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幹燥設備在甘露醇生産中的應用

发布时间:2017-07-12 22:48:00 点击:    

瑞升真空耙式幹燥機:主要闡述微波幹燥器與沸騰流化床幹燥器兩種設備的原理和特點.分別就它們在甘露醇生産中的幹燥效果、滅菌效果和動力消耗等方面進行了比較。
        關鍵詞:甘露醇;微波幹燥;沸騰流化幹燥;滅菌

        1 引言
        甘露醇(D mannito1),又名甘露糖醇,学名已六醇。分子式C H 0,分子量l82.17,纯品为一种白色针状或斜方状晶体或结晶性粉末,熔点166-168 C,无臭、昧甜,甜度为蔗糖的57 ~72,吸湿性极小,可溶于水,水溶液稳定,略溶于甲醇、乙醇,几乎不溶于醚类等大多数常用有机溶剂。甘露醇具有多元醇的化学性质,可进行酯化、醚化、氧化、脱水等化学反应,作为一种具有开发前景的精细化学品,在医药、食品、化工、纺织等方面已经获得广泛应用在甘露醇的2019天天爱天天做过程中必须要经结晶工艺获得,其成品标准规定水分小于0.5 。结晶得到的2019天天爱天天做必须经干燥器干燥才能得到成品甘露醇。近年来,微波技术越来越广泛地被应用于各2019天天爱天天做各种物料的干燥,其可使物料较传统干燥方法取得更好的效果。国外发达国家微波技术的研发与应用已有2O年的时间,但我国在这方面还处于起步阶段,微波干燥用于甘露醇的2019天天爱天天做也只有短短几年的时间。

        2 微波干燥原理及特点

        2.1 微波原理
                
        微波是一种高频电磁波,频率为300兆赫~3O万兆赫,其波长为1毫米~1米。微波具备电场所特有的振荡周期短、穿透能力强、与物质相互作用可产生特定效应等特点。微波干燥是一种内部加热的方法。湿物料处于振荡周期极短的微波高频电场内,其内部的水分子会发生极化并沿着微波电场的方向整齐排列,而后迅速随高频交变电场方向的交互变化而转动,并产生剧烈的碰撞和摩擦(每秒钟可达上亿次),结果一部分微波能转化为极性分子运动能,并以热量的形式表现出来,使水的温度升高而离开物料,从而使物料干燥。也就是说,微波进入物料并被吸收后,其能量在物料电介质内部转换成热能。因此,微波干燥是利用电磁波作为加热源、被干燥物料本身为发热体的一种干燥方式。微波干燥设备的核心是微波加热器,目前微波干燥的频率为915兆赫和2450兆赫两种,多用于片剂、胶囊剂、颗粒剂等制备工艺中湿颗粒的干燥,也可用于药材粉末、中药饮片、丸剂的干燥。除了用于连续化2019天天爱天天做的微波干燥设备以外,还有间歇式箱式干燥设备,其主要用于原料药的干燥,对于糊状、黏度较大的中药浸膏的干燥也很适宜[1]。

        2.2 微波干燥的特点

        2.2.1 加热速度快 
        微波加熱是使被加熱物本身成爲發熱體,稱之爲內部加熱方式,不需要熱傳導的過程,內外同時加熱,因此能在短時間內達到加熱效果。

        2.2.2 均匀加热 微波加热时,物体各部位通常都能均匀渗透电磁波,产生热量,因此均匀性大大改善。

        2.2.3 
        節能高效在微波加熱中,微波能只能被加熱物體吸收而生熱,加熱室內的空氣與相應的容器都不會發熱,所以熱效率極高,生産環境也明顯改善。

        2.2.4 易于控制 微波加热的热惯性极小。若配用微机控制,则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制

2.2.5 
        低溫殺菌、無汙染微波能自身不會對食品汙染,微波的熱效應雙重殺菌作用又能在較低的溫度下殺死細菌,這就提供了一種能夠較多保持食品營養成份的加熱殺菌方法。

        2.2.6 
        安全无害在微波加热、干燥中。无废水、废气、废物产生,也无辐射遗留物存在,其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准,是一种十分安全无害的高新技术[2-5 ]。

        3 流化床干燥原理及特点

        3.1 流化床的干燥原理[6]
                
        流化床幹燥(又稱流態化幹燥)器是20世紀60年代發展起來的一種幹燥技術,是利用固體流態化原理而進行的一種幹燥過程。如圖1所示,熱風經篩板[又叫熱風分布器或(氣體)分布板]均布後,將流態化幹燥器中的濕物料流化起來,進行氣一固相間的傳熱傳質,使物料中的水分蒸發,幹燥好的物料由出料口排出,含有細粉的廢氣由頂部出去,進入氣一固分離裝置。目前在化工、輕工、醫藥、食品以及建材工業都得到了廣泛的應用。
        3.2 沸腾流化床干燥器的特点[6]
        3.2.1 处理量大。在流态化干燥器内,由于热气流与固体颗粒的充分混合,表面更新机会多,因此强化了传热传质过程。
        3.3.2 
        物料在流態化幹燥器內的停留時間可以自由調節,通常在幾分鍾至幾小時之間。因此,對于需要進行長時間幹燥的物料或幹燥2019天天爱天天做濕含量要求很低的情況下很適用。
        3.2.3 床层内温度分布均匀,并可随意调节。因此,流态化干燥可得到水分均匀的干燥2019天天爱天天做。
                           
        3.2.4 流态化干燥可以进行连续操作,亦可以进行间歇操作。
        3.2.5 设备结构简单,造价低,维修方便。
        4 两种设备的技术参数
           我公司在甘露醇的生産線上原使用的是臥式多室流化床幹燥器(如圖2所示),主要技術參數見表I
                             
