CN104132529A - 用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法 - Google Patents

用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法，该导热油冷却系统，导热油冷却系统外置在热媒循环管道上并包括有控制阀、导热油冷却器、多个热媒阀和多个循环泵；导热油冷却器设置在冻干箱和冷凝器之间的热循环管道上，导热油冷却器具有导热油管和围绕导热油管的冷却水套，导热油管连接热媒循环管道，循环水通过冷却水套，以在导热油流过导热油管后冷却至压缩机工作温度。导热油冷却方法包括三次循环交换冷却。本发明的导热油冷却系统外置在热媒循环管道上，采用导热油冷却器配合自动阀门控制循环交换冷却过程，能够快速冷却导热油，进而缩短SIP之后的冷却周期，由于有效缩短冷却时间，可提高产能。

Description

用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法
技术领域
本发明涉及一种制药冻干机，具体说涉及一种冻干机的冷却系统。
背景技术
为了保证药品的无菌性，冻干机例如三重热交换板式冻干机的冻干箱包括冷凝器、相关阀门及管道必须通过蒸汽灭菌作为无菌空间来管理。整个灭菌过程是在温度为121℃、绝对压力为0.205MPa的条件下进行。灭菌之后，冻干箱和冷凝器的内部温度便在121℃以上，而系统内的导热油也要在100℃以上。自然冷却的时间需要24小时以上，这么长的时间无法迎合客户的需求。因此，冻干机都附带冷却水夹套进行SIP(在线蒸汽灭菌)之后的冷却，但水夹套只能冷却冻干箱壳体，对板层内导热油的冷却需要冷却到合适的温度再开启压缩机进行硅油冷却，这是为了不影响压缩机的使用寿命，而压缩机的开启温度为40度。这个冷却周期仍然需要9小时以上，而客户需要更短的时间。
因此，如何能快速进行冷却以满足市场需求、提高产能，这是冻干箱制造商共同需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法，可有效缩短冷却时间，以提高产能。
本发明的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统，所述冻干机包括冻干箱、冷凝器、真空泵、热媒循环管道、压缩机，所述导热油冷却系统外置在热媒循环管道上并包括有控制阀、导热油冷却器、多个热媒阀和多个循环泵；所述导热油冷却器设置在所述冻干箱和冷凝器之间的热循环管道上，所述导热油冷却器具有导热油管和围绕所述导热油管的冷却水套，所述导热油管连接所述热媒循环管道，循环水通过所述冷却水套，以在导热油流过所述导热油管后冷却至压缩机工作温度。
所述多个循环泵的数量为2个，包括第一循环泵和第二循环泵；所述多个热媒阀的数量为2个，包括第一热媒阀和第二热媒阀。
所述导热油经过外部的所述导热油冷却器的水循环，由高温导热油的温度快速降低到压缩机工作温度。
由高温导热油的温度快速降低到压缩机工作温度是在2小时之内从120℃降至35℃，以便直接开启压缩机制冷导热油。
本发明的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却方法，上述本发明的导热油冷却系统实施并包括三次循环交换冷却。
其中第一次循环交换冷却包括：开启第一循环泵、第一热媒阀和控制阀，以使管道中的导热油流经所述冷却器经循环冷却至40℃；第二次循环交换冷却包括：开启第一循环泵和控制阀，打开第二热媒阀，关闭第一热媒阀，使循环冷却冷凝器中的导热油至60℃；以及第三次循环交换冷却包括：当冷凝器导热油的温度低于60℃，直接开启压缩进行制冷；冷凝器中的导热油经过压缩机制冷后，温度迅速下降，再将控制阀置于关的状态，使循环冻干箱内的导热油制冷。
本发明的导热油冷却系统外置在热媒循环管道上，采用导热油冷却器配合自动阀门控制循环交换冷却过程，对外观和冻干性能不产生影响，并能够快速冷却导热油，进而缩短SIP之后的冷却周期，由于有效缩短冷却时间，可提高产能。
附图说明
图1是采用本发明一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统进行第一次交换冷却的示意图；
图2是采用本发明一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统进行第二次交换冷却的示意图；
图3是采用本发明一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统进行第三次次交换冷却的示意图；以及
图4是本发明一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统的布置图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。在附图中相同的附图标记表示相同的部分。
