CN102435049A

CN102435049A - 无水葡萄糖干燥设备及干燥工艺

Info

Publication number: CN102435049A
Application number: CN2011103301469A
Authority: CN
Inventors: 王勇; 王辉; 刘剑侠; 王岩; 孙博; 程平; 郭玉波; 何玉梅
Original assignee: XIWANG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: XIWANG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: CN102435049B

Abstract

本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及无水葡萄糖干燥设备及干燥工艺。本发明的技术方案为：无水葡萄糖干燥设备，包括流化床，还包括回混床，所述的流化床包括一段流化床和二段流化床，所述回混床下部通过送风机I与进气管I连接，所述进气管I上有加热器I，进气管Ⅱ、进气管Ⅲ分别与一段流化床连接，进气管Ⅳ、进气管Ⅴ分别与二段流化床连接，送风机Ⅱ通过换热器Ⅱ分别与进气管Ⅱ、进气管Ⅲ、进气管Ⅳ和进气管Ⅴ连接，避免了因连续干燥造成的物料温度高，成品容易变色结块的现象。

Description

无水葡萄糖干燥设备及干燥工艺

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及无水葡萄糖干燥设备及干燥工艺。

背景技术

葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源，在食品、医药工业上可直接使用，在工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C。其主要制剂产品是大输液和高渗中针, 由于输液和中针的特殊给药途径，原料的质量就显得尤其重要。特别是热源反应、杂质含量、异物等, 如果没有保证，都可能对患者造成极大的伤害。无水葡萄糖是生产输液或中针的换代产品，美国及日本等国家作为注射用的葡萄糖都要求用无水葡萄糖，并在国家药典中反映，如日本药方规定葡萄糖注射液仅以无水糖为原料。

无水葡萄糖是一水葡萄糖的更新换代产品，与一水葡萄糖相比产品具有无热源反应、杂质含量少、纯度高等优点。在医药行业，利用无水葡萄糖制成的葡萄糖注射液、葡萄糖氯化钠注射液，可用于因某些原因进食减少或不能进食时补充热能；对于低血症、饥饿性酮症、失水等有良好的医疗效果。无水葡萄糖的生产多采用双酶法：以淀粉乳为原料，经过液化、糖化、除渣、脱色、离交、蒸发、结晶、分离等精制处理得到一水葡萄糖，后经溶糖、脱色、煮糖、分离、干燥及包装工序得到无水葡萄糖。

无水葡萄糖因为不含结晶水，大大减少了杂质及微生物的引入。无水葡萄糖生产行业中，产品干燥是关键一步。无水葡萄糖在煮糖结晶、分离完毕之后，物料水分一般在2%左右，干燥设备效率高低，直接影响着整个生产的效率和产品质量，干燥器性能是保障产品质量和节约能源的关键环节。目前，无水葡萄糖生产企业产品的干燥以流化床为主要干燥设备，流化床具有维护工作量小、故障率低、维护简便、运行可靠等诸多优点，但是，回混床设备操作不易控制、沸腾效果不好、单位面积产量低，同比，流化床干燥效率低，不利于大规模生产，产品单耗较高。

风机是无水葡萄糖生产干燥过程中最重要的辅助设备之一，而最初应用于此类干燥系统的引风机、送风机均采用电机工频恒速运行方式，再通过入口风门挡板节流调节风量来达到自动控制流化床体内压力的目的，其弊端是无法有效控制电机，无论系统负荷有无变化，电机均处于工频运行模式。这既造成了大量电能的浪费，也降低了电机的寿命，另一方面多数厂家仍采用传统的控制方法即通过继电器控制，这种控制方式存在着启动电流大，运行安全可靠性差、能源浪费等问题。

干燥过程中，在保证干燥送风的洁净度的同时，将少量水分更有效率的去除掉，如何在保证干燥效果的同时进行节能，在生产质量跟踪过程中还发现，无水葡萄糖成品入库后，物料温度有回升的现象，极不利于储存，也是困扰当前生产厂家的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了无水葡萄糖干燥设备，一段升温干燥，二段持续降温的工艺装置，避免了因连续干燥造成的物料温度高，成品容易变色结块的现象。另外，在回混床底部设计安装搅拌器，当发现回混床内的压力升高，物料液位上升时，开启搅拌，保证物料的沸腾效果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：无水葡萄糖干燥设备，包括流化床，还包括回混床，所述的流化床包括一段流化床和二段流化床，一段流化床的出料口与二段流化床的进料口连接，所述的回混床、一段流化床通过管道连接，回混床、一段流化床和二段流化床分别与旋风分离器和引风机通过管道连接，所述回混床下部通过送风机I与进气管I连接，所述进气管I上有加热器I，进气管Ⅱ、进气管Ⅲ分别与一段流化床连接，进气管Ⅳ、进气管Ⅴ分别与二段流化床连接，送风机Ⅱ通过换热器Ⅱ分别与进气管Ⅱ、进气管Ⅲ、进气管Ⅳ和进气管Ⅴ连接，所述换热器I和换热器Ⅱ分别与蒸汽管道连接，送风机Ⅲ通过换热器Ⅲ与二段流化床的出料口连接，所述换热器Ⅲ连接冷冻水管道。冷冻水为7℃水。

