制药行业烘箱的选用
制药行业烘箱的选用原则
我国原料药和药用中间体(以下统称原料药)以其低廉的价格在国际市场占有重要地位,我国加入WTO既给制药行业带来了机遇,同时也给制药行业带来了新的挑战。出于各种不同的目的,近两年来各原料药进口国对我国制药企业的生产过程和社会责任提出了更高的要求,因此各种认证迅速在制药行业展开,同时我国的《药品生产质量管理规范》(GMP)认证工作也在加快进程。这些认证的重点对原料药来说都集中在精、干、包岗位,烘箱器的合理选择显得尤为重要。烘箱装置必须符合GMP要求,保证药品生产过程的合理、产品均一、无积料、可以满足在线清洗(CleaninginPlace,CIP)要求等,用于无菌原料药上的烘箱装置还要满足在线灭菌(SterilizinginPlace,SIP)的要求。目前,我国原料药烘箱器类型比较多,大致有真空烘箱箱、真空回转烘箱器、三合一、气流烘箱器、喷雾烘箱器、沸腾床、流化床、冷冻烘箱机等几大类。下面分别就其各自特点和适用条件进行简要论述。
1、
真空烘箱
真空烘箱为较古老的烘箱装置,箱内被加热板分成若干层。加热板中通入热水或低压蒸汽作为加热介质,将铺有待烘箱药品的料盘放在加热板上,关闭箱门,箱内用真空泵抽成真空。加热板在加热介质的循环流动中将药品加热到指定温度,水分即开始蒸发并随抽真空逐渐抽走。此设备易于控制,可冷凝回收被蒸发的溶媒,烘箱过程中药品不易被污染,可以用在药品烘箱、包材灭菌及热处理上。在上世纪80年代原料药行业多用此设备为主要烘箱器,但由于不易对料盘进行在线清洗和在线灭菌,烘箱速度慢,工人劳动强度大,而且为实现药品均一性,烘箱后还要经混粉装置混合,现原料药大生产上已很少应用,多用于中、小试生产或包材热处理寿力空压机配件。
2、真空回转烘箱器
真空回转烘箱器源自双锥混合器,多为圆柱形器身、两头锥形,也俗称双锥烘箱器。锥体中部有两中空悬轴,用以设备旋转支撑和真空、热水的通道。药品在烘箱器中边烘箱边转动,对整批药物的均一性有良好保证。热介质由一端中空管进入夹套,器内热气随另一端中空管中的排气管排出,并经冷凝回收挥发的溶媒。此设备在上世纪80年代由上海医药工业研究院开发[1],在我青霉素生产上试用成功,并很快在全国抗生素行业得到推广,目前国内制造厂家很多。后来又出现了单轴回转烘箱器多维旋转烘箱器、倾斜式回转烘箱器等类似产品。此设备的配套装备有真空系统、溶媒回收系统、清洗灭菌系统等。由于此设备操作简单间歇生产易于调节、可以进行在线清洗和在线灭菌,因此成为中小型抗生素原料药企业的首选烘箱器,像青霉素、洁霉素、金霉素、咖啡因等都可选用。设备选择时主要考虑两个中空轴的同心度和空心轴的密封问题,为保证设备运转平稳,同心度要求轴端跳动量小于0.01mm,空心轴的密封效果主要是防止润滑剂或填料污染药品。
制药企业烘箱设备除尘问题的解决措施
选择烘箱设备一定要兼顾配套设备,因为烘箱系统是由烘箱设备和附属设备组成。附属设备选择是否得当也是关键一环。一般情况下,烘箱系统主要由通风设备、加热设备、主机(烘箱设备)、气固分离设备、供料设备等组成。
能源费用的上升以及对污染限制的规定,工作条件和操作安全性等对工业烘箱机的设计和选择有着直接的关系。有人对这些设计因素影响(特别是悬浮式烘箱机设计,例如喷雾、闪蒸和流化床烘箱机)已经给予了充分的讨论,在对各种型号烘箱机的选择阶段也一定要考虑到这些因素。有时候,在对不同物料和不同场合都可进行加工的烘箱装置时,人们必须在设计阶段就把这些因素考虑进去。
