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干燥器的工作原理是什么,选型应注意哪些问题?

喷雾干燥器

干燥器的工作原理是什么,选型应注意哪些问题?

喷雾干燥器是一种适用范围很广的干燥器。它采用雾化器将料液分散为雾滴,并用热风干燥雾滴而获得产品的干燥技术。料液可以是溶液、悬浮液、乳浊液,也可以是熔融液或泥糊液。干燥产品可根据需要研制成粉状、颗粒状、团状、和空心球状。喷雾干燥的流程如图2所示。

基本原理

工作时,干燥器的塔顶顶部导入热风,同时用泵将料液送上塔顶并经雾化器喷成雾状的液滴群,液滴群的比表面积很大,当它与高温热风接触后水分迅速蒸发,在极短的时间内成为干燥产品,产品由塔底排除。热风经传热后温度显著下降、湿度增大、由废气口排除,废气中夹带的产品颗粒用固气分离装置回收。

喷雾干燥的优缺点

优点:

1) 由于雾滴群的比表面积很大,物料所需的干燥时间很短(15~30s),有的甚至几秒。

2) 干燥过程中尽管热风的温度很高(可达800℃),但由于干燥时间短,物料的温度不高,故此喷雾干燥特别适用于热敏性物料的干燥。

3) 容易改变操作条件以调节或控制产品的质量指标。如粒度分布、产品的湿含量等。

4) 生产过程简化、操作方便。

5) 可根据工艺要求生产各种产品规格。

6) 喷雾干燥适合于大规模工业化连续生产,生产环境好,操作宜自动化。

缺点:

1) 对气固混合物的分离要求高,设备费用大。

2) 当热风温度低于150℃,热效率低,设备庞大,生产成本高。

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工业上需要干燥的物料有很多,它们的干燥特性差别很大,而且工业上的干燥设备种类又很多,这就是干燥器的选用带来很多问题,如果选用不当就会带来设备投资过大、操作费用上升、产品质量不合格等诸多问题,甚至干燥器不能正常运行。

选型前需要考虑的问题:

1) 物料的形态。这是选择干燥器这首先需要了解的问题。

2) 物料的物理特性。它包括密度、堆密度、粒径分布、热容、粘附性等。

3) 物料的热敏性。干燥过程中的上限温度。

4) 物料与水的结合状态。

5) 物料的湿度及动范围。

6) 对产品的干燥均匀性和形态度要求。

7) 产品的一些特殊要求。

8) 生产工艺流程要求。

9) 湿度变化。

压缩空气吸附式干燥机是对压缩空气进行干燥的专用设备,在制药工业中,药液的搅拌设备、抗生素发酵工具、胶囊填充设备、各种气动灌装设备及传输、混合、搅拌原料等工艺都需要压缩空气的参与才能完成。制药企业与其他企业不同,对压缩空气品质的要求非常高,假如压缩空气质量问题没有得到严格控制,压缩空气中的污染物和水份会随着生产设备进入到药品中,对生产造成不良后果。

真空干燥箱起源比较早,原理是将干燥箱用加热板分层,将加热板中通入热水或低压蒸汽,作为一种介质,然后将放有需要干燥的药品料盘放在干燥板上,关上箱门,用真空泵将箱被空气抽出,形成真空环境。加热板在加热介质的循环流动中将药品加热到指定温度,水分就随之开始蒸发并随抽真空逐渐抽走。这种干燥设备易于控制,干燥过程中药品不易被污染,适用与药品干燥和包材灭菌上。

真空回转干燥器源自双锥混合器,多为圆柱形器身、两头锥形,也俗称双锥干燥器。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。药品在干燥器中边干燥边转动,对整批药物的均一进口泵卡斯特红酒性有良好保证。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。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干燥器,像青霉素、洁霉素、金霉素、咖啡因等都可选用。

三合一设备,所谓三合一是指过滤、洗涤、干燥三道工序,三合一设备完美的把这三道重要工序结合在了一起,主要是滤带的前进方式不同,工作流程完全相同物料由加料器均匀地铺在滤带上,滤带由传动装置拖动在干燥机内移动。在洗涤、抽滤段进行溶媒洗涤,真空冷抽回收溶媒母液;干燥段热空气进入,真空排除并冷凝回收溶媒。用于大产量成批生产,适用于透气性较好的颗粒物料的干燥,成品干燥均匀,在我国维生素C和青霉素行业应用很广。由于此设备相对密闭性较差,不能很好地安排在线清洗和在线灭菌,因此只适合于非无菌原料药和药用中间体的干燥。

冷冻干燥机适用于热敏性或易氧化药品的干燥,俗称冻干机,主要包括冻干箱、真空系统、加热系统、制冷系统等。原料药和制剂药的干燥应用冻干机的都很多。主要要求其可靠性高,灭菌功能齐全,同一搁板内和板层间的温差不大于1.5℃[2],这也就必须要求搁板的平整度要好。用此设备干燥原料药时,为保证产品的均一性,最好增加混粉器。氨苄青霉素、大量血制品、人工培养药物、抗体、疫苗等大都选用冻干机。

气流干燥装置适用于易脱水的颗粒、粉末状物料,可迅速除去物料水分(主要是表面水分)。在气流干燥中,由于物料在干燥器内停留时间短,使干燥成品的品质得到最佳的控制。湿物料通过加料器与热气流充分混合,在干燥的同时在风力吸引下进入干燥管进一步均匀干燥。风力无法吸引的湿重颗粒在干燥器内继续被撞击、破碎、干燥,直到能被风吸起进入干燥管,干燥管末端为旋风分离器。此设备在制药行业主要用于土霉素和部分保健品的生产。

喷雾干燥器工作原理类似气流干燥。空气初滤后由加热器加热,产生的热空气经若干级过滤(按药品等级选用),然后于干燥室顶部蜗壳通道由热风分配器产生均匀旋转的气流进入干燥室内。物料经过滤通过离心式雾化盘或压力喷嘴,产生分散、微细的料雾,料雾与旋流的热空气接触,水分迅速蒸发,在极短的时间内物料得到干燥。此设备适合于溶液、乳浊液、悬浊液、糊状液等流动性好的液状料干燥,现在原料药行业像链霉素、庆大霉素和多种生物提取物的干燥都可选用此设备。

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