CN204086917U

CN204086917U - 能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置

Info

Publication number: CN204086917U
Application number: CN201420496759.9U
Authority: CN
Inventors: 刘雳; 仇永跃; 周天芳; 童佳均; 潘晖峰; 王治
Original assignee: ZHENGDA QINGCHUNBAO PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: ZHENGDA QINGCHUNBAO PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2024-08-29

Abstract

能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，包括进风过滤器、冷却除湿器、转轮除湿器、流化床、引风机和数据采集控制器，进风过滤器的出风口与冷却除湿器的进风口管道相连、冷却除湿器的出风口与转轮除湿器的进风口连通；流化床内部从上到下依次装有捕尘器及抖袋装置、喷雾器和进风加热器，转轮除湿器的出风口与进风加热器进风口连通，转轮除湿器出风口与进风加热器进风口之间设有进风口温湿度传感器和风速传感器；引风机进风口与流化床出风口配有出风口温湿度传感器；数据采集控制器包括PLC主机、数模转换器、电源。本实用新型的有益效果是：适应不同气候条件，精确调节流化床干燥工艺条件，缩短干燥时间、减少物料受热和节约能源的效果。

Description

能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置

技术领域

本实用新型涉及一种能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，属于制药工程设备领域。

背景技术

流化床干燥机是目前药品制造中最为常用的干燥和制粒设备之一。该设备以空气流将粉末悬浮成流化状态，同时喷入湿药液(或粘合剂)，使粉末凝结成颗粒，实现制粒干燥一步完成。制成的颗粒细致均匀，流动性好，生产效率高，因此被普遍采用。影响颗粒形成和干燥的因素包括底粉的细度、湿药液的浓度、喷液温度和速度、气流温度和流量等。

作为干燥介质的空气含湿量对于流化床干燥制粒过程具有重大影响，通常要求较低的含湿量。如果含湿量过高，水分的传递速率较低，会导致物料受热时间延长，增加能源消耗；如果升高空气温度，会加快热敏性物质的破坏，低熔点物质熔融，导致颗粒粘连。而且在干燥制粒的不同阶段，对空气温湿度最适要求也不同。在底粉预热阶段，低湿高温空气较好；在喷雾干燥阶段，保持稳定适宜的空气温湿度对于维持喷液-蒸发平衡，颗粒形成至关重要；在颗粒干燥阶段，空气温度不能超过物料可容忍的限度，湿度越小时间越短。由于流化床干燥一般采用环境空气，不可避免地受到天气影响，导致工艺条件不稳定，产品批次间差异较大。在中国的南方地区，梅雨季节空气相对湿度可达到90％以上，对流化床生产造成极大困难，也会严重影响药品质量。

目前已有部分厂家在流化床进风口增加了冷却除湿装置，以降低空气湿度。但这种装置不可能将空气含湿量降至冷却介质温度的露点以下，往往仍然难以达到低湿要求。此外，在换热器上凝结的水滴还有可能被气流带进风管，削弱除湿效果。这种除湿装置输出的空气含湿量相对固定，也不能适应不同工艺阶段对空气湿度的要求。

发明内容

本实用新型针对目前的的冷却除湿装置不可能将空气含湿量降至冷却介质温度的露点以下，往往仍然难以达到低湿要求、在换热器上凝结的水滴还有可能被气流带进风管，削弱除湿效果的问题，提出了一种能够适应不同的气候条件，精确调节流化床干燥工艺条件，达到缩短干燥时间、减少物料受热和节约能源的效果的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置。

本实用新型所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：包括进风过滤器、冷却除湿器、转轮除湿器、流化床、引风机和数据采集控制器，所述的进风过滤器的出风口与所述的冷却除湿器的进风口管道相连、所述的冷却除湿器的出风口与所述的转轮除湿器的进风口连通；所述的流化床内部从上到下依次装有捕尘器及抖袋装置、喷雾器和进风加热器，所述的转轮除湿器的出风口与进风加热器的进风口连通，并且所述的转轮除湿器出风口与所述的进风加热器的进风口之间设有进风口温湿度传感器和能根据风管截面积折算风量的风速传感器；所述的流化床的出风口与引风机的进风口连通，并且所述的引风机进风口与流化床出风口配有出风口温湿度传感器；所述的数据采集控制器包括PLC主机、数模转换器、电源，所述的进风过滤器、冷却除湿器、转轮除湿器、引风机以及所述的进风口温湿度传感器、风速传感器和出风口温湿度传感器均通过与所述的PLC主机的信号连接，所述的电源与所述的PLC主机电连。