对于气体来说,由于排除灰尘,烘箱设备可以引起污染。在某些地方,既使是蒸汽也是不能允许的。一般的要求是,排除的尾气中的灰尘浓度低于20~50mg/Nm3,并且得必须设置高效除尘器。重要的是,在一定的条件下,适于对粗糙颗粒的烘箱。另一方面,颗粒愈大,烘箱时间愈长。在粉粒物料烘箱中,对粉尘的聚集和气体净化通常采用旋风分离器、袋式过滤器或静电聚尘器等。在其它形式中,如对浆状、片等物料烘箱时,粉尘只是在物料对流烘箱中发生。为了排除有害气体污染,人们可借助于吸收、吸附或焚化等手段。
对于气体来说,由于夹带灰尘,烘箱装置可以引起污染。在某些地方,既使是蒸汽也是不能允许的。
推荐系统除尘设备
旋风分离器:低成本,有效,易清洗
布袋除尘器:中等成本,高效,运行费用高
静电除尘器:处理量大
旋风分离器+湿式除尘器:产品回收,粒度小
一、旋风分离器
旋风分离器广泛应用在对流烘箱系统中,是从气体中收集产品的主要设备。旋风分离器结构简单,制造方便,只要设计合理,制造恰当,可以获得很高的分离效率。对含尘量很高的气体,同样可以直接进行分离,并且压力损失也比较小,没有运动部件,所以经久耐用。除了磨削性物料对旋风分离器的内壁产生磨损或细粉粘附外,没有其它缺点。
在正常情况下,理论上旋风分离器能够捕集5μm以上的粉体,分离效率可达90%以上。但是,在实际生产运行中,往往由于制造不良,安装使用不当或操作管理不完善等原因,造成分离效率下降。一般只有50%~80%,有时甚至更低。
旋风分离器也称作离心力分离器,它是利用含细粉气流作旋转运动时产生的离心力,把细粉从气体中分离出来。
严格地说,旋风分离器内气流的运动情况相当复杂。由于细粉的凝聚与分散,器壁对细粉的反弹作用以及粒子间的摩擦作用等原因,分离机理很复杂,理论上的研究从未停止过。
含细粉的气流进入旋风分离器后一面沿内壁旋转一面下降,由于到达圆锥部后旋转半径减小,根据动量守恒定律,旋转速度逐渐增加,气流中的粒子受到更大的离心力。由于离心力产生的分离速度要比受重力作用的沉降速度大几百倍甚至几千倍,使细粉从旋转气流中分离,沿着旋风分离器的壁面下落而被分离。
气流到达圆锥部分下端附近就开始反转,在中心部分逐渐旋转上升,最后从升气管排出。
旋风分离器直径越小,入口速度越大,旋转次数越多,则分离粒径越小。对于实际的旋风分离器,由于气流的扰动与壁面的摩擦,粒子分布不均、粒子与壁面的反弹作用以及形状的影响,分离器临界粒径不是那样准确,在分离出的物料中也会混入一部分细粒子。
旋风分离器的压降也是一项重要性能指标,一般与气体进口速度的平方成正比,即可用下式表示
旋风分离器的分离效率是很重要的技术指标,含细粉气体中的粒子通常是由大小不均的颗粒组成。在分离技术上常用分散度来反应粒度分布情况,分散度是细粉中各种粒级所占的质量百分数。
实践证明,分离效率不仅与分离器的结构和操作条件有关,而且随粒度分布而变。同一设备在相同的操作条件下,粒度分布不同,全效率也不同。因此,在分离技术上又用粒度分布来确定分离器的分离效率,这就是分级效率。表示了分离器对某一粒级粉体的分离效率。
当处理气量较大时,采用一台旋风分离器尺寸过大,效率有下降趋势,可采用几个小直径的旋风分离器并联组成一个旋风分离器组。减小旋风分离器的直径,将使离心力和粒子沉降速度提高,因而也提高了除尘效率。
二、布袋除尘器
布袋除尘器(袋滤器或袋式除尘器)经常作为从烘箱尾气中分离粉状产品的最后一级气固分离设备,是截留尾气中粉体的最后一道防线。布袋除尘器的特点是捕集效率高,可以说,在众多的气固分离设备中,它的捕集效率是其它设备所不及的,特别是捕集20μm以下的粒子时更加明显,效率达到99%以上。
