CN115768554A - 用于处理大量批次的具有湿度的物料的方法和流化装置单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在流化装置中处理大量批次的具有湿度和物料温度的物料的方法和装置,其中在第一处理时间段(I)中,引起在物料中的湿度的液体的至少一部分借助于干燥气体蒸发,从而一批次物料通过与其相联系的蒸发热的提取由物料初始温度冷却到物料最小温度且在第二处理时间段(II)中通过借助于干燥气体进行的热供应液体进一步蒸发,从而一批次物料加热到物料最终温度且如此在处理期间一批次物料的湿度降低直到剩余湿度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在包括流化装置的流化装置单元中处理大量批次的具有湿度和物料温度的物料的方法,其中流化装置单元的流化装置具备具有物料入口和物料出口的流化室,其此外包括用于流化在流化室中的物料的具有干燥气体湿度的干燥气体的流体入口和流体出口,其中在第一处理时间段中在流化装置中处理一批次物料期间带入到流化室中的一批次物料的引起在物料中的湿度的液体的至少一部分通过借助于干燥气体进行的热供应蒸发,从而一批次物料通过与其相联系的蒸发热的提取由物料初始温度冷却到物料最小温度且在第二处理时间段中通过借助于干燥气体进行的热供应液体进一步蒸发,从而一批次物料加热到物料最终温度且如此在处理期间一批次物料的湿度降低直到剩余湿度。
此外,本发明涉及用于以流化装置和控制设备处理大量批次的具有湿度和物料温度的物料的流化装置单元,其中流化装置具备具有物料入口和物料出口的流化室,其此外包括用于流化流化室中的物料的、具有干燥气体湿度的干燥气体的流体入口和流体出口,其中在第一处理时间段中在流化装置中处理一批次物料期间带入到流化室中的一批次物料的引起在物料中的湿度的液体的至少一部分通过借助于干燥气体进行的热供应蒸发,从而一批次物料通过与其相联系的蒸发热的提取由物料初始温度冷却到物料最小温度且在第二处理时间段中通过借助于干燥气体进行的热供应液体进一步蒸发,从而一批次物料加热到物料最终温度且如此在处理期间一批次物料的湿度降低直到剩余湿度。
背景技术
成批次起加工作用的流化装置自长久以来已知。这样的流化装置尤其构造为流化床装置(Wirbelschichtapparate)或喷动床装置(Strahlschichtapparate,有时也称为喷水床装置)且对于成批次处理物料具有流化室,在其中待处理的物料通过具有干燥气体湿度的干燥气体流化和干燥。
在第一处理时间段中,在流化装置中一批次物料的具有处理时间的处理期间,带入到流化室中的一批次物料的引起在物料中的湿度的液体通过借助于干燥气体进行的热供应蒸发,从而一批次物料通过与其相联系的蒸发热的提取由物料初始温度冷却到物料最小温度。在此物料的自由液体蒸发直至出现在物料中的液体量(湿度)和干燥气体湿度之间的平衡。干燥气体湿度的每个改变对于在物料和干燥气体之间的湿气流具有直接/成比例的效果。平衡取决于在流体入口处的干燥气体湿度和物料的吸湿性质。
在第二处理时间段中,通过借助于干燥气体进行的热供应液体进一步蒸发,从而一批次物料加热到物料最终温度且如此在处理期间一批次物料的湿度降低直到剩余湿度。在此,首先针对物料和干燥气体之间的湿气流的晶间质量传输是限制性因素。同样,在物料的液体和物料之间的毛细管力对于在物料和干燥气体之间出现的湿气流是较重要的。
在物料中在处理后保留的剩余湿度因此非常重要,因为在处理后经处理的物料中的过大的剩余湿度中得出微生物污染的风险且在经处理的物料中的过低的剩余湿度中在随后压制物料例如成为片剂中出现问题,如尤其降低的片剂硬度。
在迄今已知的方法中,为了在流化装置中处理大量批次的具有湿度和物料温度的物料在处理前确定物料最终温度。随着达到物料最终温度,物料在流化装置中的处理结束且物料从流化装置取出。借助于固定地在开始处理前预设的物料最终温度在处理结束时不利的是如下事实,物料中的剩余湿度不仅仅取决于物料最终温度,而且取决于另外的方法参数,如尤其干燥气体湿度。如此,带有分别具有不同干燥气体湿度的干燥气体的相同物料的处理导致在经处理的物料中的不同的剩余湿度。更高的干燥气体湿度与之相应地例如不仅导致较长的处理时间而且导致在经处理的物料中的更高的剩余湿度。
此外已知,通过在物料中的湿度借助于湿度传感器的内嵌测量可实现关于在经处理的物料中可获得的剩余湿度的更高精度。对此不利的是,然而一方面针对湿度传感器的投资成本很高,和另一方面,对于在流化装置中处理不同物料湿度传感器的产品特定的校准的持续耗费。
发明内容
本发明的任务因此是提供一种用于处理大量批次的具有湿度和物料温度的物料的方法和流化装置单元,其中在流化装置单元中根据方法处理的第一批次物料具有与第二批次物料相同的剩余湿度且同时克服已知方法的缺点。
该任务在开头提及的类型的方法中通过以下解决,即,物料最终温度作为对于一批次物料单独的物料最小温度和预设的、对于每批次物料相同的提高温度的总和形成。有利地,对于根据本发明的方法不需要另外的装置构件,如对于自动内嵌测量(Inlinemessung)合适的湿度传感器等,而是方法可单独通过在控制设备的控制软件中的匹配实现。
根据方法的与之相关有利的改进方案,提高温度在参考测量中确定,其中提高温度相应于在参考测量中处理的物料的物料最小温度和参考测量中处理的物料的物料最终温度之间的温差。特别优选地,作为参考测量第一批次物料的处理用于流化装置中的大量批次物料。此外,参考测量也可在流化装置中处理大量批次的物料前作为相同物料的单独处理执行,也就是说已经在大量批次物料的实际处理前进行一批次物料的单独的测量。这样的参考测量提供优点,相应地测量许多物料且如此例如构建针对极其不同的待处理的物料的数据库。