在所述的回混床底部安装有搅拌器。在床体液位高、压力增大时开启，保证物料的沸腾效果，顶部的布料器，能够保证物料均匀分布在床体上。

本发明所述旋风分离器的出风口处连接有水雾除尘器。一般无水葡萄糖生产企业均采用一级流化床系统，干燥气体经过旋风分离器后直接排入大气。干燥气体温度高，气体中含有大量糖粉，经过旋风分离器后仍携带有较多的糖粉，直接排入大气中，造成了严重的环境污染，同时，大量糖粉流失，使产品收率降低，造成较严重的浪费，不利于生产。为了解决无水葡萄糖干燥工艺中糖粉回收问题，我公司于2008年09月08日申请的中国专利号为：2008200277211，公开了一种无水葡萄糖流化干燥工艺中的糖粉回收装置，能够有效地回收旋风分离器排出气体中夹带的糖粉，即为本明的水雾除尘器。

本发明所述回混床、一段流化床和二段流化床的侧壁上有压力变送器。所述压力变送器与变频器通过信息线连接，变频器与中央控制系统和DCS系统通过信息线连接，变频器与引风机连接。压力变送器信号反馈于DCS系统，控制变频器调节电机的输入电流，来控制风机风量。调节回混床、一级流化床内和二级流化床内的负压值，同时通过设定床体的压力参数，实现中央控制系统的自动联锁，以其利用变频器来自动调节控制引风机的风量，使得物料持续稳定的处于沸腾状态，达到最好的干燥效果。一般在-0.1MPa左右，设定二级流化床内的负压值为某一固定参数，一般为-0.15MPa，该信号反馈给中央控制器，后作用于变频器，来调节引风机的风量，实现床体内的风量平衡。

无水葡萄糖干燥工艺，物料在回混床内进行干燥后，进入一段流化床和二段流化床进一步干燥的同时对物料降温冷却。包括以下工艺步骤：

1）、物料从上部进入回混床，回混床底部进气管I的进风温度为70-75℃，进风压力为0.7-1.2KPa，回混床内的温度为58-63℃，物料流量为6.25T/h，经初步干燥的物料进入一段流化床内；

2）、与一段流化床连接的进气管Ⅱ和进气管Ⅲ的进风温度为23-30℃，进风压力为0.8-1.1KPa，物料流量为6.25T/h，物料进入二段流化床内；

3）、与二段流化床连接的进气管Ⅳ和进气管Ⅴ的进风温度为23-30℃，进风压力为0.8-1.1KPa，物料流量为6.25T/h，干燥后的物料经进风温度为----冷却后由二段流化床的排料口排出；

4）、回混床、一段流化床和二段流化床产生的废气经旋风分离器和水雾除尘器排出。

所述回混床、一段流化床设置为-0.05～-0.15MPa，调整二段流化床内的压力-0.1～-0.2MPa。

按照一定的温度梯度，循序渐进的降低蒸汽用量，同时，检测成品水分含量，依据跟踪结果，逐步把流化床由加热作用改为降温作用。

逐步降低干燥系统的进风温度，跟踪过程中无水葡萄糖的水分结果，跟踪成品出料温度，逐步改变干燥机制，使干燥过程在回混床内完成，流化床由加热作用改为降温冷却作用，降低成品物料温度，改善物料外观，有效避免物料结块的状况。

根据我国现行的行业设计规定，干燥系统的引风机的余量一般为25%～30%，风压裕度为20%～30%。因此现行的控制模式是在这一范围内对系统的控制参数进行效调节。压力变送器在测点处测得的床体负压值转变为电流信号直接输入到变频器的模拟量输入端子，之后经CPU内部PID调节器处理后实现对变频器的无级调速。这种控制方式与传统的风门自动调节都可达到调节压力的目的，不同的是它通过变频器调节电机的各参数从而达到控制风量的目的。变频器的轴功率与其转速的立方成正比，因此控制方式在节能降耗方面具有很大优势，同时也可以降低企业的成产成本，保证企业的经济效益。

