對(duì)沸騰干燥機(jī)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)滿足制藥行業(yè)的生產(chǎn) |
| 發(fā)布日期：2012-5-14 13:53:05 |
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在固體制劑的生產(chǎn)工藝中，沸騰干燥機(jī)是經(jīng)常被選用的設(shè)備。沸騰干燥具有傳熱效果良好、生產(chǎn)能力大、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時(shí)間可調(diào)、投資費(fèi)用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)30多年的使用與改進(jìn)，已顯示出其在干燥領(lǐng)域的獨(dú)特地位，目前在制藥、化工、食品等方面越來(lái)越體現(xiàn)出它的重要作用。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用和發(fā)展，沸騰干燥機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能方面都有了明顯的改善，質(zhì)量也在不斷提高，但還存在著一些問(wèn)題，下面結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐提出改進(jìn)建議：
1對(duì)熱能利用不充分的改進(jìn)建議
沸騰干燥機(jī)從形式上來(lái)說(shuō)是一種空氣對(duì)流干燥設(shè)備，與傳導(dǎo)型干燥設(shè)備相比，能耗確實(shí)要大一些，但如果采取一些措施，則可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。建議：(1)加強(qiáng)沸騰干燥機(jī)的密封效果。目前大多數(shù)沸騰干燥機(jī)料斗與設(shè)備本體采用平面法蘭連接，密封效果較差，建議設(shè)計(jì)時(shí)改用凹凸面法蘭連接；(2)干燥器不少都采用鋼管纏繞翅片進(jìn)行換熱，鋼管雖可節(jié)約材料成本，但換熱效果不好，建議改用銅管；(3)增加保溫措施。對(duì)熱交換器的外殼添加保溫層，減少熱能損失。
2對(duì)捕集除塵裝置的改進(jìn)建議
能夠順利進(jìn)行流化工藝操作的基本條件是物料具有良好的流化狀態(tài)，高效率的過(guò)濾除塵器使這種狀態(tài)得以延續(xù)。過(guò)濾除塵器的除塵效率很大程度上決定了沸騰效果。目前使用的除塵方式主要有抖袋除塵和脈沖反吹除塵兩種。
2.1抖袋除塵
通過(guò)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)捕集袋的搖振而達(dá)到除塵效果，其布袋采用防靜電、無(wú)纖維脫落布制作，捕集袋采用整體吊裝的形式。問(wèn)題是布袋過(guò)濾器拆裝不方便，吊筋選材不太合理容易引起變形，導(dǎo)致密封不嚴(yán)，也會(huì)引起跑粉和風(fēng)量的變化，既污染了環(huán)境，又降低了產(chǎn)品收率。建議：過(guò)濾袋采用卡箍連接方式進(jìn)行連接，吊筋選用不易變形的剛性材料，同時(shí)定期檢查更換布袋。
2.2脈沖反吹除塵
隨著國(guó)產(chǎn)電磁閥技術(shù)的進(jìn)一步提高與價(jià)位的進(jìn)一步降低，脈沖反吹除塵逐漸成為捕集裝置的主流。目前采用的濾芯主要有布袋和不銹鋼燒結(jié)網(wǎng)兩種。其中，不銹鋼燒結(jié)網(wǎng)濾芯是唯一對(duì)任何物料收率均能保證達(dá)到99％以上的產(chǎn)品。由于現(xiàn)在清洗技術(shù)的難題已基本解決，不銹鋼燒結(jié)網(wǎng)濾芯在收率和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，藥廠使用也越來(lái)越多。
另外，隨著環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，建議完善除塵系統(tǒng)，增加二次除塵裝置。
3對(duì)完善進(jìn)風(fēng)空氣處理的建議
熱空氣的采風(fēng)口一般設(shè)置在輔機(jī)房，和加熱裝置、消音器安裝在一起，輔機(jī)房與潔凈區(qū)不設(shè)置直通的門窗，輔機(jī)房的空氣潔凈級(jí)別往往比較低，會(huì)影響藥用熱空氣的質(zhì)量，這就要求設(shè)備本身有良好的凈化裝置，否則未凈化的空氣會(huì)污染藥品，難以達(dá)到GMP要求。