与之相应地,根据方法的附加的有利的改进方案,在流化装置中处理大量批次物料前从数据库确定提高温度。由此可非常快速地且简单地选择用于处理大量批次的相应的提高温度。此外,通过数据库存在可能性,在未知的还未测量的物料中可基于类似的已经测量的物料对于期望的剩余湿度估计提高温度。
在优选方法的另一有利的设计方案中,待处理的物料在流化装置上游布置的制粒设备中制造且紧接着供应给流化装置。待处理的物料可但是同样在流化装置中、例如在实施喷洒制粒的流化床装置中生成。
此外,在有利的方法中,物料最小温度作为在时间间隔中物料温度的中间值形成。通过使用中间值作为物料最小温度,在物料温度中的波动被平衡且物料最小温度可以说“平滑”。由此,大量批次物料的剩余湿度还更好地彼此匹配。与之相关,时间间隔优选地随着达到物料最小温度开始。进一步优选地,在以物料温度的中间值的形式在确定的时间间隔中计算物料最小温度时最低的物料温度更强地、优选地双倍地加权。
相应于该方法的另一有利的设计方案,物料最小温度作为在温度间隔中的物料温度的中间值形成,优选地在围绕最低物料温度的+5℃的温度间隔中,更优选地在围绕最低物料温度的+3℃的温度间隔中。通过使用中间值作为物料最小温度,物料温度中的波动被平衡且物料最小温度可以说“平滑”。由此,大量批次物料的剩余湿度还更好地彼此匹配。同样在此存在可能性,在确定的温度间隔中以物料温度的中间值的形式计算物料最小温度时,最低的物料温度更强地、优选地双倍地加权。
优选地,流化装置具有喷洒设备,其至少时间上在处理期间以液体喷洒一批次物料。通过喷洒在流化装置中的物料可例如开始聚集过程或将添加剂带入到物料中,从而待处理的物料的性质进一步改善。
相应于方法的附加的有利的设计方案,一批次物料的处理在包括流化装置的流化装置单元中在达到物料最终温度后停止。由此,干燥过程结束且带有相应的剩余湿度的物料紧接着从流化装置传送且若有可能经历再处理、例如涂层或供应给再加工、例如以压制成片剂的形式。
此外,该任务在开头提及类型的流化装置单元中通过以下解决,即控制设备包括适用于获取物料最小温度的温度测量设备和评估设备,其适用于形成作为对于一批次物料单独的物料最小温度和在评估设备中预设的对于每批次物料相同的提高温度的总和的物料最终温度。在根据本发明的流化装置单元的设计方案处有利的是,不需要另外的装置构件,如例如适用于自动内嵌测量的湿度传感器等,而是流化装置单元可单独通过在控制设备的控制软件中的匹配实现。根据本发明的流化装置单元尽管较低的投资成本和较低的持续耗费随之带有与还耗费的内嵌测量相同的优点。
相应于流化装置单元的与之相关有利的设计方案,温度测量设备具有布置在流化装置的流化室中的热电偶。由此,在流化室中的温度可作为物料温度获取,其由于待处理的物料在流化室中的几乎理想的混合基本上相应于物料温度。
优选地,温度测量设备和评估设备形成结构单元。这样的结构单元空间节省。
根据流化装置单元的附加的有利的改进方案,流化装置构造为流化床或喷动床装置。
在流化装置单元的此外有利的设计方案中,流化装置具有喷洒设备,优选地喷洒喷嘴,特别优选地多材料喷洒喷嘴,用于待施加到待处理的物料上的液体。
附图说明
随后本发明根据附图更详细地阐释。其中:
图1示出了用于处理大量批次的具有湿度的物料的优选的流化装置单元的第一实施例的示意图,其具有流化装置和控制设备,
图2示出了在流化装置单元的流化装置中处理一批次物料时随时间呈现的不仅物料温度而且过程最终温度的原则流程的示意图,
图3示出了在使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行常规处理时,试验1的带有试验确定的测量数据的表格,
图4示出了在使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行常规处理时,试验2的带有试验确定的测量数据的表格,
图5示出了关于时间呈现的带有试验1和2的物料温度以及过程最终温度的曲线的图表,
图6示出了在使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行常规处理时,试验3的带有试验确定的测量数据的表格,
图7示出了在使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行常规处理时,试验4的带有试验确定的测量数据的表格,
图8示出了关于时间呈现的带有试验3和4的物料温度以及过程最终温度的曲线的图表,
图9示出了在根据优选的方法使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行处理时,试验5的带有试验确定的测量数据的表格,
图10示出了在根据优选的方法使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行处理时,试验6的带有试验确定的测量数据的表格,
图11示出了关于时间呈现的带有试验5和6的物料温度以及过程最终温度的曲线的图表,
图12示出了在根据优选的方法使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行处理时,试验7的带有试验确定的测量数据的表格,
图13示出了在根据优选的方法使用流化装置单元的流化装置对具有湿度和物料温度的一批次物料进行处理时,试验8的带有试验确定的测量数据的表格,
图14示出了关于时间呈现的带有试验7和8的物料温度以及过程最终温度的曲线的图表。
具体实施方式
