Dalam proses pengeluaran bentuk dos pepejal, pengering katil terbendalir adalah peralatan yang kerap dipilih. Pengering katil terbendalir menawarkan kelebihan seperti pemindahan haba yang sangat baik, kapasiti pengeluaran yang tinggi, pengagihan suhu seragam, mod operasi yang pelbagai, masa kediaman bahan boleh laras, kos pelaburan yang rendah dan penyelenggaraan yang minimum.
Selepas lebih daripada 30 tahun penggunaan dan penambahbaikan di China, mereka telah menunjukkan kedudukan unik dalam bidang pengeringan, dan peranan penting mereka semakin jelas dalam industri farmaseutikal, kimia dan makanan.
1. Prinsip Kerja, Proses dan Ciri-ciri Pengering Katil Terbendalir
1.1 Prinsip Kerja Pengering katil terbendalir, juga dikenali sebagai pengeringan katil terbendalir, menggunakan udara bersih yang ditapis. Melalui pertukaran haba perolakan dalam penukar haba, suhu udara meningkat kepada nilai tertentu sebelum memasuki saluran pengedaran udara utama. Udara kemudiannya diagihkan oleh injap ke dalam pengering katil terbendalir, manakala bahan basah masuk dari penyuap. Disebabkan oleh tekanan udara, bahan memasuki keadaan mendidih dalam pengering, memastikan sentuhan yang mencukupi antara udara panas dan bahan, meningkatkan proses pemindahan haba dan jisim, dan menggalakkan penyejatan dan pemisahan lembapan dalam bahan dalam masa yang singkat. Selepas pengeringan, bahan dilepaskan dari pelabuhan pelepasan, dan gas ekzos dilepaskan dari bahagian atas katil terbendalir. Serbuk pepejal diperoleh semula oleh pengumpul habuk siklon dan penapis beg sebelum dilepaskan ke atmosfera.
1.2 Aliran Kerja: Bahan diangkut ke katil terbendalir melalui troli bahan dan dimeterai ke katil dengan gelang pengedap di bawah tindakan mekanisme mengangkat silinder. Kemudian, udara, didorong oleh kipas draf teraruh, disucikan oleh penapis, dipanaskan oleh radiator, dan kemudian diagihkan ke dalam katil terbendalir (ruang pengeringan) melalui plat pengedaran aliran udara (skrin). Bahan dalam corong membentuk keadaan terbendalir (iaitu, katil terbendalir) di bawah tindakan udara panas dan kacau. Dalam hubungan dua fasa gas-pepejal kawasan besar, lembapan (atau pelarut) di dalam bahan menyejat dalam masa yang singkat dan dibawa pergi bersama udara ekzos, dengan itu mengeringkan bahan.
1.3 Ciri-ciri Teknikal (1) Kesan pemindahan haba yang sangat baik, suhu yang agak seragam di dalam katil, pekali kapasiti haba yang tinggi (atau pekali pemindahan haba isipadu), dan kapasiti pengeluaran yang besar; (2) Disebabkan oleh pengagihan suhu yang seragam dalam katil terbendalir, sebarang kepanasan terlampau tempatan produk boleh dielakkan, menjadikannya sangat sesuai untuk mengeringkan bahan sensitif haba tertentu (seperti konjac, polyacrylamide, dll.); (3) Operasi berterusan atau terputus-putus boleh dilakukan dalam peralatan yang sama; (4) Masa tinggal bahan dalam pengering boleh dilaraskan mengikut keperluan, menghasilkan kandungan lembapan produk yang stabil; (5) Kabinet elektrik bebas dan kawalan antara muka mesin manusia PLC, menyepadukan semua tetapan parameter pengeringan, memastikan operasi yang selamat dan mudah; (6) Komponen penghantaran mekanikal yang lebih sedikit dalam peranti pengeringan, mengakibatkan kos pelaburan peralatan yang rendah dan beban kerja penyelenggaraan yang minimum.