DCS系统作为大型集成控制系统，可实现集中控制和分散布局的高度统一，其对于现场变频器的控制是其中的一个控制点。现行控制中，正常状态下OCC通过主CPU内部程序控制变频器的启动、运行及停止并对变频器输出的信号进行处理。若设定好床体负压值，并切换至自动控制状态后，中央控制系统则可以根据设定值进行自动调节，实现自动化。

本发明的有益效果是：无水葡萄糖干燥设备，包括流化床，还包括回混床，所述的流化床包括一段流化床和二段流化床，一段流化床的出料口与二段流化床的进料口连接，所述的回混床、一段流化床通过管道连接，回混床、一段流化床和二段流化床分别与旋风分离器和引风机通过管道连接，所述回混床下部通过送风机I与进气管I连接，所述进气管I上有加热器I，进气管Ⅱ、进气管Ⅲ分别与一段流化床连接，进气管Ⅳ、进气管Ⅴ分别与二段流化床连接，送风机Ⅱ通过换热器Ⅱ分别与进气管Ⅱ、进气管Ⅲ、进气管Ⅳ和进气管Ⅴ连接，所述换热器I和换热器Ⅱ分别与蒸汽管道连接，送风机Ⅲ通过换热器Ⅲ与二段流化床的出料口连接，所述换热器Ⅲ连接冷冻水管道。

1 、实现了加热工序的连续性

回混床底部安装搅拌器后，可根据床体内的压力、物料液位的变化，时时开启底部搅拌器，有效地防止了回混床堵料现象，保证了床体内物料的沸腾效果，实现了加热工序的连续性，促使生产更加连续、顺利进行。

2 、节约了生产能源

减少流化床蒸汽的消耗，达到节能降耗的目的，同时，物料降温更加充分，有效地避免了产品包装后结块的现象。

3、经济效益和环境效益显著

有效的改善了成品的外观，缓解了成品结块现象，提高了客户的满意度，创造出巨大的潜在经济效益。

糖粉回收，消除了对环境的污染，同时，回收的糖粉进入母液罐返回一水生产段进行再生产，避免了浪费，降低了生产成本。

3.1、干燥工段节能

预计干燥工段蒸汽消耗由50吨/天降低到15吨/天，每天节约蒸汽35吨，日节约资金3872元，年节约资金116.16万元。

35吨/天×110.62元/吨=3872元/天

3872元/天×300天=116.16万元。

3.2、糖粉回收

将旋风分离器尾气含尘浓度平均值由1200mg/m³左右，处理到平均值24mg/m³左右。

年运行费用总节约金额：

预计该方案实施后，每天可从气流中捕捉葡萄糖1.83吨，每天可节约总金额9882元，年运行总节约金额296.46万元。

32400m3/h×(1200-24) mg/ m3×2×24h=1.83吨（干基）

1.83吨/天×5400元/吨=9882元/天

9882元/天×300天=296.46万元。

3.3、回混床和流化床联合使用

回混床和流化床进行联合使用，这样物料在回混床内已基本实现完全干燥，流化床的使用主要用来对物料进行降温冷却。此项技术的运用减轻了流化床的工作量，提高了其单位面积的产量，降低了单耗及成产成本，提高了无水葡萄糖的生产效率，保证了无水葡萄糖的产品质量，增加了企业的效益。

回混床和流化床的联合使用每年可提高产量20000吨,按生产每吨糖耗电96.69KW﹒h，耗汽0.95吨,人员人工66.87元计算，年可节约成本：电费83.15万元；蒸汽费210.18万元；人员人工费133.74万元；总计金额为427.07万元。

电费：20000×96.69KW﹒h×0.43元/ KW﹒h=83.15万元

蒸汽费：20000×0.95吨×110.62元/吨=210.18万元

人员人工：66.87元/吨×20000=133.74万元。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明控制系统方框图，

图中：1-送风机I，2-换热器I，3-进气管I，4-搅拌器，5-回混床，6-一段流化床，7-二段流化床，8-旋风分离器，9-引风机，10-水雾除尘器，11-送风机Ⅱ，12-换热器Ⅱ，13-进气管Ⅱ，14-进气管Ⅲ，15-进气管Ⅳ，16-送风机Ⅲ，17-进气管Ⅴ，18-换热器Ⅲ，19-出料口，20-DCS系统，21-中央控制系统，22-变频器，23-压力变送器。