                          

           在技改之后,使用的是隧道式连续微波干燥设 备(如图3所示),主要技术参数如下:

微波功率:52kW ;
                微波频率:2450~50MHz
                脱水能力:35~50Kg/h;
                占地面积:~23m
        5 两种设备的使用情况
        5.1 干燥水分及2019天天爱天天做外观                
        從上表中我們不難看出,雖然兩種設備生産出來的甘露醇水分均可以達到中國藥典的標准,但從流化床幹燥器中生産出來的甘露醇成品在含濕量,均勻性及外觀上來看都要比從微波幹燥器生産出來的甘露醇要好。從流化床幹燥器出來的成品經冷卻後可以直接包裝,而從微波幹燥器出來的成品有結團現象,根據一些客戶的要求,還需要經過粉碎或過篩才能包裝。
        5.2 杀菌能力
                
        因爲我公司生産的甘露醇屬于非無菌原料藥,所以在衛生指標上有一定的要求,幹燥設備也成了保證2019天天爱天天做質量的最後一道屏障。我們從幹燥溫度與幹燥時間兩個方面來對比兩種設備的殺菌能力。
        微波殺菌主要是在微波熱效應和非熱效應的作用下,使微生物體內的蛋白質和生理活性物質發生變異和破壞,從而導致細胞的死亡。因此用微波幹燥設備殺菌不但時間短,而且殺菌的溫度低,效果明顯好于流化床幹燥器。
        5.3 运行条件
         如上表所示,流化床幹燥器的運行需要一系列的配套設施:
        5.3.1 引风机为物料的流化提供动力;
        5.3.2 旋风分离器用于收集2019天天爱天天做的细粉;
        5.3.3 空气加热系统除了需要加热器之外,更需要的是蒸汽锅炉提供的蒸汽;
        5.3.4 
        因爲是用于藥品的幹燥,對所加熱的空氣有潔淨度的要求。如果在非潔淨區取氣,則需要增加空氣過濾設施;如果在潔淨區內取氣,則會增大整個空調系統的負荷,因爲所增加的空氣處理量是很大的。
        5.3.5 微波干燥器在洁净区内则可以单独运行。
        5.4 运行费用
        以运行总功率约为52kw 的微波干燥器为例,工业用电的价格按0.6元/度计,则设备每小时的运行费用约为31元;
                
        如用同樣生産能力的流化床幹燥器:風機功率約爲22kw,每小時用電費用約爲10元;蒸汽耗量約爲250Kg/h,蒸汽按100元/噸計,費用爲25元;兩項合計約爲35元。而且要考慮到一些附屬設施的運行費用,則流化床幹燥器的運行費用比微波幹燥器要高出許多。

5.5 设备结构
        因为是制药2019天天爱天天做,所用的设备必须要符合GMP的相关要求。            
        微波干燥器的结构简单,卫生死角很少,在清场和清洁时操作容易,而且可以轻易达成在线的CIP清洁,设备本身的微波就可以完成设备清洁后的干燥和消毒程序,这些工作通过PI C的控制面板便可以操作了。相对而言,流化床干燥器的结构就复杂得多,干燥器本体的各室筛板就造成了很多的死角,而旋风分离器,袋式分离器。及它们之间的联接管道都是难以清场、清洁的卫生死角,要想做成在线的CIP清洁就更难了。
        5.6 运行环境
                
        流化床干燥器因为需要使用配套的引风机或鼓风机,因此在2019天天爱天天做操作时会产生较大的噪声;操作过程中易出现沟流和层析现象,造成能量损失和结疤;另外设备的热辐射比较大,对操作环境的温度有一定的影响。如果不增大空调的能力,则在2019天天爱天天做操作时会产生闷热感,但增大空调的能力,则要增加相应的2019天天爱天天做成本。
                
        微波设备在2019天天爱天天做时无噪音污染;设备本身热辐射小,对2019天天爱天天做车间内温度的影响不大,操作人员无闷热感,可大大改善工作环境;操作过程中能防止流化床干燥器可能出现的沟流和层析现象。但有一点是要注意的,基于微波辐射的生物效应,对微波设备的作业人员必须采取有效的安全防护措施和现场检测手段,减弱或消除微波辐射对人体健康的影响。我国对于高功率微波设备规定,出厂时距设备外壳5cnl处微波泄漏不能超过lnlW/cm2[7] 。
        6 结束语
                
        在甘露醇的生産實踐中,兩種設備的運用各有各的優點。流化床幹燥器的優勢是得出的甘露醇成品水分低,較均勻,外觀好。微波幹燥器則因幹燥時間短,殺菌溫度低,效果好而具有較突出的優勢;其設備結構簡單,操作自動化程度高,易于清潔和消毒;而且,微波設備幾乎無環境和噪音汙染,生産車間內無悶熱感和蒸汽彌漫,可大大改善工作環境,更適合在制藥生産上使用。經過兩年多的運行,我們對原有的微波幹燥設備也不斷地進行改進,比如更改冷卻方式延長了磁控管和高壓變壓器的使用壽命,大大降低了設備的運行成本;再如經過更改排濕管道的方位,使幹燥出來的甘露醇成品水分更加均勻等。我們相信,微波幹燥設備在甘露醇生産上的運用將會日趨完善。
                
            参考文献
            [1] 崔大涛.微波干燥技术独具匠心[N].中国医药报,2005,3029(116).
            [2] 高福成.现代食品工程高新技术[M].北京:中国轻工业出版杜,1997:129~140.
            [3] 王邵林.微波食品工程[M].北京:机械工业出版社,1994:27.


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