只要没有另外说明,随后的描述涉及适用于处理物料G的、包括流化装置1的流化装置单元2的全部在附图中示出的实施形式。
图1示出了优选的流化装置单元2的第一实施形式的示意图。流化装置单元2适用于处理大量批次的具有湿度fG和物料温度TG的物料G且具有流化装置1和控制设备3。
在示出的实施形式中,流化装置1构造为喷动床装置4。喷动床装置4的结构由下向上包括分配室5、流化室6、膨胀区7和排气部件8。
在未示出的实施形式中,流化装置单元2的流化装置1例如构造为流化床装置或流化床制粒机。
流化装置单元2的流化装置1的流化室6具有物料入口9和物料出口10。此外,流化室6具有用于在流化室6中流化物料G的、具有干燥气体湿度fTG的干燥气体TG的流体入口11和流体出口12。
对于干燥在流化装置1中的待处理的物料G所需的干燥气体TG供应给分配室5,在其处干燥气体TG分配且经由具有间隙开口13和干燥气体偏转部件14的流体入口11优选地作为一种类型的自由射束进入到流化室6中。另外,流化装置横截面可以可选地在膨胀区7中增大,如在图1中呈现的,从而干燥气体流动的速度在流化装置1中朝向上持续减低。干燥气体TG作为清洁气体A离开优选地在排气部件8中的喷动床装置4,其中在排气部件8中构造有除尘系统15,尤其过滤筒或纺织过滤元件。在示出的实施形式中,流化装置1的流化室6经由物料入口9与布置在流化装置1上游的制粒设备16以具有湿度fG和物料温度TG的物料G覆层。制粒设备16在此优选地构造为挤出机或同样作为高剪切制粒机。
在流化室6中,物料G通过干燥气体TG向上沿除尘系统15的方向一起带走。在流化室6的上方区域中以及在位于其上的膨胀区7中干燥气体速度vTG下降,从而向上流动的物料G侧向上从干燥气体流离开且可落回到流化室6中。流化室6在下方区域中由倾斜的侧面17限制。由于倾斜的侧面17,物料G在重力的作用下经由回流区18沿构造为间隙开口13的流体入口11的方向输送,在其处物料G紧接着又由干燥气体TG一起带走到流化室6中。
通过该机制,构造物料G的非常相同的循环19,其输送物料G的几乎理想的混合。在流化室6的下方区域中,可布置或布置有一个或多个喷洒设备20、优选地喷洒喷嘴等,其与干燥气体TG相同指向地向上喷洒且用于带入若有可能附加的液体F。液体F在流化室6的下方区域中的这样的带入称为底部喷洒。
喷洒设备20、优选地双材料喷嘴构造成喷洒带有小于0.5微米至200微米、优选地10微米至100微米、特别优选地20微米和60微米之间的微滴大小的微滴。完全特别优选地,喷洒的微滴具有25微米至40微米、最优选地30微米的微滴大小。
通过借助于喷洒设备20和加载喷洒设备20的压缩空气设定微滴大小,在喷洒时出现的剪切力可准确设定,从而待喷洒的液体F、适宜地悬浮液或乳液的非常均匀的微滴大小可得到或可实现。微滴积聚在物料G处且在干燥气体流中优选地进行液体F和物料G的湿度fG的膜蒸发。
由于在喷动床装置4的流化室6的喷洒区域21中物料G的非常有利的热和材料传递以及高循环19实现了,液体F尽可能地在物料G处离析且其由此均匀地在物料表面处交联。在物料G在喷洒区域21和回流区18之间的同时高循环19中均匀的交联促使如下,即,形成在物料G上的非常均匀的液体膜。通过干燥过程,液体F以及物料G中的一定量的液体F(湿度fG)蒸发且随着排气A离开喷动床装置4。
经处理的物料G从流化装置1的分送经由物料出口10进行,其适宜地通过溢流或通过体积分送部件、尤其旋转阀(Zellenradschleuse)或者也通过重力分离器、优选地以可见气体加载的Z字形分离器或立管分离器可以实现。
可以根据需要在流化室6中、优选地在回流区18中设置机械机组23,如例如粉碎机、切碎机等,以便通过粉碎生成足够细的物料G。
在流化室6或位于其上方的装置部件、膨胀区7和排气部件8中,可以可选地布置一个或多个喷洒设备23,其优选地向下喷洒(顶部喷洒)。液体F同样可以通过喷洒设备23注入到喷动床装置4的流化室6中。备选地,添加剂或其他组分可以通过一些喷洒设备20,23以液体形式喷入并且因此均匀地嵌入物料G中。
在另一未呈现的实施形式中,喷洒设备20,23可以在其位置方面布置在流化室6中,尤其同样在侧面17处。
控制设备3包括用于获取物料温度TG的具有热电偶24的温度测量设备25和用于在处理一批次物料G期间从材料温度TG,…确定物料最小温度TG,…,min的评价设备26。温度测量设备25和评价设备26适宜地构造结构单元27。
热电偶24布置在流化装置1的流化室6中。借助于热电偶24,由于在流化室6中待处理的物料G的几乎理想的混合基本上对应于物料温度TG,…的流化室6中的温度T可被获取为物料温度TG,…。
物料温度TG,…可由温度设备25的热电偶24经由通信器件30转发到控制设备3的评价设备26处并且可以存储在控制设备3的存储器件28上。评价设备26适宜地适用于相对于物料最小温度TG,…,min评价物料温度TG,...并将物料最小温度TG,…,min存储在存储器件28上。
此外,评估设备26适合于存储对于每批次物料G相同的提高温度T+。提高温度T+可以以不同的方式确定,优选地通过参考测量。
评估设备26还适用于作为对于一批次物料G的单独物料最小温度TG,…,min和在评价设备26中预设的、对每批次物料G相同的提高温度T+的总和计算物料最终温度TG,…,E。
用于存储提高温度T+的数据库29同样例如经由通信器件30处于与控制设备3的连接中。
在图2中呈现了当在图1中示例性地描述的流化装置单元2的流化装置1中处理一批次物料G时不仅物料温度TG而且过程最终温度TE随处理时间t的原则曲线的示意图。在此,物料温度TG以单位“℃”给出,且时间以单位“分钟”给出。物料最终温度TG,…,E表示过程最终温度TE。
