干燥是^常用的單元操作,無(wú)論是在原料藥生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)中都有廣泛的應用! 膫鳠岱椒ǚ,有對流、傳導、幅射等。 現有的干燥設備中,^多的是對流傳熱干燥,如熱風(fēng)干燥,熱風(fēng)和被干燥物接觸,進(jìn)行熱交換、蒸發(fā)水分。代表性的設備有平行流動(dòng)干燥機、通風(fēng)干燥機、回轉干燥機、氣流干燥機、流化床干燥機、噴霧干燥機等。實(shí)際應用時(shí),有單用、組合用、原型變型等。氣流干燥機、流化床干燥機、噴霧干燥機等都是以熱風(fēng)為熱源,在干燥的同時(shí),也完成了物料的搬運,特征主要是沒(méi)有傳動(dòng)部件對流干燥過(guò)程的節能、干燥機的排氣粉塵及惡臭處理等問(wèn)題,在風(fēng)量大時(shí),末必有利。另外,熱風(fēng)干燥機的排氣也損失很多的顯熱,而排氣量一大,就需要添置排氣處理設備。直接火焰干燥時(shí),可以使用高溫進(jìn)行干燥,可以大幅度循環(huán),以進(jìn)行高濕度干燥。熱風(fēng)間接加熱方法,可以用睬濕再循環(huán)干燥與傳導傳熱并用。高溫時(shí),也可以用過(guò)熱蒸汽,以減少排汽量。傳導傳熱中,熱量由夾套、攪拌、傳熱管等供給干燥物料,用熱媒而不用熱風(fēng) 代表性的設備是槽型的圓筒。圓錐攪拌干燥機、夾套和或內置加熱管回轉干燥機,閃蒸干燥機,耙式干燥機,真空帶式干燥機、真空冷凍干燥機等 在熱風(fēng)干燥中,恒建干燥時(shí)期的溫度相當于濕球溫度。與空氣不接觸的傳導傳熱干燥中,加熱溫度必須在飽和溫度以上時(shí),理論上溫度相當于飽和溫度 例如,加熱溫度為120℃時(shí),在常壓下,干燥溫度為100℃ .有效溫度差為20 C減壓下,飽和溫度在干燥溫度以下,與熱風(fēng)的溫差較大 但是,在減速干燥期間,干燥溫度和熱風(fēng)干燥一樣,隨著(zhù)干燥過(guò)程的進(jìn)行,加熱溫度接近干燥溫度。熱風(fēng)干燥中,物料在熱風(fēng)中分散,傳熱面就在物料表面。而在傳導傳熱干燥中.需要人為地創(chuàng )造加熱面,使傳熱面積小而傳熱系數增加 這樣,結構就比較復雜,設備投資比熱風(fēng)干燥大。在工程放大申,由于混臺特性和干燥特性的差異,小試設備和工業(yè)化裝置之間有很大差異,所以如何從小型試驗裝置預測工業(yè)化裝置的干燥特征^重要。幅射傳熱干燥是依靠加熱板的熱幅射能量干燥物料的過(guò)程。這類(lèi)裝置的關(guān)鍵是幅射能強的幅射加熱板和選擇物料容易吸收的波長(cháng)。相當一段時(shí)期,都是用3 以下的近紅外波段,但近年來(lái),改為用有機物吸收能較高的遠紅外f大于4 m)陶瓷加熱板。遠紅外加熱表面吸收較好,所以作為涂膜的干燥效果較好。實(shí)驗表明,離表面mm之內的物料可 吸收大部分遠紅外能,再厚就很難做到均勻的傳熱。微波近年來(lái)也得到了越來(lái)越多的應用,它是把微波作為電磁渡直接進(jìn)人導電體內,使物料中的極性分子和極性基團振動(dòng)和回轉,經(jīng)分子間的內部摩擦,在內部產(chǎn)生熱量,達到干媒的目的。這是由電能轉變?yōu)闊崮艿倪^(guò)程,熱效率可達到60~70 。純粹用微波干燥.