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對沸騰干燥機(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)。在國內(nèi)經(jīng)過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、食品等方面越來越體現(xiàn)出它的重要作用。
經(jīng)過長期的應(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，但還存在著一些問題，下面結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐提出改進(jìn)建議：
1對熱能利用不充分的改進(jìn)建議
沸騰干燥機(jī)從形式上來說是一種空氣對流干燥設(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。對熱交換器的外殼添加保溫層，減少熱能損失。
2對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)，高效率的過濾除塵器使這種狀態(tài)得以延續(xù)。過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
通過氣缸的往復(fù)運(yùn)動實(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、無纖維脫落布制作，捕集袋采用整體吊裝的形式。問題是布袋過濾器拆裝不方便，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)勢逐步顯現(xiàn)，藥廠使用也越來越多。
另外，隨著環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，建議完善除塵系統(tǒng)，增加二次除塵裝置。
3對完善進(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)房的空氣潔凈級別往往比較低，會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污染藥品，難以達(dá)到GMP要求。
目前國內(nèi)許多設(shè)備對空氣處理單元的配置為：初效過濾器—中效過濾器—蒸汽加熱（或電加熱）—（亞）高效過濾器。空氣處理系統(tǒng)雖然配置了初、中、高效過濾器，但隨著運(yùn)行時(shí)間的不斷增加，高效過濾器會出現(xiàn)堵塞或者破損，目前只能從外觀上來鑒別判斷是否需要更換，缺乏理論依據(jù)。提早更換會增加成本，推遲更換又會帶來空氣質(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)備沒有除濕裝置，空氣除濕問題始終存在，特別是在春末和夏季，空氣濕度很大，如果不進(jìn)行除濕會對物料的干燥產(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，這可能會導(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)閥的開關(guān)聯(lián)動起來，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動時(shí)風(fēng)閥同時(shí)打開，而當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，風(fēng)閥同步關(guān)閉，以保證不會發(fā)生空氣倒流。
4對控制系統(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，對工藝參數(shù)也可以實(shí)現(xiàn)追溯，這就對流化床類設(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)，然后通過變送器輸送和存儲到觸摸屏中，由觸摸屏對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存分析，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，會導(dǎo)致能量損失很大。為徹底解決這些問題，必須對產(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)特性等都會影響干燥速率。國內(nèi)除少數(shù)企業(yè)外，大部分設(shè)備制造企業(yè)缺乏對制劑工藝技術(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。分布板開孔的大小、形狀、分布態(tài)勢、開孔率等都對流體的分布起著至關(guān)重要的影響。氣體分布不均勻，會使床層中出現(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，物料在流化過程中很容易出現(xiàn)流化不均或產(chǎn)生死角等問題，不能確保顆粒中藥品的均勻度，同時(shí)單一的開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題。建議：利用計(jì)算機(jī)流體動力學(xué)模型、傳熱與傳質(zhì)模型，在氣流分布板設(shè)計(jì)時(shí)對孔距、孔徑、開孔率等參數(shù)進(jìn)行空氣動力學(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單的“開”、“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，這樣會造成溫度波動過大，影響設(shè)備的干燥質(zhì)量。建議：通過控制蒸汽流量的大小來保持進(jìn)風(fēng)溫度的高低，開始升溫時(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，但沒有安裝風(fēng)量測量元件，生產(chǎn)過程中只能根據(jù)物料的流化狀態(tài)隨時(shí)通過人工進(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)量的相對恒定，而物料的變化、過濾袋阻力的變化等因素都會對風(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)量測量元件，實(shí)現(xiàn)自動控制，根據(jù)風(fēng)量大小自動調(diào)節(jié)頻率，從而保持生產(chǎn)過程中風(fēng)量的基本恒定。
6.3在線濕度檢測
增加在線濕度檢測裝置。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)品種的多少來設(shè)定。沸騰干燥設(shè)備一般要求能夠存儲50種生產(chǎn)工藝，而目前國產(chǎn)設(shè)備大多做不到這一點(diǎn)。建議對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，能夠儲存多種生產(chǎn)工藝，提供現(xiàn)場打印參數(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
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)過程中的一些問題，并簡要提出了該類設(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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為了在低溫條件下實(shí)現(xiàn)快速干燥，包括干燥深孔，以不破壞產(chǎn)品的方式，必須使用專門的干燥技術(shù)-真空干燥。完整的產(chǎn)品將進(jìn)入小室。達(dá)到飽和蒸汽壓力的壓力持續(xù)很長時(shí)間。水從這一點(diǎn)通過真空裝置排出。大多數(shù)時(shí)候蒸發(fā)產(chǎn)物的比熱低于基材。這種材料可以確保溫度下降，甚至不會。壓力（真空）將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的任何部分，因此水分將蒸真空干燥對于干燥暴露于高溫下會損壞或改變的材料是理想的。真空除去水分，同時(shí)防止某些材料與空氣結(jié)合時(shí)可能發(fā)生的氧化或爆炸。在某些情況下，必須回收溶劑或?qū)⒉牧细稍锏椒浅５偷乃�，這適合我們使用真空干燥。在較低溫度下干燥減少了能源消耗。它可以回收昂貴的溶劑，并且消除了額外的空氣污染控制的花費(fèi)，并且將大氣污在蒸汽關(guān)閉隔熱的房間，暖氣通過加熱系統(tǒng)（電，熱水或蒸汽）產(chǎn)生，并由風(fēng)扇運(yùn)送。該地區(qū)的氣候準(zhǔn)確：空氣加熱，噴水，提高濕度，或通過風(fēng)門向外排放廢氣。其結(jié)果是在窯中的確切的氣候控制干燥過程，以達(dá)到^終含水量以及^好的木材質(zhì)量。在傳統(tǒng)的干燥過程中，您可以選擇不同的加載方式，從正面，長邊或頂部。真空干燥機(jī)的應(yīng)真空干燥機(jī)有一個(gè)內(nèi)部的真空干燥實(shí)驗(yàn)室，我們研究真空干燥的可行性和適宜性，作為實(shí)現(xiàn)各種疫苗穩(wěn)定性提高的干粉產(chǎn)品形式的替代方法。使用先進(jìn)的配方設(shè)計(jì)，^近的成就包括真空干燥乙型肝炎疫苗和多價(jià)腦膜炎球菌多糖結(jié)合疫苗的臨床前開發(fā)。我們正在測試真空干燥口服疫苗治療細(xì)菌性腹瀉疾病的可行性。雖然真空干燥提供了許多相真空干燥機(jī)在氣密室中干燥物料，保持氣壓低于常壓。通過這些條件，水的沸點(diǎn)降低，這增加了表面的蒸發(fā)速率，并導(dǎo)致溫度和總壓力梯度有利于濕度通過物料厚度的流動。在無氧或氧氣還原的環(huán)境中進(jìn)行物料干燥也具有其他優(yōu)點(diǎn)。特別是，物料的變色部分或完全被阻擋。各種連續(xù)真空干燥機(jī)的主要區(qū)別在于物料被加熱的方式。真空干燥比
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