干燥物料G的处理时间t分为两个处理时间段I和II。
在处理时间段I中,在流化装置1中处理一批次物料G期间,通过借助于干燥气体TG进行的热供应Q,带入到流化室6中的一批次物料的引起物料G中的湿度fG的液体FG的至少一部分蒸发,从而一批次物料G通过与其相联系的蒸发热△QV的提取从物料初始温度TG,…,A冷却到物料最小温度TG,…,min。
作为物料最小温度TG,…,min例如可形成为在加工时间段I中的物料温度TG,…的最小值或作为在时间间隔△t中的物料温度TG,…的中间值。在此,时间间隔△t适宜地随着达到物料最小温度TG,…,min开始。优选地,在时间间隔△t中计算以物料温度TG,…的中间值的形式的物料最小温度TG,…,min时最低的物料温度TG,…,△t增强地、优选地双倍地加权。
备选地,物料最小温度TG,…,min可形成为在温度间隔△T中的物料温度TG,…的中间值,优选地在围绕最低物料温度TG,…的+5℃的温度间隔中,更优选地在围绕最低物料温度TG,…的+3℃的温度间隔△T中。同样在此出现如下可能性,在确定的温度间隔△T中计算以物料温度TG,…的中间值的形式的物料最小温度TG,…,min时最低的物料温度TG,…增强地、优选地双倍地加权。
在处理时间段II中,通过借助于干燥气体TG进行的热供应Q进一步蒸发液体FG,从而一批次物料G加热到物料最终温度TG,…,E且如此在处理一批次物料G的湿度fG,…期间降低直至剩余湿度fG,…,R。随着达到物料最终温度TG,…,E,干燥过程停止,经处理的物料G从流化装置1取出且若有可能供应给再处理。
物料最终温度TG,…,E作为对于一批次物料G单独的物料最小温度TG,…,E和预设的、对于每批次物料G相同的提高温度T+的总和形成。物料最小温度TG,…,E此外取决于在物料G中的液体FG的量和干燥气体湿度fTG。
提高温度T+适宜地在参考测量中确定,其中提高温度T+相应于在参考测量中处理的物料G的物料最小温度TG,…,min和在参考测量中处理的物料G的物料最终温度TG,…,E之间的温差。
紧接着优选地,大量批次物料G的第一批次物料G的处理用作参考测量或作为参考测量在流化装置1中处理大量批次物料G前相同物料G的单独处理如在该批次物料G的稍后处理中那样执行。此外,存在如下可能性,在流化装置1中处理大量批次物料G前从数据库确定提高温度T+。
试验1至8,其测量数据在图3至14的表格和图表中呈现,以下文的试验装配来执行。
在图3,4,6,7,9,10,12和13的表格中,理论值以字母S且在相应的试验中测量的实际值以字母I标记。
在试验1(V1)至8(V8)中,由四种不同的制粒材料,即1276克乳糖、648克微晶纤维素(MCC)、61克聚乙烯吡咯烷酮(PVP 30)和40克滑石粉的混合物,以及475克水作为制粒液,在制粒设备16(Thermo ScientificTM公司的双螺杆挤出机,型号为Pharma 16)中生产出构造为湿颗粒的物料G,其中生产率为5kg/h,并且紧接着分批进入流化装置1,Glatt GmbH公司的型号为GPCG 2 LabSystem进行处理,尤其用于干燥。在流化装置1中,过滤开口为20微米的纺织品过滤元件T165P被用作除尘系统15。
在试验1(V1)至4(V4)中,使用了根据现有技术的传统方法来干燥物料G,其中物料最终温度TG,…,E被提前、即在试验开始之前确定为固定的温度值。
对于试验1(V1)至4(V4),过程最终温度TE,…被分别确定为42.1℃,即当达到42.1℃的物料最终温度TG,…,E时,停止在流化装置1的流化室6中对相应物料G的处理。
在此,试验1(V1)和2(V2)以及试验3(V3)和4(V4)被认为是相同物料G的相应批次。
在所有的试验1(V1)至4(V4)中,分别在试验1(V1)至4(V4)中的一个中预设的干燥气体温度TTG,…,FE、干燥气体湿度fT,…,FE、以及干燥气体体积流VTG,…,FE在流化装置1的流体入口11处在处理时间t内保持恒定。
在图3中呈现的表格显示了试验1(V1)的测量数据,其中流化装置1的流化室6已经在流体入口11处用干燥气体TG进行了预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V1,FE为60℃,干燥气体湿度fTG,V1,FE为7.6g/kg,且干燥气体体积流VTG,V1,FE为70m3/h。
图4在表格中显示了对于试验2(V2)的测量数据,其中流化装置1的流化室6在流体入口11处用干燥气体TG进行预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V2,FE为60℃,干燥气体湿度fTG,V2,FE为19.5g/kg,且干燥气体体积流VTG,V2,FE为70m3/h。
因此,试验1(V1)和2(V2)只在干燥气体TG的干燥气体湿度fTG,…,FE方面有差异。
图5中呈现的图表显示了对于试验1(V1)和2(V2)在流化装置单元2的流化装置1中处理一批次物料G期间的物料温度TG,…。
如在图2中已经解释的那样,在第一处理时间段I中,在流化装置1中处理一批次物料G期间,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,带入到流化室6中的该批次物料G的引起在物料G中的湿度fG,…的液体FG的至少一部分蒸发,从而由于与其相联系的蒸发热△QV的提取,该批次物料G从物料初始温度TG,…,A冷却到物料最小温度TG,…,min。
在第二处理时间段II中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,液体FG继续蒸发,从而该批次物料G加热到物料最终温度TG,…,E,并且如此该批次物料G的湿度fG,…在处理期间因此被降低到剩余湿度fG,…,R。
