能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置制造方法
【專利摘要】能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，包括進風過濾器、冷卻除濕器、轉輪除濕器、流化床、引風機和數據采集控制器，進風過濾器的出風口與冷卻除濕器的進風口管道相連、冷卻除濕器的出風口與轉輪除濕器的進風口連通；流化床內部從上到下依次裝有捕塵器及抖袋裝置、噴霧器和進風加熱器，轉輪除濕器的出風口與進風加熱器進風口連通，轉輪除濕器出風口與進風加熱器進風口之間設有進風口溫濕度傳感器和風速傳感器；引風機進風口與流化床出風口配有出風口溫濕度傳感器；數據采集控制器包括PLC主機、數模轉換器、電源。本發明的有益效果是：適應不同氣候條件，精確調節流化床干燥工藝條件，縮短干燥時間、減少物料受熱和節約能源的效果。
【專利說明】能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，屬于制藥工程設備領域。
【背景技術】
[0002]流化床干燥機是目前藥品制造中最為常用的干燥和制粒設備之一。該設備以空氣流將粉末懸浮成流化狀態，同時噴入濕藥液(或粘合劑)，使粉末凝結成顆粒，實現制粒干燥一步完成。制成的顆粒細致均勻，流動性好，生產效率高，因此被普遍采用。影響顆粒形成和干燥的因素包括底粉的細度、濕藥液的濃度、噴液溫度和速度、氣流溫度和流量等。
[0003]作為干燥介質的空氣含濕量對于流化床干燥制粒過程具有重大影響，通常要求較低的含濕量。如果含濕量過高，水分的傳遞速率較低，會導致物料受熱時間延長，增加能源消耗；如果升高空氣溫度，會加快熱敏性物質的破壞，低熔點物質熔融，導致顆粒粘連。而且在干燥制粒的不同階段，對空氣溫濕度最適要求也不同。在底粉預熱階段，低濕高溫空氣較好；在噴霧干燥階段，保持穩定適宜的空氣溫濕度對于維持噴液-蒸發平衡，顆粒形成至關重要；在顆粒干燥階段，空氣溫度不能超過物料可容忍的限度，濕度越小時間越短。由于流化床干燥一般采用環境空氣，不可避免地受到天氣影響，導致工藝條件不穩定，產品批次間差異較大。在中國的南方地區，梅雨季節空氣相對濕度可達到90%以上，對流化床生產造成極大困難，也會嚴重影響藥品質量。
[0004]目前已有部分廠家在流化床進風口增加了冷卻除濕裝置，以降低空氣濕度。但這種裝置不可能將空氣含濕量降至冷卻介質溫度的露點以下，往往仍然難以達到低濕要求。此外，在換熱器上凝結的水滴還有可能被氣流帶進風管，削弱除濕效果。這種除濕裝置輸出的空氣含濕量相對固定，也不能適應不同工藝階段對空氣濕度的要求。
【發明內容】
[0005]本發明針對目前的的冷卻除濕裝置不可能將空氣含濕量降至冷卻介質溫度的露點以下，往往仍然難以達到低濕要求、在換熱器上凝結的水滴還有可能被氣流帶進風管，削弱除濕效果的問題，提出了一種能夠適應不同的氣候條件，精確調節流化床干燥工藝條件，達到縮短干燥時間、減少物料受熱和節約能源的效果的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置。
[0006]本發明所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:包括進風過濾器、冷卻除濕器、轉輪除濕器、流化床、引風機和數據采集控制器，所述的進風過濾器的出風口與所述的冷卻除濕器的進風口管道相連、所述的冷卻除濕器的出風口與所述的轉輪除濕器的進風口連通；所述的流化床內部從上到下依次裝有捕塵器及抖袋裝置、噴霧器和進風加熱器，所述的轉輪除濕器的出風口與進風加熱器的進風口連通，并且所述的轉輪除濕器出風口與所述的進風加熱器的進風口之間設有進風口溫濕度傳感器和能根據風管截面積折算風量的風速傳感器；所述的流化床的出風口與引風機的進風口連通，并且所述的引風機進風口與流化床出風口配有出風口溫濕度傳感器；所述的數據采集控制器包括PLC主機、數模轉換器、電源，所述的進風過濾器、冷卻除濕器、轉輪除濕器、引風機以及所述的進風口溫濕度傳感器、風速傳感器和出風口溫濕度傳感器均通過與所述的PLC主機的信號連接，所述的電源與所述的PLC主機電連。
[0007]所述的轉輪除濕器的進風口處配有再生風加熱器和再生風過濾器，其中，再生風過濾器的出風口與再生風加熱器的進風口連通、再生風加熱器的出風口與轉輪除濕器的進風口連通。