所述的转轮除湿器的进风口处配有再生风加热器和再生风过滤器，其中，再生风过滤器的出风口与再生风加热器的进风口连通、再生风加热器的出风口与转轮除湿器的进风口连通。

所述的冷却除湿器采用来自公共制冷系统的冷冻介质环系统或者独立氟利昂或环保型制冷机组。

转轮除湿器中用于吸附水分的介质为硅胶、氯化锂、溴化锂、分子筛或它们的复合物。

所述的进风温湿度传感器和所述的出风口温湿度传感器耐受温度为180-200℃，湿度测量精度在±5％以内，温度测量精度在±2℃以内。

进风温湿度、风量、出风温湿度数据被采集后，由计算机进行分析，给出实时除湿量：

Q＝(H_out-H_in)×V_air×α

其中，H_out为出风口绝对含湿量(g/m³)由出风口温湿度传感器折算而来；H_in(g/m³)为进风口绝对含湿量(g/m³)，由进风口温湿度传感器折算而来；V_air指风速(m/s)；α为风管截面积对应的经验换算系数，事先由风速传感器测得。

本实用新型工作过程：进风过滤器对空气进行净化，然后由冷凝除湿器进行初级除湿，再通过转轮吸附除湿将空气含水量进一步降低至目标水平。空气流经进风温湿度传感器、风速传感器(可根据风管截面积折算风量)，然后通过流化床的换热器加热至目标温度，流经物料层后，由除尘布袋拦截细小粉尘，最后流经出风口温湿度传感器。

根据实时除湿量可以判断干燥制粒的工艺阶段：在粉体预热阶段，Q接近为0；在喷雾制粒阶段，Q应与喷入的湿药液含水量(或溶剂量)对应，且维持稳定状态，说明蒸发量和喷入量基本平衡；在颗粒干燥阶段，Q应逐步减小，直到趋于稳定。根据Q的变化情况，可以灵活调节引风机功率(转速)、转轮除湿机转速(改变进风湿度)，确保颗粒尺寸分布和含水量符合要求。该装置利用冷却除湿机可将空气含水量降低70-90％，再由转轮除湿机将空气进一步干燥至目标水平。由传感器对过程进行实时监测，并通过引风机功率(或运转频率)和转轮除湿机转速实现稳定控制。

本实用新型的有益效果是：1)能适应高湿度环境条件工况，吸附除湿可将进风空气含湿量降低至3g/kg以下；2)根据传感器测量数据和计算分析，可以对工艺阶段作出准确判断，降低塌床、过度和长时间加热的风险，对于确保产品批次间一致性和节能降耗具有重要意义；3)通过累积多批次生产过程数据，有利于逐步加深对工艺过程的理解，为持续改进提供数据支持；4)干燥阶段的Q值还直接反映物料含水量。较现行的离线取样测定水分方法更为迅速灵敏，简便经济，实用性好。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型

参照附图：

实施例1本实用新型所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，包括进风过滤器11、冷却除湿器12、转轮除湿器13、流化床20、引风机24和数据采集控制器16，所述的进风过滤器11的出风口与所述的冷却除湿器12的进风口管道相连、所述的冷却除湿器12的出风口与所述的转轮除湿器13的进风口连通；所述的流化床16内部从上到下依次装有捕尘器及抖袋装置23、喷雾器22和进风加热器21，所述的转轮除湿器13的出风口与进风加热器21的进风口连通，并且所述的转轮除湿器13出风口与所述的进风加热器21的进风口之间设有进风口温湿度传感器31和能根据风管截面积折算风量的风速传感器32；所述的流化床20的出风口与引风机24的进风口连通，并且所述的引风机24进风口与流化床20出风口配有出风口温湿度传感器33；所述的数据采集控制器16包括PLC主机、数模转换器、电源，所述的进风过滤器11、冷却除湿器12、转轮除湿器13、引风机24以及喷雾器22、所述的进风口温湿度传感器31、风速传感器32和出风口温湿度传感器33均通过与所述的PLC主机的信号连接，所述的电源与所述的PLC主机电连。