在试验1(V1)中,在持续20分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V1在处理物料G期间从32.1℃的物料初始温度TG,V1,A降至26.1℃的物料温度TG,V1,其中在5分钟后,在第一处理时间段I中达到24.0℃的物料最小温度TG,V1,min。在持续22分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V1,E,在达到此温度的情形中,物料G的处理被中断。物料G通过在42分钟的处理时间tV1期间的处理被干燥到2.75%的剩余湿度fG,V1,R。
在试验2(V2)中,在持续15分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V2在处理物料G期间从32.3℃的物料初始温度TG,V2,A下降至29.4℃的物料温度TG,V2。在5分钟后,在第一处理时间段中I中,达到27.9℃的物料最小温度TG,V2,min。在持续27分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V2,E,在达到该温度的情形中物料G的处理被中断。物料G通过在44分钟的处理时间tV2期间的处理被干燥到4.75%的剩余湿度fG,V2,R。
总之,在相同待处理的一批次物料G中,在试验1(V1)和2(V2)中干燥到42.1℃的之前确定的物料最终温度TG,…,E时,由于在流体入口11处的不同干燥气体湿度fTG,…,FE,达到了不同的剩余湿度fG,…,R。尽管处理时间t较短,但根据试验1处理后物料G中的剩余湿度fG,V1,R相对于根据试验2处理后物料G中的剩余湿度fG,V2,R更小。关于试验2(V2)的较高的剩余湿度fG,V2,R,针对试验1(V1)的剩余湿度fG,V1,R和针对试验2(V2)的剩余湿度fG,V2,R的差异在相应试验的处理时间t后为42.1 %。
图6中呈现的表格显示了试验3(V3)的测量数据,其中流化装置1的流化室6已经在流体入口11处用干燥气体TG进行了预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V3,FE为65℃,干燥气体湿度fTG,V3,FE为7g/kg,且干燥气体体积流VTG,V3,FE为70m3/h。
图7在表格中显示了对于试验4(V4)的测量数据,其中流化装置1的流化室6在流体入口11处用干燥气体TG进行预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V4,FE为65℃,干燥气体湿度fTG,V4,FE为19.5g/kg,且干燥气体体积流VTG,V4,FE为70m3/h。
因此,试验3(V3)和4(V4)只在干燥气体TG的干燥气体湿度fTG,…,FE方面有差异。
图8中呈现的图表显示了对于试验3(V3)和4(V4)在流化装置单元2的流化装置1中处理一批次物料G期间的物料温度TG,…。
如在图2中已经解释的那样,在第一处理时间段I中,在流化装置1中处理一批次物料G期间,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,带入到流化室6中的该批次物料G的引起在物料G中的湿度fG,…的液体FG的至少一部分蒸发,从而由于与其相联系的蒸发热△QV的提取,该批次物料G从物料初始温度TG,…,A冷却到物料最小温度TG,…,min。
在第二处理时间段II中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,液体F继续蒸发,从而该批次物料G加热到物料最终温度TG,…,E,且因此该批次物料G的湿度fG,…在处理期间被降低到剩余湿度fG,…,R。
在试验3(V3)中,在持续25分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V3在处理物料G期间从33.5℃的物料初始温度TG,V3,A下降到28.4℃的物料温度TG,V3,其中在5分钟后在第一处理时间段I中达到24.3℃的物料最小温度TG,V3,min。在持续14分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V3,E,在达到该温度时,物料G的处理被中断。物料G通过在39分钟的处理时间tV3期间的处理被干燥到2.84%的剩余湿度fG,V3,R。
在试验4(V4)中,在持续30分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V4在处理物料G期间从33.0℃的物料初始温度TG,V4,A下降到29.8℃的物料温度TG,V4。在5分钟后,在第一处理时间段I中,达到28.3℃的物料最小温度TG,V4,min。在持续17分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V4,E,在达到该温度时,物料G的处理被中断。物料G通过在47分钟的处理时间tV4期间的处理被干燥到4.95%的剩余湿度fG,V4,R。
总之,在试验3(V3)和4(V4)中,由于不同的干燥气体湿度fTG,…,FE,在干燥到先前确定的42.1℃的物料最终温度TG,…,E的情形中,在相同的待处理的一批次物料G中在流体入口11处达到不同的剩余湿度fG,…,R。尽管处理时间t较短,但在根据试验3处理后物料G中的剩余湿度fG,V3,R相对于根据试验4处理后物料G中的剩余湿度fG,V4,R更小。关于试验4(V4)的较高的剩余湿度fG,V4,R,在相应试验的处理时间t后,针对试验3(V3)的剩余湿度fG,V3,R和针对试验4(V4)的剩余湿度fG,V4,R之差异为42.6 %。