2. Cadangan untuk Memperbaiki Pengering Katil Terbendalir Selepas aplikasi dan pembangunan jangka panjang, pengering katil terbendalir telah melihat peningkatan yang ketara dalam struktur dan prestasi, dan kualitinya sentiasa bertambah baik. Walau bagaimanapun, beberapa masalah masih wujud. Berdasarkan amalan pengeluaran, cadangan penambahbaikan berikut dicadangkan:
2.1 Cadangan untuk Meningkatkan Penggunaan Haba yang Tidak Mencukupi Pengering katil terbendalir adalah, pada asasnya, peralatan pengeringan perolakan udara. Berbanding dengan peralatan pengeringan konduksi, penggunaan tenaga mereka sememangnya lebih tinggi. Walau bagaimanapun, dengan langkah-langkah tertentu, penjimatan tenaga yang ketara boleh dicapai. Cadangan: (1) Tingkatkan kesan pengedap peralatan. Pada masa ini, kebanyakan corong pengering katil terbendalir disambungkan ke badan peralatan menggunakan bebibir rata, mengakibatkan pengedap yang lemah. Adalah disyorkan untuk menggunakan bebibir muka yang dinaikkan dalam reka bentuk. Banyak pengering pam yang diimport menggunakan paip keluli yang dililit dengan sirip untuk pertukaran haba. Walaupun paip keluli boleh menjimatkan kos bahan, kesan pertukaran habanya adalah lemah. Adalah disyorkan untuk menggunakan paip tembaga sebaliknya. (2) Tingkatkan langkah penebat. Tambah lapisan penebat pada kulit luar penukar haba untuk mengurangkan kehilangan haba. 2.2 Cadangan untuk Memperbaiki Peranti Pengumpulan Habuk
Syarat asas untuk operasi katil terbendalir yang berjaya ialah bahan tersebut mempunyai keadaan terbendalir yang baik, yang dikekalkan oleh pengumpul habuk penapis berkecekapan tinggi. Kecekapan penyingkiran habuk pengumpul habuk penapis sebahagian besarnya menentukan kesan pencairan. Pada masa ini, kaedah penyingkiran habuk utama ialah pengumpulan habuk goncang beg dan pengumpulan habuk jet nadi.
Cadangan: Gunakan sambungan pengapit untuk beg penapis, pilih bahan tegar yang tidak mudah cacat untuk rod ampaian, dan kerap memeriksa dan menggantikan beg penapis.
2.3 Cadangan untuk Memperbaiki Plat Pengedaran Aliran Udara (Skrin)
Plat pengedaran aliran udara dalam pengering katil terbendalir mempunyai dua fungsi: menyokong lapisan bahan dan memastikan pengedaran gas seragam. Saiz, bentuk, corak pengedaran, dan nisbah orifis bukaan plat pengedaran semuanya mempunyai kesan penting pada pengedaran bendalir. Pengagihan gas yang tidak sekata boleh menyebabkan "peredaran" dalam katil terbendalir. Dalam kes yang melampau, ini boleh menyebabkan "penyaluran" di sesetengah kawasan manakala kawasan lain kekal bertakung. Dalam keadaan ini, kebanyakan litar pintas gas melalui saluran tertentu di dalam katil, memburukkan hubungan gas-pepejal dengan ketara – situasi yang harus dielakkan. Plat pengedaran yang direka dengan baik harus menyekat ketidaksamaan di dalam katil. Iaitu, apabila penurunan tekanan berkurangan dan halaju aliran udara meningkat di kawasan tertentu katil, rintangan yang dijana oleh plat pengedaran sepatutnya dapat menyekat peningkatan aliran udara, dengan itu menghalang kemerosotan bendalir.