運轉成本很高,但在減速干燥期間,當水分很難用熱風(fēng)干燥和傳導傳熱除去時(shí),微波干燥可 作為輔助手段提高干燥速度。在冷凍干燥中,殘留的冰也可以用微波干燥法除去。下面將對干燥設備的選定及有關(guān)設計方面的考慮作一簡(jiǎn)單的論述! 「稍镌O備的選定 干燥可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)要求干燥 結束后,仍保持原料的原形,如很多食品類(lèi)的干燥,建筑材料的干燥等。另一類(lèi)是把液體、泥狀、塊狀、粉狀物料干燥后,成為粉狀或顆粒狀的產(chǎn)品,有的干燥過(guò)程,特別是藥品的干燥,希望不破壞原來(lái)的晶形。藥品生產(chǎn)中,還常用到液體和粉狀物經(jīng)干燥后,達到一定粒徑的顆粒! ”桓稍镂锪系奶匦浴 「稍镅b置的選擇應根據物料性質(zhì)和工藝要求 主要是考慮到: 干燥成品的形狀要求(包括粒徑、松密度、溶解性、流動(dòng)性等 工藝要求的水份變化范圍、運輸方法、成形性、定量性(含量)! ∧蜔崽匦,物料的允許溫度含水率限制、加熱溫度(物料熱穩定性)和干燥溫度的關(guān)系,物料在高溫區停留時(shí)間! ≌持(zhù)性、凝聚性、靜電特征等應在選擇設備時(shí)預先估計到! “踩院铜h(huán)保性,溶劑回收等! ∑渌に嚿系目紤]! √幚砹亢瓦\轉時(shí)間 在決定設備形式和操作方式(間歇或連續操作)時(shí),應考慮處理量的大小。例如,步量多品種的材料干燥處理時(shí),應選擇容易進(jìn)行多種切換的設備,醫藥干燥設備應易于清洗和清場(chǎng),F在GMP特別強調CIP現地清潔)。根據小試結果放大時(shí)。單位加熱面積的物料量對同一機種大多是一致的,但夾套加熱時(shí),加熱面積和直徑是平方關(guān)系,容積和直徑為三躍方關(guān)系,所以,干燥物料增加,干燥所需的時(shí)間,隨著(zhù)直徑的增大而增加。有的物料加熱時(shí)間長(cháng)時(shí),容易造成不穩定性,這種情況在設計時(shí)應特別注意! (shí)驗與放大 設計前應研究被干燥物料在干燥前后的狀態(tài)及干燥過(guò)程中的狀態(tài)變化。粒子的凝集性雖然很難預見(jiàn).但百r以由小型干燥機的實(shí)驗來(lái)預測。以粘附性為例,可以由小型設備中了解到其粘附特性,是否在濕料時(shí)容易粘附,還是出料時(shí)容易粘附,是在粒子成長(cháng)過(guò)程中的粘附,還是停止成長(cháng)后發(fā)生粘附,設備壁材質(zhì)與粘附的關(guān)系等等。由小型實(shí)驗機可以了解到能否達到完成工藝要求的目的,物料在干燥過(guò)程中的注意事項,能否控制物料干燥后的水份變化,干燥時(shí)間的推算。放大過(guò)程中需要考慮的因素很多,如攪拌的設備轉速變化對干燥過(guò)程的影響,是采用平面放大好還是立體相似的。處理量和裝置^佳容量的關(guān)系等,在設計時(shí),也應予考慮! 「稍餀C的進(jìn)料和出料也有很多技術(shù)問(wèn)題,很多方面還是要憑借豐富的實(shí)踐經(jīng)驗! 〗M合干燥機 組合式干燥機使用也越來(lái)越廣泛,如噴霧干燥和振動(dòng)流化床干燥機的組合,耙式干燥式和振動(dòng)流化床干燥機相結合,回轉攪拌干燥機、傳導攪拌干燥機、閃蒸干燥機和流化床干燥機相組合。