如其在试验1(V1)至4(V4)中出现的,处理过的物料G中的剩余湿度fG,…,R的这种波动,如已经解释过的那样,会导致再加工中的困难,或者由于剩余湿度fG,…,R过高,从而存在微生物污染的风险,或者由于剩余湿度fG,…,R过低,从而可出现问题,例如在下游将物料G压成片剂时。
在试验5(V5)至8(V8)中,使用了用于在流化装置单元2中干燥物料G的优选方法,其中物料最终温度TG,…,E作为对于一批次物料G单独的物料最小温度TG,…,min和预定的对于每批次物料G相同的提高温度T+的总和形成。
在此,试验5(V5)和6(V6)以及试验7(V7)和8(V8)被认为是相同物料G的相应批次。
针对试验5(V5)至8(V8),来自试验1(V1)的物料最小温度TG,V1,min和物料最终温度TG,V1,E之间的温差被选为提高温度T+。因此,相应于试验1(V1)对于所有执行的试验5(V5)至8(V8),提高温度T+为18.1℃。
在所有试验5(V5)至8(V8)中,分别在试验5(V5)至8(V8)中的一个中预设的干燥气体温度TTG,…,FE、干燥气体湿度fTG,…,FE、以及干燥气体体积流VTG,…,FE在流化装置1的流体入口11处经过处理时间t保持不变。
图9中呈现的表格显示了试验5(V5)的测量数据,其中流化装置1的流化室6已经在流体入口11处用干燥气体TG进行了预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V5,FE为60℃,干燥气体湿度fTG,V5,FE为8.2g/kg,且干燥气体体积流VTG,V5,FE为70m3/h。
图10在表格中显示了关于试验6(E6)的测量数据,其中流化装置1的流化室6在流体入口11处用干燥气体TG进行预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V6,FE为60℃,干燥气体湿度fTG,V6,FE为20g/kg,且干燥气体体积流VTG,V6,FE为70 m3/h。
因此,试验5(V5)和6(V6)只在干燥气体TG的干燥气体湿度fTG,…,FE方面有差异。
因此,在试验5期间,过程最终温度TV5,E作为物料最小温度TG,V5,min和提高温度T+的总和得出为42.1℃,即当达到42.1℃的物料最终温度TG,V5,E时,物料G在流化装置1的流化室6中的处理被停止。
因此,在试验6(V6)期间,过程最终温度TV6,E作为物料最小温度TG,V6,min和提升温度T+的总和得出为48.6℃,即当达到48.6℃的物料最终温度TG,V6,E时,物料G在流化装置1的流化室6中的处理停止。
图11中所示的图表呈现了针对试验5(V5)和6(V6)在流化装置单元2的流化装置1中处理一批次物料G期间的物料温度TG,…。
如在图2中已经解释的那样,在流化装置1中处理一批次物料G期间,在第一处理时间段I中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,带入到流化室6中的一批次物料G的引起在物料G中的湿度fG,…的液体FG的至少一部分蒸发,从而由于与其相联系的蒸发热△QV的提取,该批次物料G从物料初始温度TG,…,A冷却到物料最小温度TG,…,min。
在第二处理时间段II中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,液体F继续蒸发,从而该批次物料G加热到物料最终温度TG,…,E,并且在处理期间该批次物料G的湿度fG,…因此被降低到剩余湿度fG,…,R。
在试验5(V5)中,在持续30分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V5在处理物料G期间从48.1℃的物料初始温度TG,V5,A下降到30℃的物料温度TG,V5。5分钟后,在第一处理时间段I中,达到24.0℃的物料最小温度TG,V5,min。在持续17分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V5,E,在达到该温度的情况下,物料G的处理被中断。物料G通过在47分钟的处理时间tV5期间的处理被干燥到2.91%的剩余湿度fG,V5,R。
在试验6(V6)中,在持续35分钟的第一处理时间段I中,在处理物料G期间,物料温度TG,V6从46.2℃的物料初始温度TG,V6,A下降到35.6℃的物料温度TG,V6。在10分钟后,在第一处理时间段I中,达到30.5℃的物料最小温度TG,V6,min。在持续45分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到48.6℃的物料最终温度TG,V6,E,在达到该温度的情形中,物料G的处理被中断。物料G通过在80分钟的处理时间tV6期间的处理被干燥到2.84%的剩余湿度fG,V6,R。
因此,在流化装置单元2的流化装置1中处理、尤其干燥物料G的情形中,通过使用优选的方法基本获得相同的剩余湿度fG,…,R。关于试验5(V5)的较高剩余湿度fG,V5,R,对于试验5(V5)的剩余湿度fG,V5,R与剩余湿度fG,V6,R和6(V6)之间的差异在相应试验的处理时间t后仅为1.7%。
