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沸騰干燥機(jī)的應(yīng)用改進(jìn)建議

2對(duì)沸騰干燥機(jī)的改進(jìn)建議
  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:
  2.1對(duì)熱能利用不充分的改進(jìn)建議
  沸騰干燥機(jī)從形式上來說是一種空氣對(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)設(shè)備的密封效果。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;進(jìn)口泵 卡斯特紅酒(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。
  2.2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。
  2.2.1抖袋除塵
  通過氣缸的往復(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(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。
  2.2.2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(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。
  2.3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(shì)、開孔率等都對(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(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。
  2.4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。
  目前國內(nèi)許多設(shè)備對(duì)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(huì)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(huì)增加成本,推遲更換又會(huì)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(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)閥的開關(guān)聯(lián)動(dòng)起來,當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)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(huì)發(fā)生空氣倒流。
  2.5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,以確定最佳的干燥工藝參數(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)行新品種開發(fā)。
  2.6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。
  2.6.1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(huì)造成溫度波動(dòng)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(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。
  2.6.2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(cè)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(duì)恒定,而物料的變化、過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)過程中風(fēng)量的基本恒定。
  2.6.3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。
  2.6.4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。
  3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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