[0008]所述的冷卻除濕器采用來自公共制冷系統的冷凍介質循環系統或者獨立制冷機組。
[0009]轉輪除濕器中用于吸附水分的介質為硅膠、氯化鋰、溴化鋰、分子篩或它們的復合物。
[0010]所述的進風溫濕度傳感器和所述的出風口溫濕度傳感器耐受溫度為180-200°c，濕度測量精度在±5%以內，溫度測量精度在±2°C以內。
[0011]進風溫濕度、風量、出風溫濕度數據被采集后，由計算機進行分析，給出實時除濕量:
[0012]Q= (Hout-Hin) XVairX α
[0013]其中，Hwt為出風口絕對含濕量(g/m3)由出風口溫濕度傳感器折算而來；Hin(g/m3)為進風口絕對含濕量(g/m3)，由進風口溫濕度傳感器折算而來；V&指風速(m/s) ；α為風管截面積對應的經驗換算系數，事先由風速傳感器測得。
[0014]本發明工作過程:進風過濾器對空氣進行凈化，然后由冷凝除濕器進行初級除濕，再通過轉輪吸附除濕將空氣含水量進一步降低至目標水平。空氣流經進風溫濕度傳感器、風速傳感器(可根據風管截面積折算風量)，然后通過流化床的換熱器加熱至目標溫度，流經物料層后，由除塵布袋攔截細小粉塵，最后流經出風口溫濕度傳感器。
[0015]根據實時除濕量可以判斷干燥制粒的工藝階段:在粉體預熱階段，Q接近為O ;在噴霧制粒階段，Q應與噴入的濕藥液含水量(或溶劑量)對應，且維持穩定狀態，說明蒸發量和噴入量基本平衡；在顆粒干燥階段，Q應逐步減小，直到趨于穩定。根據Q的變化情況，可以靈活調節引風機功率(轉速)、轉輪除濕機轉速(改變進風濕度)，確保顆粒尺寸分布和含水量符合要求。該裝置利用冷卻除濕機可將空氣含水量降低70-90%，再由轉輪除濕機將空氣進一步干燥至目標水平。由傳感器對過程進行實時監測，并通過引風機功率和轉輪除濕機轉速實現穩定控制。
[0016]本發明的有益效果是:1)能適應高濕度環境條件工況，吸附除濕可將進風空氣含濕量降低至3g/kg以下；2)根據傳感器測量數據和計算分析，可以對工藝階段作出準確判斷，降低塌床、過度和長時間加熱的風險，對于確保產品批次間一致性和節能降耗具有重要意義；3)通過累積多批次生產過程數據，有利于逐步加深對工藝過程的理解，為持續改進提供數據支持；4)干燥階段的Q值還直接反映物料含水量。較現行的離線取樣測定水分方法更為迅速靈敏，簡便經濟，實用性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖進一步說明本發明
[0019]參照附圖:
[0020]實施例1本發明所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，包括進風過濾器11、冷卻除濕器12、轉輪除濕器13、流化床20、引風機24和數據采集控制器16，所述的進風過濾器11的出風口與所述的冷卻除濕器12的進風口管道相連、所述的冷卻除濕器12的出風口與所述的轉輪除濕器13的進風口連通；所述的流化床16內部從上到下依次裝有捕塵器及抖袋裝置23、噴霧器22和進風加熱器21，所述的轉輪除濕器13的出風口與進風加熱器21的進風口連通，并且所述的轉輪除濕器13出風口與所述的進風加熱器21的進風口之間設有進風口溫濕度傳感器31和能根據風管截面積折算風量的風速傳感器32 ;所述的流化床20的出風口與引風機24的進風口連通，并且所述的弓I風機24進風口與流化床20出風口配有出風口溫濕度傳感器33 ;所述的數據采集控制器16包括PLC主機、數模轉換器、電源，所述的進風過濾器11、冷卻除濕器12、轉輪除濕器13、引風機24以及噴霧器22、所述的進風口溫濕度傳感器31、風速傳感器32和出風口溫濕度傳感器33均通過與所述的PLC主機的信號連接，所述的電源與所述的PLC主機電連。
[0021 ] 所述的轉輪除濕器13的進風口處配有再生風加熱器14和再生風過濾器15，其中，再生風過濾器15的出風口與再生風加熱器14的進風口連通、再生風加熱器14的出風口與轉輪除濕器13的進風口連通。
[0022]所述的冷卻除濕器12采用來自公共制冷系統的冷凍介質循環系統或者獨立氟利昂或環保型制冷機組。
[0023]轉輪除濕器13中用于吸附水分的介質為硅膠。
[0024]所述的進風溫濕度傳感器31和所述的出風口溫濕度傳感器33耐受溫度為180-200°C，濕度測量精度在±5%以內，溫度測量精度在±2°C以內。
