真空干燥設備種類(lèi)很多、用途廣泛,合理地選用真空干燥設備.是用戶(hù)關(guān)心的問(wèn)題。
1、根據物料的性質(zhì)選擇真空干燥設備
物料的性質(zhì)應該包括以下幾點(diǎn)。
①物理特性和化學(xué)特性熱裂化(允許溫度)、熱影響(軟化、熔化)、比熱容、密度、毒性、易燃性、易爆性等。
②物料的狀態(tài)大小、形狀、鉆性、流動(dòng)性、水含量等。
③干燥特性干燥速度、干燥條件(溫度、濕度、氣體壓力)、所含水分的性質(zhì)(附著(zhù)水、內部水、
結合水)、最終水含量(極限水分)等。通常,黏性物料、膏狀物料適合于箱式真空干燥設備、耙式真空干燥設備和圓筒攪拌型真空干操設備。流動(dòng)性、顆粒性物料適合于振動(dòng)流動(dòng)式干燥設備、真空轉鼓干燥設備和雙錐回轉真空干燥設備等。
對物料干燥后的品質(zhì)要求應該充分重視。干燥后物料含水率的均勻性、色、香、味、營(yíng)養成分、形狀變化等要求嚴格的場(chǎng)合。特別是干燥后要求保持活性的物料,一定要選用真空冷凍干燥設備。
2、根據產(chǎn)品質(zhì)量選擇真空干燥設備容量
各種真空干燥設備都很難給出單位時(shí)間的除水量或單位時(shí)間干燥產(chǎn)品的質(zhì)量。因為這兩個(gè)參數不單和干燥設備性能有關(guān),還與被干燥物料的傳熱傳質(zhì)特性等內容有關(guān)。但是,所有的真空干燥設備都能給出容積或面積的指標,而干燥產(chǎn)品的產(chǎn)量與干燥設備的容積或面積是成正比的。在確定真空干燥設備容積的同時(shí),還要考察該設備的裝料系數(或稱(chēng)填充率),裝料系數一般應該在60%-75%之間。
在選好真空干燥設備類(lèi)型和容量之后,下決心購置設備之前,最好攜帶物料去干燥設備制造廠(chǎng)或有同類(lèi)設備的用戶(hù)去做實(shí)驗,考察相關(guān)的干燥特性、干燥后產(chǎn)品的質(zhì)量以及設備的性能,直到滿(mǎn)意為止。
3、真空干燥設備性能的選擇
對于同一種物料?赡軙(huì )有幾種類(lèi)型的干燥設備都能實(shí)現類(lèi)似的干燥目的。這時(shí),需要對干燥設備的性能進(jìn)行考核。
(1)經(jīng)費和安裝條件
經(jīng)費包括購置設備費和設備運轉費,運轉費又包括人工費、輔助材料費、維修費、折舊費和利率等。不同類(lèi)型、不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的設備要認真分析比較。安裝條件包括占地面積、占據空間、對安裝環(huán)境的要求等,這些內容也都涉及經(jīng)費問(wèn)題。
(2)制造質(zhì)量的選擇
同一種類(lèi)型的真空干燥設備,不同制造廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品.質(zhì)量會(huì )有較大差別。差別主要體現在所用材料、加工精度、外觀(guān)質(zhì)量、振動(dòng)、噪聲、使用壽命、可靠性、可維修性、配件質(zhì)量、可置換性等內容。還應該考察制造廠(chǎng)和配套廠(chǎng)的可信度。
(3)設備運轉形式的選擇
干燥工藝選擇連續式還是間歇式是很重要的問(wèn)題。選用連續式干燥設備的情況是:干燥設備的前后工藝為連續式;同一種物料,干燥數量大;材料中水分蒸發(fā)均勻,適合于連續裝料和卸料。適合于間歇式干燥的情況是:前后工藝不能連續進(jìn)行;物料品種多,數量少;物料不適于連續供給和取出。還應注意,通常連續式干燥設備價(jià)格貴、占地面積大、使用維修較難,而間歇式與之剛好相反。
4、真空冷凍干燥設備的選擇
(1)醫藥用凍干機的選擇