目前國(guó)內(nèi)許多設(shè)備對(duì)空氣處理單元的配置為：初效過(guò)濾器—中效過(guò)濾器—蒸汽加熱（或電加熱）—（亞）高效過(guò)濾器�？諝馓幚硐到y(tǒng)雖然配置了初、中、高效過(guò)濾器，但隨著運(yùn)行時(shí)間的不斷增加，高效過(guò)濾器會(huì)出現(xiàn)堵塞或者破損，目前只能從外觀上來(lái)鑒別判斷是否需要更換，缺乏理論依據(jù)。提早更換會(huì)增加成本，推遲更換又會(huì)帶來(lái)空氣質(zhì)量下降的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。建議：在高效過(guò)濾器前后增加壓差顯示裝置，當(dāng)壓差到達(dá)一定的數(shù)值后報(bào)警提示更換。
此外，大多設(shè)備沒(méi)有除濕裝置，空氣除濕問(wèn)題始終存在，特別是在春末和夏季，空氣濕度很大，如果不進(jìn)行除濕會(huì)對(duì)物料的干燥產(chǎn)生很大影響。建議：增加除濕裝置。
許多設(shè)備的引風(fēng)機(jī)與風(fēng)閥不聯(lián)動(dòng)，這可能會(huì)導(dǎo)致在風(fēng)機(jī)停機(jī)和蝶閥關(guān)閉之間引起空氣倒流的現(xiàn)象。建議：風(fēng)機(jī)的啟停與風(fēng)閥的開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)起來(lái)，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)風(fēng)閥同時(shí)打開(kāi)，而當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，風(fēng)閥同步關(guān)閉，以保證不會(huì)發(fā)生空氣倒流。
4對(duì)控制系統(tǒng)的改進(jìn)建議
目前，流化床類設(shè)備的操作參數(shù)一般以操作人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定為主，但其完全可以實(shí)現(xiàn)智能化，對(duì)工藝參數(shù)也可以實(shí)現(xiàn)追溯，這就對(duì)流化床類設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)提出了較高要求。在電氣控制系統(tǒng)中，需要有檢測(cè)溫度、濕度、壓力、壓差、風(fēng)速、操作時(shí)間、粉塵濃度等一系列裝置并得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)變送器輸送和存儲(chǔ)到觸摸屏中，由觸摸屏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存分析，然后制定一個(gè)合適的工藝路線，即可實(shí)現(xiàn)智能化控制。
5對(duì)設(shè)備與生產(chǎn)工藝結(jié)合不夠的改進(jìn)建議
干燥工藝流程與設(shè)備設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致能量損失很大。為徹底解決這些問(wèn)題，必須對(duì)產(chǎn)品的干燥特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以確定****的干燥工藝參數(shù)，如對(duì)被干燥物料的性質(zhì)進(jìn)行研究。物料本身的性質(zhì)是影響干燥的最主要因素，物料的形狀、大小、堆積厚度、水分的結(jié)合方式、化學(xué)特性等都會(huì)影響干燥速率。國(guó)內(nèi)除少數(shù)企業(yè)外，大部分設(shè)備制造企業(yè)缺乏對(duì)制劑工藝技術(shù)的了解和進(jìn)行工藝試驗(yàn)的必要條件，對(duì)各種物料的使用條件了解也不是很充分，故導(dǎo)致研發(fā)不足，很難進(jìn)行新品種開(kāi)發(fā)。
6關(guān)于氣流分布板（篩網(wǎng)）的改進(jìn)建議