具体实施方式

根据图1和图2所示，无水葡萄糖干燥设备，包括流化床，还包括回混床，所述流化床包括一段流化床6和二段流化床7，一段流化床6的出料口与二段流化床7的进料口连接，回混床5、一段流化床6通过管道连接，回混床5、一段流化床6和二段流化床7分别与旋风分离器8和引风机9通过管道连接，回混床5下部通过送风机I1与进气管I3连接，进气管I3上有换热器I2，进气管Ⅱ13、进气管Ⅲ14分别与一段流化床6连接，进气管Ⅳ15、进气管Ⅴ17分别与二段流化床7连接，送风机Ⅱ11通过换热器Ⅱ12分别与进气管Ⅱ13、进气管Ⅲ14、进气管Ⅳ15和进气管Ⅴ17连接，换热器I2和换热器Ⅱ12分别与蒸汽管道连接，送风机Ⅲ16通过换热器Ⅲ18与二段流化床7的出料口19连接，换热器Ⅲ18连接冷冻水管道，在回混床5底部安装有搅拌器4，旋风分离器8的出风口处连接有水雾除尘器10。

回混床5、一段流化床6和二段流化床7的侧壁上有压力变送器23，压力变送器23与变频器22通过信息线连接，变频器22与中央控制系统21和DCS系统20通过信息线连接，变频器22与引风机9连接。

干燥工艺为：

1）、物料从上部进入回混床5，回混床5底部进气管I3的进风温度为70-75℃，进风压力为0.7-1.2KPa，回混床5内的温度为58-63℃，物料流量为6.25T/h，经初步干燥的物料进入一段流化床6内；

2）、与一段流化床6连接的进气管Ⅱ13和进气管Ⅲ14的进风温度为23-30℃，进风压力为0.8-1.1KPa，物料流量为6.25T/h，物料进入二段流化床7内；

3）、与二段流化床7连接的进气管Ⅳ15和进气管Ⅴ17的进风温度为23-30℃，进风压力为0.8-1.1KPa，物料流量为6.25T/h，干燥后的物料经进风温度为--------冷却后由二段流化床的排料口排出；

4）、回混床5、一段流化床6和二段流化床7产生的废气经旋风分离器8和水雾除尘器10排出。

回混床5、一段流化床6设置为-0.05～-0.15MPa，调整二段流化床7内的压力-0.1～-0.2MPa。

Claims

1.无水葡萄糖干燥设备，包括流化床，其特征在于：还包括回混床，所述的流化床包括一段流化床和二段流化床，一段流化床的出料口与二段流化床的进料口连接，所述的回混床、一段流化床通过管道连接，回混床、一段流化床和二段流化床分别与旋风分离器和引风机通过管道连接，所述回混床下部通过送风机I与进气管I连接，所述进气管I上有加热器I，进气管Ⅱ、进气管Ⅲ分别与一段流化床连接，进气管Ⅳ、进气管Ⅴ分别与二段流化床连接，送风机Ⅱ通过换热器Ⅱ分别与进气管Ⅱ、进气管Ⅲ、进气管Ⅳ和进气管Ⅴ连接，所述换热器I和换热器Ⅱ分别与蒸汽管道连接，送风机Ⅲ通过换热器Ⅲ与二段流化床的出料口连接，所述换热器Ⅲ连接冷冻水管道。

2.根据权利要求1所述的无水葡萄糖干燥设备，其特征在于：在所述的回混床底部安装有搅拌器。

3. 根据权利要求1所述的无水葡萄糖干燥设备，其特征在于：所述旋风分离器的出风口处连接有水雾除尘器。

4.根据权利要求1所述的无水葡萄糖干燥设备，其特征在于：所述回混床、一段流化床和二段流化床的侧壁上有压力变送器。

5.根据权利要求4所述的无水葡萄糖干燥设备，其特征在于：所述压力变送器与变频器通过信息线连接，变频器与中央控制系统和DCS系统通过信息线连接，变频器与引风机连接。

6.无水葡萄糖干燥工艺，其特征在于：物料在回混床内进行干燥后，进入一段流化床和二段流化床进一步干燥的同时对物料降温冷却。

7.根据权利要求6所述的无水葡萄糖干燥工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

3）、与二段流化床连接的进气管Ⅳ和进气管Ⅴ的进风温度为23-30℃，进风压力为0.8-1.1KPa，物料流量为6.25T/h，干燥后的物料经冷却后由二段流化床的排料口排出；

8.根据权利要求7所述的无水葡萄糖干燥工艺，其特征在于：所述回混床、一段流化床设置为-0.05～-0.15MPa，调整二段流化床内的压力-0.1～-0.2MPa。