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冻干机选型思路介绍

发布:青岛永合创信电子科技有限公司
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       近年来,随着我国制药、化妆品、食品等行业的蓬勃发展,许多企业开始采用冷冻干燥工艺进行生产,冷冻干燥机是保证其产品质量的重要设备,它的设备特性不仅要保证能够长期、稳定、安全地正常运行,还必须符合GMP的基本要求。为此,我们对冷冻干燥机的主要技术特性和如何选用问题进行了探讨 , 以供大家参考。

       根据生产规模或实验室的需要,冻干机一般可分为三个系列 ,即实验室系列、中试及小规模生产系列以及工业生产系列。

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1. 冷冻干燥机分类

a.实验系列的冻干机用于研发之用,冷阱的结冰量每批次一般都是低于6公斤,干燥室的板层面积小于0.2平方米。

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b.中试及小规模生产系列用于中试模拟冻干工艺及小批量生产之用,冷阱的结冰量每批次一般都在6~25公斤之间,干燥室的板层面积在 0.2~2.0 平方米之间。

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c.工业生产系列的冻干机用于工厂大规模生产之用,冷阱的结冰量每批次在40公斤以上,甚至有些达到1000公斤以上,而干燥室的板层面积在2平米以上,甚至有些达到100平方米左右。

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2、冻干机容量的选择思路:

一般可以参考冻干机的板层面积即盘装法和瓶装法。盘装法充分利用了板层面积,而瓶装法由于瓶之间的间隙未充分利用,所需的板层面积较大。下面按盘装和瓶装两种工艺分别予以计算:

2.1. 盘装法

每盘的装载高度为10毫米(为保证冻干效果和速度,盘装液体建议高度不超过10mm),则10 公斤(升)的液体所需的板层面积为:

A(面积,m2) = V(容积,m3) ÷ H(高度,m) = 0.01 m3÷0.01m = 1 m2

即需选用板层面积为1m2的冻干机,再查一下1m2冻干机的冷阱的结冰量是否能承受10公斤(升)的能力,如果满足要求,就可以选定该种型号的冻干机。

按照这些信息进行选型,例如永合创信的冻干机,就可以选择CTFD-100S或者CTFD-100T型号。

2.2. 瓶装法

使用的瓶子为国产20ml西林瓶(直径为22mm,高度为 50mm),每瓶内的装量为 5ml,例如某用户要冻干1000支20ml西林瓶。选型方法如下:

计算干燥室的板层面积:A(面积,m2) = a(每瓶占用面积 m2) × N(总瓶数)  = 3.14 ×(0.011×0.011) × 1000 = 0.38 m2

考虑圆瓶子之间的间隙所占有空间,因此实际占用面积比上述计算面积要大,大致可除上一个系数0.9。即:0.38 ÷ 0.9 = 0.42 m2。可选用板层面积为0.42~0.5平方米的冻干机。

再算一下最大含水量,5ml*1000支=5L(5kg)。

此外,该用户需要冻干的是西林瓶,需要压塞功能。

按照这些信息进行选型,例如永合创信的冻干机,就可以选择CTFD-50T型号,该型号冻干面积为0.5平方米,最大凝冰能力10kg,带液压压塞功能,完全满足用户这个冻干需求。



3. 制冷剂类型的选择

由于某些氟里昂制冷剂对大气臭氧层有破坏作用,故被禁止或限制使用。目前大部分品牌已选用不含氟,无破坏臭氧作用的制冷剂运用到冻干机生产。


4. 冻干机的关键制造工艺和零部件

冻干机的设计制造工艺、零部件的选择与冻干机的质量、可靠性、使用寿命有着直接的关系。

为了使板层的致冷和加热温度均匀一致,目前冻干机制造厂家大部分采用空心夹层板层,内部带有隔条,由传温中间流体循环在板层之中。老式或落后的制造方法是在板层的上下二块或其中一块板上打许多孔,用塞焊法把金属板与隔条焊接起来,然后机械加工而成。由于冻干工艺的低温、真空甚至高温、受压的特殊工况,这种焊接方法在使用一定年限后,可能会在塞焊处渗漏传温流体,在真空状态下,传温流体瞬间雾化,导致冻干品被污染而报废。而新式或先进的制造方法是上下二块金属板均不打孔,使用特殊的内焊设备制造而成,从根本上消除了渗漏的发生。


5.冻干机的自动控制系统

许多冻干机带有自动控制系统,并同时兼备有手动控制功能。所谓冻干机的自动控制应该包括二个部分,一是冻干机的各零部件按冻干工艺要求在规定的时间自动运行开关;二是干燥室板层温度按冻干曲线要求自动跟踪,整个冻干进程不需要人工操作,操作人员仅负责监控。

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实验室系列冻干机

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中试型冻干机

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(来源:青岛永合创信电子科技有限公司)


2019-08-13 14:48:51
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