过滤和干燥双线合一--比例放大的实验室过滤-干燥解决方案

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


 


RoLab型过滤-干燥器能够有效地完成过滤和干燥两项任务,并能够实现按比例放大,制造成满足用户要求的设备。


医药产品、化工产品和食品工业领域中的产品都是在实验室中按比例缩小设计的。为了有效地实现比例放大,需要精确细致的微型流程生产设备为原型。本文介绍的是适合于在实验室和流程设备样机生产制造过程中使用的过滤-干燥器。

无论是药品、食品还是化学试剂,许许多多的工业产品都是粉末状的产品。然而最终获得粉末状产品的途径则往往是非常艰难的,例如干燥器中凝聚的不易流动的滤饼就给用户留下了一个几乎无法解决的难题。若要减少操作者的困难,避免操作者人工清除这些“垃圾”,采用一种将过滤和干燥合二为一的组合设备不失为一种可行的解决方案。而在实践中,过滤-干燥器也确实是一种经济的解决方案。在过滤-干燥器中,悬浮物被过滤装置过滤,形成的滤饼也随即被粉碎,经过多次冲洗之后最终被干燥。

可移动的过滤-干燥器

频繁的产品品种转换使得设备需要简单的维护保养方案。在Rosenmund公司研发设计的实验室用过滤-干燥器RoLab中,为了进行检查监控和更换滤清介质,过滤器底部可以下降。其合适的紧固系统允许相同的设备在不加改造的情况下使用常规滤清介质,例如多次性或者一次性的不同过滤精度的金属滤网或者纸质滤芯等。

与流程生产设备不同的是:实验室过滤-干燥器的过滤室法兰不与滤网高度平齐,而是与滤饼所在位置同高。这样一来,在产品灌装时,过滤器底部可以下降,也便于在轨道上向其他房间运送。过滤-干燥器本身也带有轨道,因此它可由一名操作人员方便、快捷地在各个房间里运送。最后,连接好电源和运送空气,装好加热介质和流程生产介质,为下一批次的生产做好准备。


湿式清洁(WIP)的三维模拟图。

搅拌器的透明操作

能够搅拌、上料、下料和传热,并且高度可以调节的S型搅拌器是非常合适的工具。根据S型搅拌器不同的旋转方向,它可以发挥不同的功能。操作者可以通过玻璃观察窗和照明设备对整个过程进行监控,通过调节转速或者搅拌位置,直接对生产流程进行干预。搅拌器的上升和下降由容器外部的行程升降装置进行调节。同时,搅拌轴也由金属波纹管进行密封,在金属波纹管可靠密封的作用下,能够有效地防止产品被污染物侵入、防止细菌滋生或者防止前一批次产品与本批次产品的交叉污染。

残留在产品中的潮气可通过加热烘干。加热所需的热能由被加热的表面提供。在容器的底部和侧壁之间,通过可加热搅拌器进行加热,并具有很高的加热效率。在加真空之后,液体介质的沸点温度和生产流程的温度都被降低。然而压力的快速下降也有一定的负面影响,在开始阶段,可能因高强度的蒸发使得沉积的微粒将潮气蒸发的微孔堵塞,使得残留在内部的潮气无法排出。为解决这一问题,Rosenmund公司专门研发设计了一项工艺技术,使压力在恒定的蒸发率下分级降低。与传统的工艺技术相比较,这种过滤-干燥器的干燥时间明显缩短,残留湿气明显降低。对于过滤-干燥器顶部的灰尘,过滤器能够将细微的产品颗粒从排出的废气中过滤出来。经这种过滤-干燥器处理之后,最后形成的是一个干燥的滤饼,可通过压缩空气的冲击作用从过滤器表面清除下来,返回到容器之中。

清除残留一干二净

实验室设备必须经常完成不同的产品品种转换,每完成一个批次的产品生产之后,必须彻底地进行清洗,而在这种彻底的清洗过程中,大多数昂贵的残留成品也被白白的浪费掉了。过滤-干燥器的S型搅拌装置在产品输出时,可以下降到距容器底部仅几毫米的位置。在侧面出料口的帮助下,可以将残留在容器中的产品残留物减少到仅剩薄薄的一层。为了能够将这薄薄的一层也能排送出去,Rosenmund公司研发设计了集成在S型搅拌刀中的Gas Knife喷嘴系统。该喷嘴利用压缩空气将底部的残留产品进一步吹起,经侧面出料口完全排出。由于有些工程设计公司愿意优先采用人工手动的方式清除产品,因此这种过滤-干燥器产品输出装置中也设计了可换的万能接口,允许手套式操作箱与集装容器连接起来,方便地进行上下料操作。

随后进行的湿式清洗(WIP)是利用冲洗喷嘴进行清洗的。这种喷嘴的配置方式保障了有效地冲洗整个表面。而有效地冲洗整个表面是彻底清理前批次产品残留物的前提条件。喷嘴位置的正确与否是通过核黄素测试来确定的,核黄素是一种试剂,可通过荧光测定极小剂量核黄素的存在。被测试的仪器用核黄素溶液均匀地涂抹一遍,在足够的反应时间后经喷嘴系统喷洒出来。在紫外光的照射下,若没有可见的核黄素存在,则测试合格。同时,为了保证彻底地清除侧面出口中的残留物,Rosenmund公司研发设计了Clean Seal系统。这一系统的密封面为特殊的几何结构,这使它几乎可以避免任何残留物的留存。辅助的清洁喷嘴通过其自洁功能进一步保障了绝无残留,并保障了出口控制阀的持久密封性能。

为了能够供有可燃液体和粉尘的研发中心使用这种过滤-干燥器,这种实验室用过滤-干燥器也获得了Atex易燃易爆危险场合使用的安全认证。
其开关设备和操作元器件都直接安装在有耐压防爆壳的设备电气柜中,无需附加的电缆布线或者外部蓄电池供电。

小结

RoLab型过滤-干燥器能够有效地完成过滤和干燥两项任务,并能够实现按比例放大,将其制造成满足用户要求的设备。这种多功能、多用途的设备既可以用于活性药物成分的小批量生产,或者中间产品的生产,又能够方便地集成到现有流程设备的生产线中。

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