图12中呈现的表格显示了试验7(V7)的测量数据,其中流化装置1的流化室6已经在流体入口11处用干燥气体TG进行了预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V7,FE为65℃,干燥气体湿度fTG,V7,FE为8g/kg,干燥气体体积流VTG,V7,FE为70m3/h。
图13在表格中显示了关于试验8(V8)的测量数据,其中流化装置1的流化室6在流体入口11处用干燥气体TG进行预处理,其具有的干燥气体温度TTG,V8,FE为65℃,干燥气体湿度fTG,V8,FE为20g/kg,且干燥气体体积流量VTG,V8,FE为70m3/h。
因此,试验7(V7)和8(V8)只在干燥气体TG的干燥气体湿度fTG,…,FE方面有差异。
因此,在试验7(V7)期间,过程最终温度TV7,E作为物料最小温度TG,V7,min和提高温度T+的总和得出为41.8℃,即在达到41.8℃的物料最终温度TG,V5,E时,物料G在流化装置1的流化室6中的处理被停止。
因此,在试验8(V8)期间,过程最终温度TV8,E作为物料最小温度TG,V8,min和提高温度T+的总和得出为49.3℃,即当达到49.3℃的物料最终温度TG,V6,E时,物料G在流化装置1的流化室6中的处理停止。
图14中所示的图表呈现了对于试验7(V7)和8(V8)在流化装置单元2的流化装置1中处理一批次物料G期间的物料温度TG,…。
如在图2中已经解释的那样,在流化装置1中处理一批次物料G期间,在第一处理时间段I中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,带入到流化室6中的一批次物料G的引起在物料G中的湿度fG,…的液体FG的至少一部分蒸发,从而由于与其相联系的蒸发热△QV的提取,一批次物料G从物料初始温度TG,…,A冷却到物料最小温度TG,…,min。
在第二处理时间段II中,由于借助于干燥气体TG进行的热供应Q,液体FG继续蒸发,从而该批次物料G加热到物料最终温度TG,…,E,且因此该批次物料G的湿度fG,…在处理期间被降低到剩余湿度fG,…,R。
在试验7(V7)中,在持续25分钟的第一处理时间段I中,物料温度TG,V7在处理物料G期间从48.2℃的物料初始温度TG,V7,A下降到27.5℃的物料温度TG,V7。在5分钟后,在第一处理时间段I中,达到23.7℃的物料最小温度TG,V7,min。在持续15分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到42.1℃的物料最终温度TG,V7,E,在达到该温度的情形中物料G的处理被中断。物料G通过在40分钟的处理时间tV7期间的处理被干燥到2.40 %的剩余湿度fG,V7,R。
在试验8(V8)中,在持续30分钟的第一处理时间段I中,在处理物料G期间,物料温度TG,V8从52.4℃的物料初始温度TG,V8,A下降到36.2℃的物料温度TG,V8。在5分钟后,在第一处理时间段I中,达到31.2℃的物料最小温度TG,V8,min。在持续20分钟的第二处理时间段II中,物料G然后被加热到49.3℃的物料最终温度TG,V8,E,在达到该温度的情形中物料G的处理被中断。物料G通过在50分钟的处理时间tV8期间的处理被干燥到2.67%的剩余湿度fG,V8,R。
因此,在流化装置单元2的流化装置1中处理、尤其干燥物料G时,通过使用优选的方法获得基本上相同的剩余湿度fG,…,R。关于试验8(V8)的较高剩余湿度fG,V8,R,在相应试验的处理时间t后,针对试验7(V7)的剩余湿度fG,V7,R和针对试验8(V8)的剩余湿度fG,V8,R的差异只为10.1%。
利用优选的方法,第一批次(V5, V7)物料G在流化装置单元2中处理后,与第二批次(V6, V8)相同物料G具有几乎相同剩余湿度fG,…,R。
因此,与已知的方法相比,根据优选方法不同批次的处理的物料G中的剩余湿度fG,…,R方面的波动可以忽略不计,并且处理后的物料G可以毫无问题地被供应给再处理,例如压制片剂。
Claims (18)
1.一种在包括流化装置(1)的流化装置单元(2)中处理大量批次的具有湿度(fG,…)和物料温度(TG,…)的物料(G)的方法,其中所述流化装置单元(2)的流化装置(1)具备具有物料入口(9)和物料出口(10)的流化室(6),其此外包括用于流化在所述流化室(6)中的物料(G)的、具有干燥气体湿度(fTG,…)的干燥气体(TG)的流体入口(11)和流体出口(12),其中在第一处理时间段(I)中在一批次物料(G)在所述流化装置(1)中的处理期间带入到所述流化室(6)中的一批次物料(G)的引起所述物料(G)中的湿度(fG,…)的液体(FG)的至少一部分通过借助于所述干燥气体(TG)进行的热供应(Q)蒸发,从而所述批次物料(G)通过与其相联系的蒸发热(△QV)的提取由物料初始温度(TG,…,A)冷却到物料最小温度(TG,…,min)且在第二处理时间段(II)中通过借助于所述干燥气体(TG)进行的热供应(Q)液体(FG)进一步蒸发,从而所述批次物料(G)加热到物料最终温度(TG,…,E)上且如此在处理期间所述批次物料(G)的湿度(fG,…)降低直至剩余湿度(fG,…,R),其特征在于,所述物料最终温度(TG,…,E)作为针对一批次物料(G)单独的物料最小温度(TG,…,min)和预设的、对于每批次物料(G)相同的提高温度(T+)的总和形成。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提高温度(T+)在参考测量中确定,其中所述提高温度(T+)相应于在所述参考测量中处理的物料(G)的物料最小温度(TG,…,min)和在所述参考测量中处理的物料(G)的物料最终温度(TG,…,E)的温差。