沸騰干燥機(jī)中的氣流分布板有兩個(gè)作用，一是支承物料層，二是使氣體分布均勻。分布板開(kāi)孔的大小、形狀、分布態(tài)勢(shì)、開(kāi)孔率等都對(duì)流體的分布起著至關(guān)重要的影響。氣體分布不均勻，會(huì)使床層中出現(xiàn)“環(huán)流”，其趨于極端易使床層中某些部位出現(xiàn)“溝流”，而其余部位則是死床，這時(shí)大部分氣體順著床層中的某些通道以“溝流”的形式短路通過(guò)床層離去，使氣固接觸大為惡化，這是應(yīng)該著力避免的。良好的分布板設(shè)計(jì)，應(yīng)能抑制床層中出現(xiàn)不均勻性，即當(dāng)床層中某些部位由于壓降降低、氣流速度增高時(shí)，分布板所產(chǎn)生的阻力應(yīng)能抑制氣流的增加，從而抑制流化的惡化。
目前大部分沸騰干燥機(jī)使用的氣流分布板形式單一，多采用垂直的打孔板或席形網(wǎng)板，物料在流化過(guò)程中很容易出現(xiàn)流化不均或產(chǎn)生死角等問(wèn)題，不能確保顆粒中藥品的均勻度，同時(shí)單一的開(kāi)孔形式也不能滿足不同藥品的生產(chǎn)工藝要求。另一方面，為了減少藥品的漏料損失，目前普遍采用多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，氣流分布板和沸騰床體多采用大量螺栓固定，拆卸不方便，不易清洗干凈而產(chǎn)生殘留引起交叉污染等問(wèn)題。建議：利用計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)模型、傳熱與傳質(zhì)模型，在氣流分布板設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)孔距、孔徑、開(kāi)孔率等參數(shù)進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)仿真計(jì)算并驗(yàn)證，以滿足不同物料的生產(chǎn)工藝要求。在安裝方式上，連接方式制成可拆卸式，以確保實(shí)現(xiàn)快裝和徹底、完全的清洗。
6.1溫度控制
常用熱風(fēng)加熱控制方式采用簡(jiǎn)單的“開(kāi)”、“關(guān)”模式，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止通汽，但換熱器仍然有余熱使空氣溫度繼續(xù)上升，反之亦然，這樣會(huì)造成溫度波動(dòng)過(guò)大，影響設(shè)備的干燥質(zhì)量。建議：通過(guò)控制蒸汽流量的大小來(lái)保持進(jìn)風(fēng)溫度的高低，開(kāi)始升溫時(shí)蒸汽流量較大，使進(jìn)風(fēng)溫度盡快接近設(shè)定值，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽量使其緩緩接近設(shè)定值，最后保持穩(wěn)定的蒸汽量使進(jìn)風(fēng)溫度保持穩(wěn)定。
6.2進(jìn)風(fēng)量控制
大多的風(fēng)量控制設(shè)備采用變頻調(diào)速控制，但沒(méi)有安裝風(fēng)量測(cè)量元件，生產(chǎn)過(guò)程中只能根據(jù)物料的流化狀態(tài)隨時(shí)通過(guò)人工進(jìn)行風(fēng)量大小的調(diào)節(jié)，因此不能保證風(fēng)量的穩(wěn)定和風(fēng)量的相對(duì)恒定，而物料的變化、過(guò)濾袋阻力的變化等因素都會(huì)對(duì)風(fēng)量的穩(wěn)定造成影響，風(fēng)量的變化又可影響干燥速度。建議：在進(jìn)風(fēng)管安裝風(fēng)量測(cè)量元件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，根據(jù)風(fēng)量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率，從而保持生產(chǎn)過(guò)程中風(fēng)量的基本恒定。
6.3在線濕度檢測(cè)
增加在線濕度檢測(cè)裝置。方便用戶根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)，提高干燥的效率。
6.4沸騰干燥工藝的重復(fù)性和可追溯性
