热风循环隧道烘箱的三段结构和原理

项恒

【摘 要】热风循环隧道烘箱主要是由预热段、加热灭菌段、冷却段组成的。被加工的瓶子由网带承载直接穿越预热段、加热段和冷却段。热风循环隧道烘箱的三段结构，在网带输送过程中，瓶子经箱内百级层流空气加热并循环，从而达到灭菌烘干效果。瓶子经箱内低温区预热、高温加热灭菌到冷却，完成整个瓶子灭菌工艺。

【关键词】结构；原理；热风循环隧道烘箱

热风循环烘箱一般有加热管，有循环风机的烘箱都可称为热风循环烘箱，因为不管烘箱什么结构，风向水平还是垂直，归根到底都是热风在里面循环，所以都可通称为热风循环烘箱，热风循环隧道烘箱是利用热风循环风机对烘箱加热段内的100级净化风进行对流热换瓶循环，对所需灭菌的安瓿或西林瓶进行热传递，并不断补充新鲜空气，同时排除箱内的潮湿空气或饱和热气，从而达到对安瓿或西林瓶进行干燥灭菌，是常见的液体制剂设备。热风循环隧道烘箱主要是由预热段、加热灭菌段、冷却段组成的。被加工的瓶子由网带承载直接穿越预热段、加热段和冷却段。

1 热风循环烘箱的结构

热风循环烘箱由角钢、不锈钢板以及冷钢板构成。保温层则由高密度硅酸铝棉填充，高密度硅酸铝棉保证了烘箱的保温性，也确保了使用者的安全性。隧道烘箱是连续式烘干设备，可持续不间断地烘烤，提高产品生产效率。双边配有鏈条传动，解决运输过程中跑偏的现象。烘箱分段式加热，独立电箱控制、操作方便。结构主要由输送机系统与烘干炉两大部分组成。多段独立PID温度控制，炉内温度均匀。输送速度变频调速，调节自如，运行平稳，生产效率高。

与真空烘箱区别隧道烘箱一般是通过加热方式进行烘干的，没有真空烘干方式，跟流水线似的，一般可以连续工作。真空烘箱一般是由真空和加热方式进行烘干的，是分配进行的，烘干一批将烘干产品取出，然后再烘干另一批。然后就是性能上：真空烘箱就是在烘烤的同时对容器进行抽真空，最主要的特点是能够加快非油类液体的干燥，比如水、可挥发的溶剂等，不是连续的。

2 热风循环隧道烘箱的特点

热风在烘箱内循环，热效率高，节约能源，利用强制通风作用，烘箱内设有风道，物料干燥均匀，烘箱运转平稳。自动控温，安装维修方便，适用范围广，隧道烘箱加热元件安装在烘箱顶端，提高了热效率，烘箱配有电器控制柜，温度数显控制。可控制在任一恒温状态。出口处采用100级洁净度垂直层流的净化对物料进行冷却使物料处于严格无菌无尘状态。烘箱保温层内采用硅酸铝作为保温材料，保温性能良好。可干燥各种物料，是理想的通用干燥设备。

3 预热段的功能和工作原理

3.1 预热段功能

对瓶子进行预热并排除箱内水份。通过100级层流隔离箱内100级环境与箱外十万级环境，起到保护箱内100级洁净度。

3.2 工作原理

循环风回路由循环风机、静压箱、高效过滤器、回风收集箱、回风管共同组成。循环风机由回风管内抽取空气，经加压后送至静压箱，在静压箱作用下，空气到达静压箱底部即高效过滤器前端面时，空气压力就均匀分布在高效过滤器前端面上。空气穿过高效过滤器时被过滤成100级，并形成层流气幕通过预热区，层流空气穿过瓶子穿过网带到达回风收集区，再穿过回风口经回风管到达循环风机。

预热效应：加热段的加热区比预热区的压力略高，因此加热区内的高温空气将有一小部分流入预热区与循环风混合，形成较高温度的空气流，该空气流穿越瓶子时即对瓶子产生预热。

排湿效应：在回风收集箱另设一排风口连接有排风管直通室外。湿热风气由此排风管直排室外。排风管内设有阀门用于调节排风量。排风管末端装设有亚高效过滤器，以防室外空气倒流产生污染。

