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双锥回转真空干燥机在原料药中的应用

2019-04-13

  一般来说,在原料药生产中,结晶后物料大多需经分离、干燥与混合,此工艺过程是原料药生产常用的。固相物质首先以过滤方式从悬浮液中分离出来,下一道工艺将继续以真空或加热干燥的形式进行精制,而用于这一过程生产的经典设备则是双锥回转真空干燥机,其集混合、真空干燥于一体,并以简洁、方便和双效特点被人们作为经典设备来应用,就其实用性和经济性来讲,是其它设备难以替代的。
  结构
  双锥回转真空干燥机系统由主机、冷凝器(类别:换热设备)、缓冲罐、真空抽气系统、加热系统与控制(control)系统等组成。干燥机由于自然干燥远不能满足生产发展的需要,各种机械化干燥机越来越广泛地得到应用。就主机而言,由回转筒体、真空抽气管路、左右回转轴、传动装置与机架等组成。  
  工作原理
  在回转筒体的密闭夹套中通入热量源(如热水,低压蒸汽或导热油),热量经筒体内壁传给被干燥物料。干燥机另外干燥后的物料也便于运输和贮存,如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下,以防霉变。同时,在动力驱动下,回转筒体作缓慢旋转,筒体内物料不断地混合,从而达到强化干燥的目的。工作时,物料处于真空状态,通过蒸汽压的下降作用使物料表面的水分(或溶剂)达到饱和状态而蒸发(evaporate),并由真空泵(行业:机械制造业)抽气及时排出回收。在干燥过程中,物料内部的水分(或溶剂)不断地向表面渗透、蒸发与排出,这3个过程是不断进行,物料能在很短时间内达到干燥目的。  
  工艺流程
  在实际应用过程中,由于各厂家生产(Produce)原料药特性不同,这就导致了其工艺流程也有所不同。真空干燥机是用于高附加值、且具有热敏性的农副产品、保健品、食品、药材、果蔬、化工原料等的脱水干燥。目前,根据其加热方式以及溶剂回收状况的不同,有2种典型的工艺流程:(1)蒸汽加热,不需要回收溶剂工;(2)热水加热、溶剂回收。

特点
(1)筒体不断旋转、物料加热表面得以不断地更新;(2)间接加热,不会被污染,能符合GMP要求;(3)热效率高,比一般烘箱提高2倍以上;(4)筒体转速可根据用户需求进行无级调速或变频调速;(5)恒温控制,温度可由数显显示;(6)具备皮带、链条两级弹性联接方式,因而运行平稳;(7)特别设计的工装,能确保左右回转轴的良好同心;(8)热媒及真空系统均采用可靠的旋转接头;(9)当需干燥粘性(viscosity)物料时,还可在回转筒内特别设计“抄板”结构或设置滚珠;(10)加热系统可有多种菜单选择,即热媒介质(起决定作用的物质)可在高温导热油、中温蒸汽及低温热水中选择。
  应用范围
  双锥回转真空干燥机主要用于医药、化工、食品等行业中粉状、粒状及纤维状物料的湿物料干燥,以及类似生物制品需低温干燥的物料。真空干燥机专为干燥热敏性、易分解和易氧化物质而设计,能够向内部充入惰性气体,特别是一些成分复杂的物品也能进行快速干燥。其更适用于以下方面要求的物料干燥:(1)要求残留挥发物含量极低的物料;(2)需回收溶剂(性状:透明、无色的液体)和有毒气体的物料;(3)有强烈刺激、有毒性的物料;(4)不能承受高温的热敏性物料;(5)容易氧化、有危险的物料;(6)对结晶形状有要求的物料。
  在原料药中的应用
  我国现有医药合资企业1700家,其中世界排名(Ranking)前10位的企业在中国均有合资企业,我国的医药行业早已融入了国际竞争的行列。化学原料药近年在技术上有很大的突破,生产(Produce)水平提高的速度相当快,在出口产品中,化学原料药(如青霉素、维生素(vitamin)系列、碘胺系列)以及一些药物中间体占了绝大部分,而这些药绝大部分都是用双锥回转真空干燥机进行干燥的。目前已成功用于以下物料的应用:维生素
  C、变性淀粉、阿斯巴甜、D酸等其它医药中间体物料的干燥。
  在应用中常见问题
  1、装料量超过其理论量
  由于该设备的装料量与物料的堆密度(单位:g/cm3或kg/m3)(指单位体积的物料质量)有关,一般情况下,设计时物料比重按0.6g/cm3来计算。如果超出这个比重,在实际生产中仍按原有理论量来装料,一则会影响物料的干燥效率(efficiency);二则长时间运转则导致马达、减速机以及链轮(sprocket wheel)链条等寿命降低,直至无法使用。另外,有的生产厂家为了追求产量以及工人盲目操作,不顾其充填率(实际装料容积与干燥筒体容积之比),进而导致双锥回转真空干燥机的设备运行与产品质量问题不断。值得一提的是:双锥回转真空干燥机充填率通常为30%~50%之间。
  2、“放空”现象
  一旦使用不当时,双锥回转真空干燥机在干燥过程中会出现如真空管弯曲、密封套损伤、过滤头变形乃至断裂等现象,这就是由于在干燥过程中放入外界空气(简称放空)进入罐体反冲过滤头,此时罐体内已达到较高的真空度,会引起正负气流的强大冲击而损坏抽真空系统。真空干燥机用于化工产品的低温浓缩、结晶水的脱除、酶制剂的干燥等,中草药的真空提取,适用于科研院校的实验。 
  值得注意的是:在物料干燥完毕后需要放空罐体,排空时一定要用排空阀控制其流量,即先把阀门少许打开,待罐内真空度逐渐降低后再慢慢加大。
  3、真空度达不到或过高
 双锥回转真空干燥机在干燥过程中往往会出现真空度不够或过高,这通常有3个方面的原因:(1)真空端机械密封泄露;(2)真空管道泄露或堵塞;(3)过滤器堵塞。这就需要在使用过程中进行检查,同时要进行维护保养、清洗等。
  值得一提的是:制造厂在编制(biān zhì)使用说明时应根据不同机型中的不同主要部件而作出相应的维护与保养条款,尽可能的详实。如过滤器(作用:过滤杂质等),多少时需要间清洗、多少时间调换或在什么情况下调换,平时使用时的注意点等等。
  4、噪声过大与进/出料口泄露
  (1)由于地脚松动、蜗轮减速机损坏、轴承(bearing)管损坏、坏链条太松或太紧等原因而引起噪声过大,只需定期检查,及时排除故障即可。  
  (2)进、出料口泄漏正常情况是由于密封条损坏(to injure),只要将其更换即可。

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