双锥回转真空干燥机升级的思虑性探求
上海新前锋药业有限公司 田耀华
国内造作双锥回转真空干燥机的厂商好多 ，但总体设计和造作水平相对较底 ，对这已经典实用设备没有升级换代（国内仅有少数厂商进行了升级性的致力） ，其真实的原因没能结合理论去钻研双锥回转真空干燥机的机能与利用 ，或对其作升级性的研发。笔者以真空干燥理论为凭据 ，对国内双锥回转真空干燥机的升级作必要的思虑性探求 ，并提出一些建议性的设想 ，以供有志之士参考 ，主张是为了国内双锥回转真空干燥机的造作和利用水平日趋提高。
1、为何把双锥回转真空干燥机作为经典使用设备来会商？
双锥回转真空干燥机是前几年在原料药出产利用较为宽泛的设备 ，这是由于在真空干燥的过程中 ，筒体内的压力始终低于大气压力 ，气体分子数少 ，密度低 ，含氧量低 ，因而能干燥容易氧化性变动的药品出产 ，能削减物料染菌的机遇。也由于水在汽化过程中 ，其温杜纂蒸汽压力成正比 ，故真空干燥时物猜中的水分在低温下就能汽化 ，达到低温干燥 ，出格合用于药品中有热敏性物料的出产。同时 ，真空干燥可解除常压热风干燥易产生表表硬化景象 ，这是真空干燥物料内和表表之间压差大 ，在压力梯度作用下 ，水分很快移向表表 ，不会出现表表硬化。此表真空干燥时 ，物料内部和表部之间温度梯度幼 ，由逆渗入作用使得溶媒可能单独移动并网络 ，有效克服热风干燥所产生的溶媒失散景象。
从职能上看 ，双锥回转真空干燥机是集混合、真空干燥于一体的干燥设备 ，它以简洁、方便和双效特点被人们作为经典设备来利用 ，其有着实用性和经济性的一面 ，是其它设备难以代替的。但近几年来却又被人们所淡化了 ，其底子原因是由于造作商不足对其的钻研和结构的改进所致 ，其重要表此刻结构上难以CIP/SIP和干燥机能优化上 ，故有必要对其升级换代作思虑性会商。
2、双锥回转真空干燥机的干燥速度会商及建议
2.1真空干燥速度的概想
有关文件（1）以为：物料的干燥过程 ，首先是物料表表的水分受热汽化并被真空设备排除 ，物料表表的水分因汽化而逐步削减 ，并在物料内部与表表之间形成温度差。内部的水分在温度差的作用下 ，不休向表表扩散 ，并在达到表表后汽化。另表 ，在真空干燥过程中 ，同时存在着压力差 ，使得被汽化的水分子加快向真空空间移动。
在真空干燥过程中 ，人们总是但愿加快干燥速度 ，缩短干燥功夫 ，但是影响干燥速度成分有以下几点：
1）被干燥物料的情况（如物料状态、大幼尺寸、堆置步骤） ，物料自身的含湿量、密度、粘度等机能。通常 ，物料颗粒细而均匀、堆放疏松、厚度薄 ，则内部水分容易扩散。若提高物料的初温、经真空过滤前处置、降低物料含湿量等 ，均能提高真空干燥速度。
2）真空度越高 ，越利于水分在较低温度下汽化 ，但真空度过高不利于热传导 ，会影响对物料的加热成效。为提高物料干燥速度 ，应凭据物料的个性综合思考真空度。通常 ，真空度不低于1×104Pa。
2.2影响双锥回转真空干燥机的真空干燥速度成分的会商及建议
文件（1）把双锥回转真空干燥机过程作试验 ，别离以真空度、干燥温度、蒸汽压力与干燥功夫为参数 ，试验所作的曲线批注：双锥回转真空干燥机干燥过程可分为第一升温、第一恒温、第二升温、第二恒和善降温五个阶段。其中：
第一升温是加热物料 ，使其升温的预热阶段。该阶段中 ，物猜中水吩禧化量很少；
第一恒温是恒速干燥阶段 ，在该阶段中 ，物料的自由水、表表水和毛细管水等大量汽化。因而 ，温度和真空呈恒定状态 ，且真空杜纂该干燥设备温度下水的鼓和蒸汽压力近似相称；