布袋除尘器主要由滤袋、袋架和壳体组成,壳体由箱体和净气室组成,布袋安装在箱体与净气室中间的隔板上。含尘气体进入箱体后,粉体产生惯性、扩散、粘附、静电作用附着在滤布表面,清洁气体穿过滤布的孔隙从净气室排出,滤布上的粉尘通过反吹或振击作用脱离滤布而堕入料斗中。
(一)袋滤器的工作参数
从袋滤器的工作原理出发,工作阻力在一定范围内随粉尘在滤布上粘附量的增加而增大,阻力的变化会造成系统通风量的波动,对分离效率有较大影响,工作阻力主要由结构阻力、清洁滤布阻力和滤布上附着粉尘层阻力三部分组成。设备阻力的主要是由后两个阻力所决定。
值得注意的是,烘箱操作尾气是高含尘、高湿含量气体,要特别注意袋滤器的工作温度。一般操作温度要高于露点温度10~20℃,否则一但结露,粉尘大量粘附滤布、阻力陡然增大,严重时会造成系统不能工作。
味精烘箱设备比较分析
味精菌体蛋白烘箱是干燥技术研究的热点问题,主要是由于其高粘度高湿度的特性,工程实践中使用的设备很多,国内味精菌体蛋白烘箱主要使用的设备有:
1管束式烘箱机
2高速搅拌烘箱机
3旋转闪蒸烘箱机。
从烘箱的产品质量看,高速搅拌烘箱机最佳,其次为旋转闪蒸烘箱机和管束式烘箱机。从烘箱产品的成本上看,管束烘箱机的成本最低,其次为高速搅拌烘箱机和旋转闪蒸烘箱机管束式烘箱机使用热源为蒸汽,其他烘箱机使用机械炉排燃煤热风炉或手烧热风炉。管束式烘箱机系统组成简单,但结构复杂,维修点多,高速搅拌烘箱机和旋转闪蒸烘箱机结构简单,维修维护比较容易,。虽然管束式烘箱机的特点是效率高,但由于味精菌体蛋白是高粘度物料,而管束式烘箱机很难处理高粘物料,只能采用返混工艺,在湿料里大量混入干料,以降低物料的粘度,这样就导致在味精菌体蛋白的烘箱上,管束式烘箱的使用效率反而比较低,去水能力由处理一般物料时4-5kg水/M2.h降低为3-3.5kg水/M2.h。因此,现在一般厂家在选用味精菌体蛋白烘箱设备时,已经很少选用管束烘箱机了。管束式烘箱机目前主要适用于胚芽、纤维、酒糟等物料烘箱。旋转闪蒸烘箱机必须是为味精菌体蛋白专门设计的,不是一般通用的,一般通用的旋转闪蒸烘箱机需要针对味精菌体蛋白作相应的改进,否则烘箱效果不好。高速搅拌烘箱机是我们自行研制的新型烘箱机,主要针对高粘度高湿度物料的烘箱,我国第一台味精菌体蛋白烘箱机就是采用的高速搅拌烘箱机.这种设备烘箱产品品质高,结构简单,易维修维护。
选购
高温烘箱的正确步骤和注意事项浅析
烘干机又称烘箱机,是指用来烘干一定湿度或粒度的物料,根据烘干机种类的不同,适用的烘箱物料也有区别,但是在烘干机的选购方面,要注意的事项是差不多的,下面就简单介绍一下在选购烘干机时应注意的事项:
第一,在选购烘干时,应同时对比几种不同的类型,选择符合自己烘干物料要求的,结构比较精巧的,同样的功能占地少的;
第二,选购烘干机时,应尽量选择那些自动化程度比较高,易于控制的,从而减少操作人员的数量,降低的成本;
第三,应选择那些工作稳定,能耗低,热效率高的烘干机,确保烘干后物料的质量满足用户的需要;
第四,烘干机用的燃料也是考虑选购烘干机的一个重要方面,应尽量选择那些适用于多种燃料的烘干机,这样可以根据燃料的市场行情,及时调整,可以大大降低的烘干成本;
第五,烘干机的除尘设备是烘干机的一个很关键的地方,选购时,应选那些除尘设备比较好,耐用性强的,可以增加烘干机的使用寿命。