所述的转轮除湿器13的进风口处配有再生风加热器14和再生风过滤器15，其中，再生风过滤器15的出风口与再生风加热器14的进风口连通、再生风加热器14的出风口与转轮除湿器13的进风口连通。

所述的冷却除湿器12采用来自公共制冷系统的冷冻介质循环系统或者独立制冷机组。

转轮除湿器13中用于吸附水分的介质为硅胶。

所述的进风温湿度传感器31和所述的出风口温湿度传感器33耐受温度为180-200℃，湿度测量精度在±5％以内，温度测量精度在±2℃以内。

Q＝(H_out-H_in)×V_air×α

其中，H_out为出风口绝对含湿量(g/m³)由出风口温湿度传感器折算而来；H_in(g/m³)为进风口绝对含湿量(g/m³)，由进风口温湿度传感器折算而来；V_air指风速(m/s)；α为风管截面积对应的经验换算系数，事先由专用风量测量装置测得。

根据实时除湿量可以判断干燥制粒的工艺阶段：在粉体预热阶段，Q接近为0；在喷雾制粒阶段，Q应与喷入的湿药液含水量(或溶剂量)对应，且维持稳定状态，说明蒸发量和喷入量基本平衡；在颗粒干燥阶段，Q应逐步减小，直到趋于稳定。根据Q的变化情况，可以灵活调节引风机功率(转速)、转轮除湿机转速(改变进风湿度)，确保颗粒尺寸分布和含水量符合要求。该装置利用冷却除湿机可将空气含水量降低70-90％，再由转轮除湿机将空气进一步干燥至目标水平。由传感器对过程进行实时监测，并通过引风机功率和转轮除湿机转速实现稳定控制。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：包括进风过滤器、冷却除湿器、转轮除湿器、流化床、引风机和数据采集控制器，所述的进风过滤器的出风口与所述的冷却除湿器的进风口管道相连、所述的冷却除湿器的出风口与所述的转轮除湿器的进风口连通；所述的流化床内部从上到下依次装有捕尘器及抖袋装置、喷雾器和进风加热器，所述的转轮除湿器的出风口与进风加热器的进风口连通，并且所述的转轮除湿器出风口与所述的进风加热器的进风口之间设有进风口温湿度传感器和能根据风管截面积折算风量的风速传感器；所述的流化床的出风口与引风机的进风口连通，并且所述的引风机进风口与流化床出风口配有出风口温湿度传感器；所述的数据采集控制器包括PLC主机、数模转换器、电源，所述的进风过滤器、冷却除湿器、转轮除湿器、引风机以及所述的进风口温湿度传感器、风速传感器和出风口温湿度传感器均通过与所述的PLC主机的信号连接，所述的电源与所述的PLC主机电连。

2.如权利要求1所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：所述的转轮除湿器的进风口处配有再生风加热器和再生风过滤器，其中，再生风过滤器的出风口与再生风加热器的进风口连通、再生风加热器的出风口与转轮除湿器的进风口连通。

3.如权利要求1所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：所述的冷却除湿器采用来自公共制冷系统的冷冻介质循环系统或者独立制冷机组。

4.如权利要求1所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：转轮除湿器中用于吸附水分的介质为硅胶、氯化锂、溴化锂、分子筛或它们的复合物。

5.如权利要求1所述的能精确控制流化床干燥空气含湿量的装置，其特征在于：所述的进风温湿度传感器和所述的出风口温湿度传感器耐受温度为180-200℃，湿度测量精度在±5％以内，温度测量精度在±2℃以内。