图4示出本发明一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统。冻干机包括冻干箱1、冷凝器2、真空泵5、热媒循环管道9，导热油冷却系统外置在热媒循环管道9上并包括控制阀6、导热油冷却器2、2个热媒阀即第一热媒阀8a和第二热媒阀8b和2个循环泵即第一循环泵7a、7b和压缩机4。导热油冷却器2设置在冻干箱1和冷凝器2之间的热循环管道9上，导热油冷却器2具有导热油管和围绕所述导热油管的冷却水套(未标示)，导热油管连接热媒循环管道9以供导热油流过，而循环水通过冷却水套，以在导热油流过导热油管后被冷却至压缩机4的工作温度，该工作温度是35℃左右，即在该工作温度可直接开启压缩机4制冷导热油。
本发明的三重热交换板式冻干机的导热油冷却方法采用本发明的导热油冷却系统实施并在SIP之后包括三次循环交换冷却，如图1至图3所示，图中的粗实线是显示的是热媒循环管道9中的导热油是高温导热油，虚线是显示热媒循环管道9中的是仅冷却的导热油，而点线显示冷却剂循环。其中第一次循环交换冷却,如图1所示，包括：开启第一循环泵7a、第一热媒阀8a和控制阀6(处于ON位置)，以使管道中的导热油流经冷却器，如虚线部分所示，导热油经循环冷却至40℃。第二次循环交换冷却，如图2所示，包括：开启第一循环泵7a和控制阀6(处于ON位置)，打开第二热媒阀8b，关闭第一热媒阀8a，使循环冷却冷凝器2中的导热油至60℃，如虚线部分所示。第三次循环交换冷却，如图3所示，包括：当冷凝器导热油的温度低于60℃，直接开启压缩机进行制冷，如点线部分所示；冷凝器2中的导热油经过压缩机4制冷后，温度迅速下降，再将控制阀置于关闭(处于OFF位置)状态，使循环冻干箱1内的导热油制冷，如虚线部分所示。
通过理论计算，导热油经过外部导热油冷却器2的水循环，可以在2小时之内将导热油从120℃降至35℃(以800L导热油为例计算)，进而直接开启压缩机制冷导热油。
需要注意的是不能直接冷却板层内的导热油，因为SIP之后，板层内的导热油温度在120℃以上，直接使用冷却水进行热交换，会使外部交换器内的冷却水瞬间沸腾，压力升高，会有爆炸的危险，为安全起见，因此必须进行第一次循环交换冷却即先冷却热媒循环管道9中的导热油，如图1所示的中间虚线部分。
实验证明，通过以上3次循环冷却，以20平方的冻干机(800L导热油)为例，只需30分钟便可以讲导热油从120℃降至室温，将整个SIP之后的冷却周期降至2小时之内。
综上所述，本发明的导热油冷却系统是外置在热媒循环管道9上，采用导热油冷却器2配合自动阀门包括控制阀6、热媒阀8a、8b的控制，有效缩短冷却时间。
从以上对本发明的一个实施例的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统及冷却方法的详细说明可知，本发明具有以下优点：
本发明采用水冷的方法对导热油进行快速冷却，进而缩短SIP之后的冷却周期，提高产能；冷却器2设置在循环配管9上，只增加阀门6、8a、8b进行控制，对外观和冻干性能不产生影响。
应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统，所述冻干机包括冻干箱、冷凝器、真空泵、热媒循环管道、压缩机，其特征在于，所述导热油冷却系统外置在热媒循环管道上并包括有控制阀、导热油冷却器、多个热媒阀和多个循环泵；所述导热油冷却器设置在所述冻干箱和冷凝器之间的热循环管道上，所述导热油冷却器具有导热油管和围绕所述导热油管的冷却水套，所述导热油管连接所述热媒循环管道，循环水通过所述冷却水套，以在导热油流过所述导热油管后冷却至压缩机工作温度。
2.根据权利要求1所述的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统，其特征在于，所述多个循环泵的数量为2个，包括第一循环泵和第二循环泵；所述多个热媒阀的数量为2个，包括第一热媒阀和第二热媒阀。
3.根据权利要求1所述的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统，其特征在于，所述导热油经过外部的所述导热油冷却器的水循环，由高温导热油的温度快速降低到压缩机工作温度。
4.根据权利要求3所述的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却系统，其特征在于，由高温导热油的温度快速降低到压缩机工作温度是在2小时之内从120℃降至35℃，以便直接开启压缩机制冷导热油。
5.一种用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却方法，其特征在于，采用权利要求1至5之任一项所述的导热油冷却系统实施并包括三次循环交换冷却。
6.根据权利要求5所述的用于三重热交换板式冻干机的导热油冷却方法，其特征在于，其中第一次循环交换冷却包括：开启第一循环泵、第一热媒阀和控制阀，以使管道中的导热油流经所述冷却器经循环冷却至40℃；第二次循环交换冷却包括：开启第一循环泵和控制阀，打开第二热媒阀，关闭第一热媒阀，使循环冷却冷凝器中的导热油至60℃；以及第三次循环交换冷却包括：当冷凝器导热油的温度低于60℃，直接开启压缩进行制冷；冷凝器中的导热油经过压缩机制冷后，温度迅速下降，再将控制阀置于关的状态，使循环冻干箱内的导热油制冷。
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