第二升温是加热物料迁徙内部水分至物料表表的过程 ，由于汽化的水分很少 ，导致物料温度升高和真正度也随之提高；
第二恒温是汽化物包裹水和部门结晶水阶段 ，由于水分迁徙率与汽化率相定 ，故温度和真空呈安稳状态；
降温阶段起头时 ，关关加热蒸汽 ，通以冷却水至筒体夹套 ，冷却筒体使其内部物料温度降落 ，以便卸出干燥制品。
此刻此把某一产品的均匀干燥工艺参数列入下表1。
表1
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阶段
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功夫min
|
真空度MPa
|
干燥温度
℃
|
蒸汽压力MPa
|
鼓和蒸汽压MPa
|
|
第一升温
第一恒温
第二升温
第二恒温
降温
|
30
45
30
75
30
|
0.019
0.024
0.018
0.015
0.007
|
46
63
81
93
95～70
|
0.29
0.43
0.44
0.40
0
|
0.01
0.024
0.051
0.081
0.087～0.032
|
从表中可看到 ，双锥回转真空干燥机干燥过程的分歧阶段所具备的性质也分歧 ，故应该凭据其分歧阶段而设定分歧的操作参数 ，这样能更有效地利用设备的职能。然而 ，现实的双锥回转真空干燥机的很多操作参数是常量不变（如旋转速度）或自动节造（如工作真空度、干燥温度等） ，以下就干燥分歧阶段过程的操作参数对真空干燥速度的影响发展会商 ，并提出建议性的改进定见。
2.2.1双锥回转真空干燥机的旋转速度对真空干燥速度的影响及建议
双锥回转真空干燥机筒体的旋转速度越快 ，干燥速度越高。但在干燥后期 ，随着物料湿含量的降落 ，干燥速度也降低 ，此时提高转速对干燥速度的提高均有害。另表 ，在干燥初期 ，较快的旋转速度 ，会导致湿吩禧化过快而产生物料粘结成团的景象。因而 ，应在干燥初期选取较低的转速 ，待物料表表较干以及不结团时再提高转速 ，以便加快干燥速度、缩短干燥功夫。
对此点 ，建议可选用变频电机 ，使筒体的旋转速度在运行时能改观 ，并有菜单可设定分歧功夫段所选用的分歧筒体旋转速度（0～10r/min内无级调速） ，即要有功夫-速度关系的设定。
2.2.2双锥回转真空干燥机的加扰纂冷却对真空干燥速度的影响及建议
双锥回转真空干燥机夹套内对流换热需别离提供热量和冷量 ，故夹套内将经历以热蒸汽步骤的升温及以冷却水步骤的降温。文件（1）以为 ，提高热介质温度可加快升温速度 ，缩短干燥功夫。对粘性大的物料 ，热介质温度高容易产生结团景象。降低冷却水温度可加快降温速度 ，也可缩短工作周期。随着物料的性质分歧 ，可选择适当的温度 ，常以变温干燥法为佳 ，即在干燥初期温度低 ，逐步提高温度以增大干燥速度。
对此点 ，建议可选用温度传感元件 ，使双锥回转真空干燥机夹套内热量或冷量节造能在运行时改观 ，并有菜单可设定分歧功夫段所选用的温度 ，即要有功夫-温度关系的设定。
2.2.3双锥回转真空干燥机的真空度对真空干燥速度的影响及建议
通常双锥回转真空干燥机选用1×103～1×104Pa真空度 ，真空度高 ，物猜中湿吩禧化温度低 ，干燥速度快。但真空度过高 ，会导致抽气系统成本增长 ，干燥后物料价值增高 ，经济上不合算。但从上表可知 ，在降温阶段的真空值很幼 ，故应分段来节造真空度的压力。