在實(shí)際生產(chǎn)中，操作人員對(duì)每次生產(chǎn)的設(shè)備工藝參數(shù)都要重新進(jìn)行設(shè)定和修改，不能保證同樣的產(chǎn)品采用同樣的設(shè)備工藝參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，也就談不上追溯性。根據(jù)GMP，要求設(shè)備能夠儲(chǔ)存一定量的生產(chǎn)工藝參數(shù)，確保生產(chǎn)的重復(fù)性和可追溯性，各個(gè)用戶根據(jù)品種的多少來(lái)設(shè)定。沸騰干燥設(shè)備一般要求能夠存儲(chǔ)50種生產(chǎn)工藝，而目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備大多做不到這一點(diǎn)。建議對(duì)PLC控制系統(tǒng)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)展，使功能更完善。如具有足夠的內(nèi)存，能夠儲(chǔ)存多種生產(chǎn)工藝，提供現(xiàn)場(chǎng)打印參數(shù)、數(shù)據(jù)保存、進(jìn)行數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)PC連接功能等。
結(jié)語(yǔ)
本文從流化床式沸騰干燥機(jī)的工作原理等入手，結(jié)合工藝操作參總結(jié)了生產(chǎn)過(guò)程中的一些問(wèn)題，并簡(jiǎn)要提出了該類設(shè)備改進(jìn)的建議，希望設(shè)備生產(chǎn)廠家今后能研發(fā)出更多的能滿足制藥生產(chǎn)過(guò)程工藝要求、性能參數(shù)指標(biāo)先進(jìn)、可操作性強(qiáng)、環(huán)保、節(jié)能及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)的制藥干燥設(shè)備。 |
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用真空輔助或完全干燥并不是一個(gè)新概念�？諝鈮毫Φ慕档徒档土怂推渌后w的沸點(diǎn)，從而加快了它們的蒸發(fā)速度。盡管由于我將在下面討論的原因在許多應(yīng)用中不實(shí)際，但在一些專門的應(yīng)用中，真空干燥仍然是可行的替代方案。對(duì)于具有較小表面特征的較小部件或其他使其難以用其他方式干燥的屬性的情況，經(jīng)常應(yīng)用真空干燥。在大多真空干燥機(jī)是利用真空干燥進(jìn)行的設(shè)備。在制藥行業(yè)，真空干燥器被稱為真空烘箱。真空干燥機(jī)由鑄鐵制成，可以承受高真空壓力而不會(huì)發(fā)生任何變形，爐體分為空心盤，增加了熱傳導(dǎo)的表面積。爐門鎖緊氣密，連接真空泵來(lái)降低壓力。真空干燥機(jī)是一種適用于干燥粉末，顆粒，糊狀物和粘性漿狀物料的通用批式干燥機(jī)，特別是當(dāng)產(chǎn)品對(duì)熱微波干燥真空干燥快速干燥技術(shù)應(yīng)用前處理優(yōu)化真空干燥可以成為熱敏性固體產(chǎn)品的有用工具。以下是選擇和使用各種類型的真空干燥器的一些指導(dǎo)原則干燥是各種化學(xué)工業(yè)（CPI）行業(yè)的基本單元操作。食品，醫(yī)藥，化工，塑料，木材，造紙等行業(yè)使用干燥設(shè)備，以消除產(chǎn)品加工過(guò)程中的水分。大多數(shù)干燥機(jī)被分類為直接干燥機(jī)，其中真空干燥這種干燥方法的基本目的是縮短溫度降低時(shí)的干燥時(shí)間，這有助于保持食品的基本質(zhì)量。在真空下干燥對(duì)作物特別是水果和蔬菜特別有益。真空干燥對(duì)于熱敏性材料特別有效，并且在要求溶劑回收的情況下允許封閉系統(tǒng)的好處。通常使用雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)通過(guò)從粉末，濾餅，漿液或其他潮濕物質(zhì)蒸發(fā)來(lái)分離揮發(fā)性液體。這個(gè)過(guò)程真空干燥機(jī)操作規(guī)程是為保障真空干燥機(jī)安全運(yùn)行和保持良好的工作狀態(tài)操作人員需要掌握操作技能的技術(shù)性規(guī)范。真空干燥機(jī)操作規(guī)程的內(nèi)容是根據(jù)干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)運(yùn)行特點(diǎn)，以及安全運(yùn)行等要求。1、操作人員對(duì)真空干燥機(jī)的熟練程度在操作時(shí)也會(huì)對(duì)真空干燥機(jī)造成影響，接受培訓(xùn)后的人員應(yīng)該按照說(shuō)明進(jìn)行正確的操作、保養(yǎng)；2、保證
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