保护效应：通过调节由加热区补充进来的空气量和排气口排出的空气量之比值，就可以保证预热区相对于箱外是正压区，略高出5Pa。保证箱外空气不会进入预热区。另外由于穿过预热区的气幕是层流，不会产生涡流将周边空气卷入预热区产生污染。

4 加热灭菌段的功能和工作原理

4.1 加热灭菌段功能

干燥：高温下瓶子表面水份充分汽化，并有穿越预热区的气流带至预热区后排出室外。

灭菌：根据工艺要求，可以设置任意设置瓶热穿透温度和保温时间。最高温度可达350℃、保温时间可长达5分钟。完全能满足灭菌要求。

去热原：根据工艺要求，可以设置任意设置瓶热穿透温度和保温时间。最高温度可达350℃、保温时间可长达5分钟。完全能达到分解热原目的。

4.2 加热灭菌段工作原理

循环风回路由循环风机、静压箱、高效过滤器、回风收集箱、回风管共同组成。循环风机由回风管内抽取空气，经加压后送至静压箱，在静压箱作用下，空气到达静压箱底部即高效过滤器前端面时，空气压力就均匀分布在高效过滤器前端面上。空气穿过高效过滤器时被过滤成100级，并形成层流气幕通过加热区，层流空气穿过瓶子穿过网带到达回风收集区，再穿过回风口经回风管、电加热管区到达循环风机。

加热效应：在回风回路上设有电加热管区。回风经过该电加热管区时被加热升温。在加热段合适位置上装设有温度传感器，温度传感器检测到温度变化信号传至PLC（或温度调节器），经运算后输出调节信至固态继电器触发其导通或关断。固态继电器的导通或关断直接控制电热管工作状态，即改变通过电热管区的空气温度。使加热段热分布温恒定在设定值误差范围内。

干燥效应：通过整机风路系统的调整，可达到冷却区压力>加热区压力>预热区压力。这样就保证箱内有一小股气流由冷却区穿过加热区到达预热区，加热区内产生的湿汽随这股气流经预热区排出室外，避免随瓶子进入冷却区产生回潮现象。

5 冷却段的功能和工作原理

5.1 冷却段功能

采用水冷方式对高温瓶子进行冷却，使其降温至<室温十15℃，并证瓶子不受污染和回潮。

5.2 冷却段工作原理

水冷却方式：冷却风机直接抽取循环风，经表冷器的风变成冷风，冷风通过加压后送至静压箱，在静压箱作用下，冷空气到达静压箱底部即高效过滤器前端面时，空气压力通过均风栅均匀分布在高效过滤器前端面上。空气穿过高效过滤器时被过滤成100级，并形成层流气流通过冷却区，穿越瓶子并对瓶子进行冷却。再通过冷却风机对风进行循环，如此往复，达到内循环效果。

原理：由冷却风机、水冷却器、回风管、静压箱、高效过滤器和新风朴充口组成。冷却风机由回风管内抽取空气，经过表冷器将空气冷却，经加压后送至静压箱，在静压箱作用下，冷空气到达静压箱底部通过匀风栅再经即高效过滤器前端面时，空气压力就均匀分布在高效过滤器前端面上。空气穿过高效过滤器时被过滤成100级，并形成层流气流通过冷却区，层流空气穿过瓶子并对瓶子进行冷却，而后再穿过网带到达回风收集区，再由回风口经回风管、水冷却器到达循环风机。由于冷却区压力大于加热区，所以加热区的热湿汽不会倒流入冷却区，保证冷却区内瓶子不会回潮保持干燥。由于区内层流保护、再加上冷却区压力大于箱外环境压力，所以瓶子不会受到污染。

热风循环隧道烘箱的三段结构，在网带输送过程中，瓶子经箱内百级层流空气加热并循环，从而达到灭菌烘干效果。瓶子经箱内低温区预热、高温加热灭菌到冷却，完成整个瓶子灭菌工艺。

6 其他

（1）隧道烘箱传动主要采用不锈钢链条或不锈钢网带，用于不同产品生产，可根据不同要求任意调节适宜运行速度。

（2）隧道烘箱电热元件采用优质乳白色石英玻璃管或远红外定向辐射器为加热元件，具有辐射系数高、能耗低、升温快、温冲小等特点。

（3）可另配电控柜一台，配有电压表，电流表及数显温控仪，还设有电机调速器等电器配置，确保机器正常运转。endprint