对此点 ，建议可选用压力传感元件 ，使双锥回转真空干燥机筒体内真空度节造能在运行时改观 ，并有菜单可设定分歧功夫段所选用的真空度 ，即要有功夫-真空度关系的设定。
2.2.4双锥回转真空干燥机的锥体角度及充填量对真空干燥速度的影响
双锥回转真空机筒体堆放颗粒状或粉末状物料时 ，当物料堆斜面与底面间夹角增大到某个角度时 ，将产生侧面物料下滑落的景象。此时产生物料滑落的斜面与底部的夹角称该物料的滑移角（滑移角与物料组成、湿含量、粒度和粘杜仔关）。故双锥回转真空干燥机的设计和选择时 ，应凭据物料的滑移角而选择锥体的角度。
文件（1）也以为 ，现实装料容积与干燥筒体容积之比为充填率。双锥回转真空干燥机的充填率通常为30%～50%之间 ，其与物料的堆密度也有关。
从上可知 ，双锥回转真空干燥机筒体锥体的角度太大或太幼城市影响翻动混合成效 ，而其形成的物料干燥表表^终影响了干燥速度。同样 ，现实装料容积充填率过高也会影响翻动混合成效 ，影响了干燥速度。
3、双锥回转真空干燥机的结构会商
固然双锥回转真空干燥机有着很多实用性利益 ，但结构上的不美满之处故障了其利用发展 ，国内也只有一家造作商作了研发 ，且在无菌原料药干燥上利用。出格对利用于无菌原料药出产来说 ，尚未改进设备所存在的不美满之处阐发为 ，一是抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与洗濯问题；二是筒体结构的洗濯或灭菌问题；三是进料/出料结构的易出料与洗濯问题。
3.1抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与洗濯问题会商
在部门双锥回转真空干燥机的抽真空管空套回转轴装置中 ，其选取双骨架轴密封结构 ，由于此结构密封的不成靠 ，在筒体抽真空的作用下极易造成泄漏 ，有时会出现所谓的“漏油”景象。同时 ，也由于密封的不成靠会在干燥时滚存粉 ，此处的滚存粉用通常的旋动弹态水洗步骤是难以洗净的 ，这样会引起换批时的交叉传染。
近期国内有造作商对此作了肯定的改进 ，有的选取特殊密封（如特殊的机械密封、磁流体密封等）。也有的造作商在抽真空结构上作了改进 ，使抽真空部门不伸进筒体内部 ，仅在旋转筒体名义与其接触 ，选取金属烧结网做过滤器 ，容易洗濯 ，容易消毒灭菌 ，并配有效高纯氮气反吹的系统 ，预防粉尘物料梗塞过滤网孔 ，确保真空通顺。由此看来 ，只有正视所存在的幽微环节 ，设法作肯定改进能使经典设备赋予新的性命。
3.2筒体结构的洗濯和灭菌问题会商
在部门双锥回转真空干燥机筒体的洗濯中 ，有的靠切换真空管路 ，放入洗濯水旋转筒体再放净 ，这样动态洗濯法是无法彻底洗净的 ，至少在动静接触面和结料处是不能洗净。
其次是部门造作商没有把筒体当作压力容器来设计及造作 ，很难做到切换真空管路通入蒸汽来灭菌 ，故谈不上蒸汽的在位灭菌。这里当然涉及到进料/出料结构与密封结构 ，其大局和承压机能也与蒸汽灭菌有关。而在无菌环境使用设备的至关沉要要求就是洗濯后的灭菌 ，通常灭菌的步骤中较有效和直接的步骤是湿热和干热灭菌 ，基于该设备筒体结构是不成拆的 ，不能选取干热灭菌 ，只能选取湿热（蒸汽）灭菌。
对此 ，说白了就是设法方便洗濯和灭菌 ，也只有能萦绕此专题所发展即可。近期国内有造作商对结构做了肯定的改进 ，在洗濯方面 ，选取靠切换真空管路 ，放入加压的净水旋转筒体 ，再放净的步骤 ，固然有所提高 ，但实效也不是^梦想。在灭菌方面 ，有的造作商在造作筒体和料阀方面思考到承压性 ，其可选取切换真空管路而通入蒸汽也实现SIP。