[0025]進風溫濕度、風量、出風溫濕度數據被采集后，由計算機進行分析，給出實時除濕量:
[0026]Q= (Hout-Hin) XVairX α
[0027]其中，Hwt為出風口絕對含濕量(g/m3)由出風口溫濕度傳感器折算而來；Hin(g/m3)為進風口絕對含濕量(g/m3)，由進風口溫濕度傳感器折算而來；V&指風速(m/s) ；α為風管截面積對應的經驗換算系數，事先由風速傳感器測得。
[0028]本發明工作過程:進風過濾器對空氣進行凈化，然后由冷凝除濕器進行初級除濕，再通過轉輪吸附除濕將空氣含水量進一步降低至目標水平。空氣流經進風溫濕度傳感器、風速傳感器(可根據風管截面積折算風量)，然后通過流化床的換熱器加熱至目標溫度，流經物料層后，由除塵布袋攔截細小粉塵，最后流經出風口溫濕度傳感器。
[0029]根據實時除濕量可以判斷干燥制粒的工藝階段:在粉體預熱階段，Q接近為O ;在噴霧制粒階段，Q應與噴入的濕藥液含水量(或溶劑量)對應，且維持穩定狀態，說明蒸發量和噴入量基本平衡；在顆粒干燥階段，Q應逐步減小，直到趨于穩定。根據Q的變化情況，可以靈活調節引風機功率(轉速)、轉輪除濕機轉速(改變進風濕度)，確保顆粒尺寸分布和含水量符合要求。該裝置利用冷卻除濕機可將空氣含水量降低70-90%，再由轉輪除濕機將空氣進一步干燥至目標水平。由傳感器對過程進行實時監測，并通過引風機功率和轉輪除濕機轉速實現穩定控制。
[0030]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:包括進風過濾器、冷卻除濕器、轉輪除濕器、流化床、引風機和數據采集控制器，所述的進風過濾器的出風口與所述的冷卻除濕器的進風口管道相連、所述的冷卻除濕器的出風口與所述的轉輪除濕器的進風口連通；所述的流化床內部從上到下依次裝有捕塵器及抖袋裝置、噴霧器和進風加熱器，所述的轉輪除濕器的出風口與進風加熱器的進風口連通，并且所述的轉輪除濕器出風口與所述的進風加熱器的進風口之間設有進風口溫濕度傳感器和能根據風管截面積折算風量的風速傳感器；所述的流化床的出風口與引風機的進風口連通，并且所述的引風機進風口與流化床出風口配有出風口溫濕度傳感器；所述的數據采集控制器包括PLC主機、數模轉換器、電源，所述的進風過濾器、冷卻除濕器、轉輪除濕器、引風機以及所述的進風口溫濕度傳感器、風速傳感器和出風口溫濕度傳感器均通過與所述的PLC主機的信號連接，所述的電源與所述的PLC主機電連。
2.如權利要求1所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:所述的轉輪除濕器的進風口處配有再生風加熱器和再生風過濾器，其中，再生風過濾器的出風口與再生風加熱器的進風口連通、再生風加熱器的出風口與轉輪除濕器的進風口連通。
3.如權利要求1所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:所述的冷卻除濕器采用來自公共制冷系統的冷凍介質循環系統或者獨立氟利昂或環保型制冷機組。
4.如權利要求1所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:轉輪除濕器中用于吸附水分的介質為硅膠、氯化鋰、溴化鋰、分子篩或它們的復合物。
5.如權利要求1所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:所述的進風溫濕度傳感器和所述的出風口溫濕度傳感器耐受溫度為180-200°C，濕度測量精度在±5%以內，溫度測量精度在±2°C以內。
6.如權利要求1所述的能精確控制流化床干燥空氣含濕量的裝置，其特征在于:進風溫濕度、風量、出風溫濕度數據被采集后，由計算機進行分析，給出實時除濕量:
Q = (Hout-Hin) XVairX α 其中，Hrat為出風口絕對含濕量(g/m3)由出風口溫濕度傳感器折算而來；Hin(g/m3)為進風口絕對含濕量(g/m3)，由進風口溫濕度傳感器折算而來；V&指風速(m/s) ；α為風管截面積對應的經驗換算系數，事先由風量測定裝置測得。
【文檔編號】G05B19/05GK104238439SQ201410439070
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】劉靂, 仇永躍, 周天芳, 童佳均, 潘暉峰, 王治 申請人:正大青春寶藥業有限公司