醫藥用凍干機的各項指標一定要符合GMP標準的要求,必須能保證長(cháng)期、穩定、安全地正常運轉。凍干機的容量是按擱板凍干面積計算的,而不按容積計算。用戶(hù)可根據生產(chǎn)量的需要,通過(guò)計算選擇凍干機。例如,凍干100kg液體量/批的產(chǎn)品,首先要確定凍干機捕水器的捕水能力不能小干100kg.然后計算出凍干箱擱板的面積。面積的計算與產(chǎn)品的裝載方法有關(guān),瓶裝和盤(pán)裝所需面積是有區別的。盤(pán)裝充分利用了擱板面積,瓶裝則因瓶間有空隙不能利用.所需擱板面積較大。假如用盤(pán)裝,每盤(pán)裝料高為20mm,則所需凍干面積為:A=V/H=0.lm3/0.02m=5㎡。如果使用瓶裝法,國產(chǎn)20mL青霉素瓶直徑為ø22mm,高為50mm,每瓶?jì)妊b物料5ml,則需要的瓶子數為N= V總/V瓶=100000mL/5mL=20000個(gè),所需凍干面積A應等于每瓶占用面積與總瓶數之乘積?紤]瓶間占用面積.可乘以系數1.1,則所需凍干面積為8.4㎡。
根據凍干產(chǎn)品的共晶點(diǎn)溫度選擇擱板和捕水器的最低溫度。通常,單級壓縮機制冷溫度可達-40~-35℃;雙級壓縮機制冷溫度可達-50~-45℃;復疊式制冷壓縮機最低溫度可達-80~-60℃。根據凍干產(chǎn)品的崩解溫度選擇擱板的加熱溫度.一般藥用凍干機擱板最高加熱溫度為70~80℃。擱板溫度的均勻性也是選擇凍干機的重要指標,因為它直接涉及凍干產(chǎn)品的質(zhì)量。醫藥用凍干機擱板溫度均勻性應在±1℃左右。凍干箱的降沮速度應在空載時(shí)1-2h內達到最低沮度,捕水器應在1h之內達到最低溫度。為增加運行的可靠性,大型凍干機應采用兩套以上的制冷系統,以保證最多只有一臺出故障,不致?lián)p壞凍干產(chǎn)品。凍干機的空載極限真空度、漏氣率和抽空速度都有標準規定,選擇凍干機時(shí)除按標準要求檢查之外,應注意選擇的是真空系統元件的質(zhì)世。例如,有的真空泵漏油,有的噴油,有的壽命低;有的閥門(mén)動(dòng)作不靈活、不準確.有泄露現象,壽命低等。
凍干機的清洗、壓蓋、消毒滅菌等功能部件,可以根據凍干產(chǎn)品的需要選擇。位得注愈的仍然是加工制造質(zhì)童.例如,壓蓋用的活寨桿一定要用不銹鋼制造,表面不應帶油;帶滅菌的凍干機.活塞桿上最好加上不銹鋼的波紋管護套等。
凍干機的自動(dòng)控制系統選擇應該認真研究。各制造廠(chǎng)在控制方式的選擇和控制器件的選用上有很大差別。有些凍干機帶有自動(dòng)控制系統,兼備手動(dòng)功能.有些凍干機能自動(dòng)執行跟蹤凍干曲線(xiàn).其余部分人工操作;有些凍干機僅能自動(dòng)控制凍干過(guò)程,不能控制消毒滅菌等其他過(guò)程;有些凍干機使用徽機和可編程控制器,用打印機記錄;有些凍干機使用儀表控制和多點(diǎn)記錄儀記錄。用戶(hù)必須根據需要和實(shí)際情況,了解清楚之后再選定。
目前醫藥用凍干機輔助功能較多,如凍干過(guò)程中取樣功能、共晶點(diǎn)溫度測定功能、漏氯率自動(dòng)測量功能、凍干結束自動(dòng)判定功能等。每項功能郁需增加成本,每項功能都給用戶(hù)帶來(lái)了方便,用戶(hù)可根據需要酌情選購。
(2)食品用凍干機的選擇
食品凍干一般都是輻射加熱的大型凍干機。用戶(hù)關(guān)心的重點(diǎn)應該是凍干產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、裝機容量和能耗。在選定凍干機之前要貨比三家,采用同一種物料去做凍干實(shí)驗。凍干產(chǎn)品質(zhì)且應檢查均勻性和合格率,一般堆放在凍干機中間和周邊的物料干操程度會(huì )有差別.但不應該相差太大,成品合格率必須在98%以上。凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量涉及經(jīng)濟效益,相同凍干面積的凍干機,凍干同樣的物料,花費的時(shí)間可能不同.凍干周期長(cháng)的.凍干產(chǎn)品產(chǎn)量低,反之亦然。裝機容量和能耗是兩回事.各生產(chǎn)凍干機的廠(chǎng)家給出的裝機容且可能不是同一標準.有些廠(chǎng)家給出的裝機容量只包括真空設備和加熱設備.制冷設備另配,有些廠(chǎng)家給出的裝機容最不包括真空設備和加熱設備,因為采用的是水蒸氣真空噴射泵和水蒸氣加熱,鍋爐另配能源,還有些廠(chǎng)家給出的是包括凍干生產(chǎn)車(chē)間的全部電源。選擇凍干機時(shí)一定要分析清楚,脫1kg水需要的能耗是最重要的指標。俄羅斯食品設計研究院的博士論文中曾給出脫1kg水,需消耗1kW電能的報告.國內還沒(méi)見(jiàn)到有關(guān)報道。