3.3进料/出料结构的易出料与洗濯性问题会商
此问题虽说是上承3.2所延长的 ，但进料/出料的特殊要求是易放净、易操作、易洗濯/消毒。国内部门造作商选取蝶阀或可拆卸结构 ，也获得了肯定功效 ，但对照GMP和相应工艺要求 ，这里可发展的研发是大有文章可做。
4．双锥回转真空干燥机升级的思虑性设想
上述仅是笔者愚见 ，至于双锥回转真空干燥机要升级换代的话 ，能够研发的思路好多 ，笔者感应还能够尝试以下几个思路 ，这里仅为思虑性及建议性的设想。
4.1拓宽双锥回转真空干燥机的职能 ，以适应更广的利用
4.1.1增长搅拌和造粒职能
可在双锥回转真空干燥机的抽真空管中穿入一个带喷嘴的管（能喷粘合剂） ，同使劓空管进入筒体内部处增设一个固定搅拌叶片。当筒体动弹过程中 ，固定在抽真空管上搅拌叶片迫使物料从其两侧面流过 ，这样在物料沿筒壁滑动的同时 ，又增长了径向活动。因而 ，能有效地提高了混合搅拌物料的成效 ，加快了湿吩禧化 ，提高了干燥速度。尔后在粉体物料工艺实现时 ，可由穿入带喷嘴（能喷粘合剂的管）喷出相应粘合剂 ，将粉末状干物料造成颗粒状制品。
4.1.2增长搅拌和粉碎职能
国内有的造作商选取破碎装置 ，该装置的刀具为四把组合整体结构 ，选取十字交叉分列 ，由短到长 ，顺次焊接 ，刀具选取分歧的长度 ，分歧的角度。确保旋转时能与物料充分接触 ，保障破碎成效。这样物料在双锥回转真空筒体内一向地翻动 ，并与筒壁进行热互换（筒壁名义半剖盘面用热水进行循环加热）。在双锥筒体旋转时破碎刀同时动弹 ，每当筒体旋转一圈 ，物料与破碎刀接触一次。由于破碎刀的转速较快（^高为250r/min） ，而筒体的转速较慢（通常为3 r/min） ，故每当物料与刀具接触时 ，破碎成效^显著 ，筒体内系统在真空下运行。
4.2构筑双锥回转真空干燥机系统设计的概想 ，以适应出产率的提高
双锥回转真空干燥机能在出产中有效利用的话 ，必然是一个系统的概想 ，其中有机溶剂收回系统是一个关键的过程。造作商在供给双锥回转真空干燥机设备时 ，不能只提供单机 ，而是应提供系统 ，应试虑有机溶剂的回收 ，由于溶剂的沸点较低 ，故选取冷冻水进行冷凝冷却 ，确保溶剂能回收利用 ，预防被真空泵抽走后传染大气。
此表 ，国内有的造作商在系统设计上作了很大抵力 ，除上有机溶剂收系统表 ，还设有高纯氮气反吹系统、放空过滤系统、半剖盘管加热系统、热水温控系统等等。
4.3研发CIP/SIP结构 ，以适应无菌级的出产
关于双锥回转真空干燥机的CIP/SIP结构应该换个思路去研发其结构 ，除上所谈及的思路表 ，还能通过快开式表接喷淋洗濯装置 ，当；苯尤胪蔡 ，并形成洗濯环路系统。也可设想整个双锥回转真空干燥机的筒体能拆卸（如夹持式方锥形混合机结构） ，这样整个筒体能进入洗濯站内实现洗濯及灭菌 ，当然此设想的难度太大。而此点也是双锥回转真空干燥机能升级换代的基础 ，使其能适应无菌级的出产。
5．幼结
本文从理论上对双锥回转真空干燥机的真空干燥速度作了会商 ，同时辰析了国内有的双锥回转真空干燥机结构的不美满之处 ，提出了以真空干燥理论为凭据 ，对其进行升级换代的研发 ，总体上提高双锥回转真空干燥机的研发和利用水平 ，使这已经典实用产品焕发出新的性命力。然而 ，本文仅为其升级提出一些思虑性建议的设想 ，以馈有志之士参考 ，使双锥回转真空干燥机的造作和利用日趋臻美。
附记：近悉老^李桢先生病故 ，撰本文也为怀想李桢先生为双锥回转真空干燥机技术所作出的贡献 ，愿他在地府之下安眠。