Pada masa ini, kebanyakan pengering katil terbendalir menggunakan satu jenis plat pengedaran aliran udara, selalunya plat berlubang menegak atau plat mesh tenunan. Ini dengan mudah membawa kepada pencairan tidak sekata atau zon mati semasa pencairan bahan, gagal memastikan keseragaman ubat dalam zarah. Tambahan pula, reka bentuk perforasi tunggal tidak dapat memenuhi keperluan proses pengeluaran ubat yang berbeza. Sebaliknya, untuk mengurangkan kebocoran dadah, struktur mesh berbilang lapisan biasanya digunakan. Plat pengedaran aliran udara dan katil terbendalir selalunya dipasang dengan banyak bolt, menjadikan pembongkaran menyusahkan, pembersihan sukar dan terdedah kepada pembentukan sisa yang membawa kepada pencemaran silang. Syor: Gunakan model dinamik bendalir berbantukan komputer dan model pemindahan haba dan jisim untuk melaksanakan pengiraan dan pengesahan simulasi aerodinamik dan termodinamik pada parameter seperti jarak lubang, diameter lubang dan nisbah kawasan terbuka semasa reka bentuk plat pengedaran aliran udara, untuk memenuhi keperluan proses pengeluaran bahan yang berbeza. Mengenai pemasangan, kaedah sambungan harus boleh ditanggalkan untuk memastikan pemasangan cepat dan pembersihan menyeluruh.
2.4 Cadangan untuk Memperbaiki Rawatan Udara Pengambilan
Pengambilan udara panas biasanya terletak di dalam bilik peralatan tambahan, dipasang bersama peranti pemanasan dan penyenyap. Bilik peralatan tambahan dan kawasan bersih tidak mempunyai pintu atau tingkap langsung. Tahap kebersihan udara di dalam bilik peralatan tambahan selalunya agak rendah, yang akan menjejaskan kualiti udara panas farmaseutikal. Ini memerlukan peralatan itu sendiri mempunyai peranti penulenan yang baik; jika tidak, udara yang tidak disucikan akan mencemarkan ubat-ubatan, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan GMP.
Pada masa ini, banyak sistem peralatan domestik mengkonfigurasi unit pengendalian udara mereka seperti berikut: pra-penapis—penapis kecekapan sederhana—pemanasan wap (atau pemanasan elektrik)—(sub)penapis kecekapan tinggi. Walaupun sistem pengendalian udara dilengkapi dengan penapis pra-penapis, penapis sederhana dan kecekapan tinggi, penapis kecekapan tinggi mungkin tersumbat atau rosak dari semasa ke semasa. Pada masa ini, keperluan untuk penggantian hanya boleh ditentukan secara visual, tanpa asas teori. Penggantian pramatang meningkatkan kos, manakala penggantian tertangguh berisiko merosot kualiti udara, sekali gus menjejaskan kualiti produk. Syor: Tambahkan paparan tekanan pembezaan sebelum dan selepas penapis kecekapan tinggi, mencetuskan penggera untuk menggesa penggantian apabila tekanan pembezaan mencapai nilai tertentu.
Tambahan pula, kebanyakan peralatan tidak mempunyai peranti penyahlembapan, mengakibatkan isu penyahlembapan udara yang berterusan, terutamanya pada lewat musim bunga dan musim panas apabila kelembapan tinggi. Kegagalan untuk menyahlembapkan boleh memberi kesan ketara kepada pengeringan bahan. Syor: Tambah peranti penyahlembapan.
Banyak peranti tidak mempunyai sistem yang diselaraskan antara kipas draf teraruh dan peredam, yang berpotensi menyebabkan aliran balik udara antara penutupan kipas dan penutupan peredam. Syor: Pautkan permulaan/henti kipas ke bukaan dan penutup peredam. Peredam hendaklah dibuka serentak apabila kipas dimulakan dan ditutup serentak apabila kipas berhenti untuk mengelakkan aliran balik udara. 2.5 Cadangan Penambahbaikan Pengintegrasian Peralatan dan Proses Pengeluaran
Aliran proses pengeringan yang tidak munasabah dan reka bentuk peralatan boleh menyebabkan kehilangan tenaga yang ketara. Untuk menyelesaikan masalah ini secara menyeluruh, kajian sistematik tentang ciri pengeringan produk adalah perlu untuk menentukan parameter proses pengeringan yang optimum, seperti mengkaji sifat bahan yang dikeringkan. Sifat bahan itu sendiri adalah faktor terpenting yang mempengaruhi pengeringan; bentuk bahan, saiz, ketebalan pembungkusan, kaedah mengikat lembapan dan sifat kimia semuanya mempengaruhi kadar pengeringan. Kecuali untuk beberapa syarikat domestik, kebanyakan pengeluar peralatan kurang memahami teknologi proses perumusan dan syarat yang diperlukan untuk menjalankan eksperimen proses. Pemahaman mereka tentang syarat penggunaan pelbagai bahan juga tidak mencukupi, menyebabkan penyelidikan dan pembangunan tidak mencukupi serta kesukaran untuk membangunkan produk baharu.
