胶囊药品烘干室转轮除湿机选配方案
时间:2025-01-09 阅读:12
转轮除湿机选型概述:由于软胶囊的特殊性,其烘干过程对温度有着严格的限制,不能过高以免损害产品品质。因此,为了提升生产效率,我们必须在降低空气湿度与增加干燥室内的换气次数上寻求突破。为了确保软胶囊干燥室内的温度、湿度、洁净度以及足够的换气次数,同时满足GMP标准,我们必须精心构建一个符合上述所有参数要求的人工环境。
在软胶囊烘干技术领域,目前主要有三种方式:转笼式烘干、履带式烘干以及静态托盘烘干。经过数年的实践验证,静态托盘烘干技术因能确保软胶囊表面光泽度佳、无破损率等优势,已成为一种明显的趋势。物料的烘干效果主要取决于空气的温度、湿度、风速及其自身的挥发率这四个核心要素。
国内的净化空调制造商在保持干燥室内温度、洁净度以及提供充足的送风量方面已不存在技术难题,但如何在低湿控制方面取得突破,仍是一大挑战。将湿度控制在50%~70%的范围内,在夏季仅凭空调即可实现。然而,软胶囊的最佳烘干湿度为20%~30%,这一要求远超一般空调及压缩式制冷除湿机(物理机械除湿法)的能力范围,必须依靠化学除湿法方可达成。当前,氯化锂/硅胶/分子筛转轮除湿机是普遍采用的化学除湿手段。
氯化锂除湿机因具有强腐蚀性、易溶于水、使用寿命短等缺点,在国外已被淘汰,但国内仍有部分单位因种种原因仍在使用。硅胶除湿转轮在国内的发展也颇为缓慢,技术尚不成熟,吸湿剂仅涂覆在纤维纸表面,吸湿效率远低于国际成熟产品。相比之下,进口的硅胶转轮成熟产品能在保证进风参数为27~30℃的前提下,提供约6g/kg干空气的除湿量,而国产产品的除湿量则低于2g/kg干空气。分子筛除湿转轮则适用于对空气湿度要求极低的场合,如手机锂电池制造、特种塑料行业等,但其再生温度高、耗能大、价格昂贵,故在一般制药企业中不宜采用。
软胶囊烘干房的设计实例
面积60平方米,高度2.6米,可容纳软胶囊约350千克,干燥时间35~40小时,洁净度达到10万级,房间温度要求在18~25℃之间,湿度控制在20%~30%。用户所在地夏季室外计算干球温度为35℃,湿球温度为28℃。送风方式采用上送上回,工作人员最多4名,无其他湿源。
转轮除湿机的选型过程
首先,我们需确定干燥室的送风量。根据《空气调节设计手册》的相关规定,洁净度10万级时,房间换气次数应不小于15次/小时,本实例按换气次数20次/小时设计,送风量L=20V=20×60×2.6m³/h=3120m³/h。也有用户为提高干燥效率,将换气次数提高至30次/小时。
其次,计算干燥室的散湿量。根据手册,室温22℃时,轻劳动强度下,成人散湿量为150g/h。室内最多有4人工作,即房间内人体散湿量最大为600g/h。由于软胶囊品种不同,其挥发率各异,散湿量为变值,故本实例以夏季不放胶为前提设计。软胶囊生产厂家应通过实验确定自家产品在何种温湿度条件下干燥效果好,以最终确定送风之单位除湿量。
接着,确定送风的温湿度。由于房间无热源及除工作人员外的其他湿源,我们取室内要求的中间值作为设计目标,即温度22℃,湿度25%。考虑到送风机5℃的温升,送风温度设定为17℃较为合适。扣除人体每小时散湿量,送风的含湿量应不大于3.8g/kg干空气。
然后,确定新风量。根据手册,洁净室的新风量应取以下三个条件的最大值:保证房间正压、保证工作人员平均每人每小时的平均吸氧量不小于45m³、取总送风量的10%。夏季干燥时,应尽量减少新风量以减少室外湿负荷向室内的渗透,同时保证干燥室内正压。针对本实例,我们取补充新风量为300m³/h。
在转轮除湿机的选型上,一般空调压缩机的冷冻除湿法仅能将空气露点温度降至10℃,而软胶囊干燥室要求露点温度达到1℃以下,故需采用空调制冷加转轮除湿机的组合方式,可使空气露点温度降至-40℃。
空调制冷方式的选型方面,水冷型制冷机适用于大面积或大系统,性价比高;而针对小房间,风冷型管道机具有操作简单、维护方便、无需水源等优势,本实例选用风冷型管道机较为合适。
转轮除湿机再生方式的选型有两种:电加热和蒸汽加热。蒸汽加热的表压力须不小于4kgf/cm²。选用蒸汽加热时,最好选配耐高温电磁阀以节约能源并延长除湿转轮使用寿命。当除湿干燥轮的实际处理风量小于2000m³/h时,选用电加热的再生方式较为省力简单。
除湿转轮前制冷机的选型需考虑新风与回风混合后的空气温度和含湿量。为确保除湿效果,我们将混合后的空气降至10℃后再送入除湿转轮。按热工公式计算,前制冷机需制冷量13.52KW。
除湿干燥轮的选型需根据进风空气温度和含湿量来确定。经过校核计算,我们选用φ550×200的除湿转轮,其额定处理风量为1500m³/h,另1620m³/h的空气需要旁通,混合后的空气含湿量接近送风含湿量要求。
除湿转轮后制冷机的选型需根据除湿转轮后的空气温度和含湿量以及送风温度来确定。按热工公式计算,后制冷机需制冷量7.28KW。
过滤器的选型需根据工程实际情况选择初效和中效过滤器。风机的选型则需考虑各部件的阻力总和以及送风量、风压等因素,为确保送风量、增大风压、提高干燥效率,我们串联一台低噪音全压500Pa的空调风机。
在控制选型上,经过对传统继电接触式控制、单片机控制、PLC控制的多年实践比较,我们认定PLC控制适合转轮除湿机。它具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、体积小、重量轻、功耗低等优点。为实现远程监控,还可加选触摸屏或PC微机控制。
经过以上详尽的计算与考虑,我们成功选型出一台量身定制的软胶囊烘干用除湿空调净化一体机组。该机组的外壳采用保温板,目前普遍采用50mm厚的夹芯板,保温层有聚乙烯发泡和聚安酯发泡两种,其中聚安酯发泡耐高温但价格较高。