中药制药分离工程(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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二、风选机械设备

1.原理 物料(药物与杂质混合物)在风(即空气流)的作用下产生一个沿空气流方向的作用力,通过使用变频器来控制风速,当风机产生的气流匀速进入风选箱,物料经输送机、振动送料器在风选箱的一端落下,随风漂移,经分级后在各出料口排出。

在相同的风速与同一高度的气流层下,不同形状、尺寸大小的物料都存在一定的迎风面积,迎风面积越大,作用于物料的风力就大;质量越大,产生的水平加速度越小,水平速度也越小,物料所产生的水平位移就越小。

根据风选分离过程中气流的方向,风选分离可以采用水平气流风选和垂直气流风选两种方式。水平气流风选是根据物料在各种相关因素的作用下所产生的不同位移进行区别。水平气流风选原理见图2-2。

垂直气流风选原理是不同质量或不同体形的物料在气流层风力的作用下,作用于物料上的风力大于物料自身重力的随气流上行被带出,小于物料自身重力的则下行,以分离不同质量与体形的物料。垂直气流风选原理见图2-3。

图2-2 水平气流风选原理图

1.物料;2.空气流;3.药材及杂质运动轨迹

图2-3 垂直气流风选原理图

1.空气流;2.上行物料;3.下行物料

2.风选机 多为变频式风选机,根据与地面的相对位置不同,分为卧式变频风选机和立式变频风选机,每种风选机按照气流流动的方式,又可分为直排式和循环式两种模式。

(1)卧式风选机 风选箱与地面呈平行放置,出料口全部位于进料口水平线下方。

(2)立式风选机 风选箱与地面呈一定角度放置,出料口有两个,下出料口位于进料口水平线下方,上出料口位于进料口水平线上方。

(3)直排式与循环式 风机排出的气流流回到设备吸入口的称为循环式,不流回的为直排式。

变频卧式风选机的结构示意图见图2-4,是水平气流风选原理在实际中的一个应用实例。变频卧式风选机由风选机和物料输送机组成。风选机由振动送料器、风机、风管和风选箱等组成。风机产生的气流经风管匀速进入风选箱,物料经振动送料器均匀地落在风管上,随气流带入风选箱。

图2-4 变频卧式风选机结构示意图

1.电控箱;2.风机;3.振动上料装置;4.出料斗;5.调节档;6.防尘罩

变频立式风选机的工作原理见图2-5,是垂直气流风选原理的一个应用实例。由风选机和物料提升机组成。风选机由振动送料器、电机、风机、立式风管和风选箱等组成。风机产生的气流经立式风管底部自下而上匀速进入风选箱,物料经振动送料器均匀地落在立式风管中部的开口处,比重大的物料在立式风管底部的下出料口排出,比重较小的物料随气流带入风选箱,经分级后在风选箱下侧的上出料口排出。

图2-5 变频立式风选机结构示意图

1.摇臂;2.风选口;3.立式风管;4.振动送料机构;5.输送机出料斗;6.电器控制箱;7.上出料口;8.下出料口;9.风机;10.变速风机;11.三角皮带;12.凸轮机构;13.提送机大料斗

3.操作规程 ①在风选机各个出口放置料箱。②打开电源总开关,按下启动按钮。③启动输送机,上料,调节料斗抽板,使上料适度。④调节变频器按钮改变风量,使物料充分分离,对于相对比重较小的物料,一般不适于最大风量。操作完毕,清理输送机下的回料,待输送机上的物料送尽后,先关闭输送机,待物料全部落入料箱后,再关闭机器总电源和总开关。⑤物料中杂质比药材重时,逐渐提高风速至物料全部排出为止。杂质比药材轻时,逐渐减小风速至杂质全部排出为止。

4.特点 ①自动上料、连续作业、维护方便,在生产中,尤其是对于同等体形而质量差异大的物料,在按其体形大小分级,或除去药材、半成品、饮片中的药屑、泥沙、毛发、棉纱等杂物方面,具有生产能力大、成本低、设备投资和维护费用少等特点。②变频无级调风技术可根据需要调节和控制风机、风速和压力,使达到最佳净选效果,为饮片生产质量管理提供量化依据。③卧式风选机可用于药材原料或半成品按饮片轻重及大小的分级选别,并将部分杂质除去;立式风选机主要用于成品饮片的杂质去除。