plc控制变频器对变频风机进行调速,以保持稳定喷动。
2.根据权利要求1所述的喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,其特征在于:所述的喷动床锥体外部设置有电加热器,所述冷凝器内设置有冷凝温度传感器。
3.根据权利要求1所述的喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,其特征在于:所述喷动气体入口设置有喷嘴;所述喷嘴上覆盖有滤网,喷嘴螺纹安装于喷动气体入口。
4.根据权利要求1所述的喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,其特征在于:所述压力雾化系统包括变频物料泵、压力罐、压力式雾化器;压力罐上方设置有压力气体调节阀、截止阀和安全阀,变频物料泵通过第一气动蝶阀与压力罐相连,通过压力罐上方和下方设置的液位开关控制压力罐内物料量;压力罐下方设置有物料出口,物料出口通过物料输送管路经第二气动蝶阀连接到压力式雾化器。
5.根据权利要求1所述的喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,其特征在于:所述真空冷冻干燥系统包括真空泵和冷阱,干燥室通过冷阱与真空泵相连,干燥室上方设置有真空计,控制干燥室内压力。
6.根据权利要求1所述的喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置,其特征在于:所述cip系统包括第三气动蝶阀及安装于干燥室内的洗球,cip清洗液通过气动角座阀和第四气动蝶阀回cip系统,排污管路下方设置有第五气动蝶阀。
7.一种利用如权利要求1-6所述喷动稳定性自调节的喷雾冷冻喷动床干燥装置的干燥方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)预冷:冷凝器被预冷至-60℃后开启变频风机,当干燥室内温度降至-30℃以下后,通过载体颗粒入口加入载体颗粒,当载体颗粒温度降至-30℃后,预冷结束,进入下一道工序;
(2)冷涂覆:开启变频物料泵和第一气动蝶阀将物料加入压力罐中,通过调压阀设定压力罐内压力为5bar;调整变频风机使喷动床在预定风速下喷动,压力式雾化器喷嘴距离固定床面10cm,,打开第二气动蝶阀使物料雾化并在喷动冷载体表面涂覆冻结;涂覆结束后关闭第二气动蝶阀停止雾化;
(3)喷动参数监测:通过流量计测量冷涂覆前60s内喷动气体流量换算得到喷动入口风速,采集该过程的床层压力降,通过物料温度传感器测量涂覆过程中喷动床内的物料温度,入口温度传感器测量喷动入口气体温度,采样并输出到plc;
(4)喷动稳定性自动调节:
冷涂覆过程会使床层压力降和喷动入口气速下降,根据冷涂覆前床层压力降与喷动入口气流速度确定稳定喷动范围,通过plc对冷涂覆时入口流量计、入口温度传感器、入口压力传感器的信号进行监控,在超出稳定喷动范围前plc控制变频器进行对变频风机转速进行调整,使压力降保持下降趋势,并与初始压力降差值保持在200pa范围内,喷动入口气流速度下降不超过0.1m/s,直至冷涂覆结束;
(5)冷冻干燥:维持冷阱温度降至-60℃以下,冷涂覆结束后,继续冷却一段时间使物料充分冻结后关闭变频风机,关闭喷动气体入口和出口处的气动角座阀,开启气动角座阀和真空泵,进行真空冷冻干燥,到二次干燥阶段时开启电加热器直至物料干基湿含量达到预定值;
(6)干燥结束:
真空冷冻干燥过程结束后,缓慢打开截止阀进行泄压,取出物料,开启第三气动蝶阀和气动角座阀,进入cip清洗。