組合的目的是獲得較低的水份,如單用噴霧干燥可以獲得1~3 水份含量的產(chǎn)品,如要求水份含量在0.3 以下,排氣溫度往往需120"C以上,熱能的損失很大。同樣,如進(jìn)一步要求,水份含量低于0.1 ,則排氣溫度要求在130~C以上。為了節省熱能,在設計上,一般用9O℃排氣溫度的噴霧干燥機,使水分達到2 ,熱回收后的6O℃熱風(fēng)可以用于搭接的臥式沸騰床的干燥,^終水分含量可以達到0.1 以上,而熱能可以節約20 ! ‖F在工藝設計中,往往把干燥設備和其他工藝設備聯(lián)結在一起,其特點(diǎn)是(1)比較符合GMP要求,可以防止在出料、加料過(guò)程中污染和異物。(2)損失熱量較少,r3)設計和安裝比較緊湊,(4)節省勞動(dòng)力.但相應的缺點(diǎn)是:(1)結構比較復雜,(2)操作條件比較嚴格,(3)耗能有時(shí)比較多,(4) 洗滌比較困難,與其他工藝設備的組臺有混合與干燥、過(guò)濾與干燥,干燥與造粒,干燥、造粒和包裝,干燥和粉碎等。早在20世紀60年代,我國已開(kāi)發(fā)出真空冷凍干燥設備,當時(shí)主要用于制藥行業(yè)。為了拓寬應用范圍,我國又開(kāi)發(fā)出大型真空冷凍干燥設備,計劃用于保健品和農產(chǎn)品加工領(lǐng)域。但由于當時(shí)國內市場(chǎng)需求不旺,因此,60年代末至80年代初,真空冷凍干燥設備行業(yè)一直處于低潮。 19濕物料通過(guò)進(jìn)料系統進(jìn)入定制的粉碎和機器的主體,研磨轉子散濕物料成非常細的顆粒和細顆粒流動(dòng)在粉碎室的溫度控制,熱氣體通過(guò)加熱器進(jìn)行處理。??熱空氣(或惰性氣體)可以被加熱到650C°,濕產(chǎn)品分散,降低了干燥機的底部截面尺寸。該系統在排氣扇和產(chǎn)品的表面面積的負壓下大大增加,水(或其它溶劑)蒸發(fā)的瞬間。藥沸騰流化床,它是由空氣過(guò)濾器、加熱器、沸騰床主機,旋風(fēng)分離器,布袋除塵器、高壓離心風(fēng)機、操作臺組成,由于干燥物料的性質(zhì)不同,配套除塵設備時(shí),可按需要考慮,可同時(shí)選擇旋風(fēng)分離器、布袋除塵器,也可選擇其中一種。 如果允許氣體向上流動(dòng),病房通過(guò)床層的固體顆粒的速度大于設定速度的顆粒,顆粒懸浮在氣流中的 旋轉閃蒸干燥機從進(jìn)料中產(chǎn)生粉末,其在性質(zhì)上是粘性或凝膠狀的,糊狀物或濾餅。兩步驟包括分解進(jìn)料和干燥分解的進(jìn)料。根據進(jìn)料材料的性質(zhì),常規的臂設計可以用于結晶性非粘性材料,或者專(zhuān)門(mén)設計的旋轉旋轉設計粉碎機可以用于處理粘性和凝膠狀材料。
該產(chǎn)品被送到進(jìn)料攪拌器,該進(jìn)料攪拌器連旋轉閃蒸干燥機水份瞬間蒸發(fā),干燥出的產(chǎn)品質(zhì)量與干燥的溫度,風(fēng)速,風(fēng)量,破碎的速度有很大關(guān)系,可調節閃蒸干燥切線(xiàn)進(jìn)入的風(fēng)速,可調節出料的成品顆粒的大小,終含水量的高低。旋轉閃蒸干燥機,集多種功能于一身,節能環(huán)保效果顯著(zhù)。??該設備可將干燥、粉碎、篩分一次完成,避免了環(huán)境污染。它將傳統干燥設備的軸承感應
|