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,作为参考测量,第一批次物料(G)的处理用于在所述流化装置(1)中的大量批次的物料(G)。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参考测量在所述流化装置(1)中处理大量批次的物料(G)前作为相同物料(G)的单独处理执行。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提高温度(T+)在所述流化装置(1)中处理大量批次的物料(G)前从数据库(30)确定。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,待处理的物料(G)在布置在所述流化装置(1)上游的制粒设备(16)中制造且紧接着供应给所述流化装置(1)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述物料最小温度(TG,…,min)作为所述物料温度(TG,…)的中间值在时间间隔(△t)中形成。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述时间间隔(△t)随着达到所述物料最小温度(TG,…,min)开始。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,在时间间隔(△t)中以所述物料温度(TG,…)的中间值的形式计算所述物料最小温度(TG,…,min)的情形中最低的物料温度(TG,…)在所述时间间隔(△t)中更强地、优选地双倍地加权。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述物料最小温度(TG,…,min)作为所述物料温度(TG,…)的中间值在温度间隔(△T)中形成,优选地在围绕所述最低的物料温度(TG,…)的+5℃的温度间隔(△T)中,更优选地在围绕所述最低的物料温度(TG,…)的+3℃的温度间隔(△T)中。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在温度间隔(△T)中以物料温度(TG,…)的中间值的形式计算所述物料最小温度(TG,…,min)的情形中所述最低的物料温度(TG,…)在所述温度间隔(△T)中更强地、优选地双倍地加权。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述流化装置(1)具有喷洒设备(20,23),其至少时间上在处理期间以液体(G)喷洒一批次物料(G)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,一批次物料(G)的处理在包括所述流化装置(1)的流化装置单元(2)中在达到所述物料最终温度(TG,…,E)后停止。
14.一种用于处理大量批次的具有湿度(fG,…)和物料温度(TG,…)的物料(G)的流化装置单元(2),带有流化装置(1)和控制设备(3),其中所述流化装置(1)具备具有物料入口(9)和物料出口(10)的流化室(6),其此外包括用于在所述流化室(6)中流化所述物料(G)的、具有干燥气体湿度(fTG,…)的干燥气体(TG)的流体入口(11)和流体出口(12),其中在所述流化装置(1)中在第一处理时间段(I)中处理一批次物料(G)期间带入到所述流化室(6)中的所述批次物料(G)的引起所述物料(G)中的湿度(fG,…)的液体(FG)的至少一部分通过借助于所述干燥气体(TG)进行的热供应(Q)蒸发,从而所述批次物料(G)通过与其相联系的蒸发热(△QV)的提取由物料初始温度(TG,…,A)冷却到物料最小温度(TG,…,min)上,且在第二处理时间段(II)中通过借助于所述干燥气体(TG)进行的热供应(Q)液体(FG)进一步蒸发,从而所述批次物料(G)加热到物料最终温度(TG,…,E)上且如此在处理所述批次的物料(G)的湿度(FG,…)期间降低直至剩余湿度(fG,…,R),其特征在于,所述控制设备(3)包括适用于获取所述物料最小温度(TG,…,min)的温度测量设备(25)和评价设备(26),其适用于形成作为对于一批次物料(G)单独的物料最小温度(TG,…,min)和在所述评价设备(26)中预设的、对于每批次的物料(G)相同的提高温度(T+)的总和的物料最终温度(TG,…,E)。
15.根据权利要求14所述的流化装置单元(2),其特征在于,所述温度测量设备(25)具有布置在所述流化装置(1)的流化室(6)中的热电偶(24)。
16.根据权利要求14或15所述的流化装置单元(2),其特征在于,温度测量设备和评价设备形成结构单元。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的流化装置单元(2),其特征在于,所述流化装置(1)构造为流化床装置或喷动床装置(4)。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的流化装置单元(2),其特征在于,所述流化装置(1)具有用于待施加到待处理的物料(G)上的液体(F)的喷洒设备(20,23)、优选地喷洒喷嘴、特别优选地多材料喷洒喷嘴。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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