2.6 Cadangan Penambahbaikan Sistem Kawalan
Pada masa ini, parameter pengendalian peralatan katil terbendalir biasanya ditetapkan berdasarkan pengalaman pengendali. Walau bagaimanapun, adalah mustahil untuk mencapai kawalan pintar dan kebolehkesanan parameter proses. Ini meletakkan permintaan yang lebih tinggi pada sistem kawalan elektrik peralatan katil terbendalir. Dalam sistem kawalan elektrik, satu siri peranti diperlukan untuk mengesan suhu, kelembapan, tekanan, tekanan pembezaan, kelajuan angin, masa operasi, kepekatan habuk, dsb., dan mendapatkan data asas. Data ini kemudiannya dihantar dan disimpan pada skrin sentuh melalui pemancar. Skrin sentuh menyimpan dan menganalisis data, dan kemudian merumuskan laluan proses yang sesuai untuk mencapai kawalan pintar.
2.6.1 Kawalan Suhu
Kaedah kawalan pemanasan udara panas biasa menggunakan mod "hidup" dan "mati" yang mudah. Apabila suhu mencapai nilai yang ditetapkan, bekalan stim berhenti, tetapi penukar haba masih mempunyai baki haba, menyebabkan suhu udara terus meningkat, dan sebaliknya. Ini mengakibatkan turun naik suhu yang berlebihan, menjejaskan kualiti pengeringan peralatan. Syor: Kekalkan suhu udara masuk dengan mengawal kadar aliran wap. Pada mulanya, kadar aliran stim harus lebih tinggi untuk membawa suhu udara masuk dengan cepat mendekati nilai yang ditetapkan. Kemudian, kadar aliran stim hendaklah dilaraskan secara automatik untuk menghampiri nilai yang ditetapkan secara beransur-ansur, dan akhirnya, kadar aliran stim yang stabil harus dikekalkan untuk memastikan suhu udara masukan stabil. 2.6.2 Kawalan Aliran Udara
Kebanyakan peralatan kawalan aliran udara menggunakan peraturan kelajuan penukaran frekuensi, tetapi tidak mempunyai elemen pengukuran aliran udara. Semasa pengeluaran, aliran udara hanya boleh dilaraskan secara manual berdasarkan keadaan pencairan bahan, sekali gus gagal menjamin aliran udara yang stabil dan agak malar. Perubahan dalam komposisi bahan dan rintangan beg penapis boleh menjejaskan kestabilan aliran udara, yang seterusnya menjejaskan kelajuan pengeringan. Syor: Pasang elemen pengukuran aliran udara dalam saluran masuk udara untuk kawalan automatik, laraskan frekuensi secara automatik berdasarkan volum aliran udara untuk mengekalkan aliran udara yang agak malar semasa pengeluaran.
2.6.3 Pengesanan Kelembapan Dalam Talian
Tambahkan peranti pengesanan kelembapan dalam talian. Ini membolehkan pengguna melaraskan parameter mengikut keadaan sebenar, meningkatkan kecekapan pengeringan.
2.6.4 Kebolehulangan dan Kebolehkesanan Proses Pengeringan Katil Terbendalir
Dalam pengeluaran sebenar, pengendali mesti menetapkan semula dan mengubah suai parameter proses peralatan untuk setiap pengeluaran dijalankan. Ini menjadikannya mustahil untuk menjamin bahawa produk yang sama dihasilkan menggunakan parameter proses peralatan yang sama, sekali gus menjejaskan kebolehkesanan. Menurut GMP, peralatan diperlukan untuk menyimpan sejumlah parameter proses pengeluaran untuk memastikan kebolehulangan dan kebolehkesanan pengeluaran. Setiap pengguna menetapkan ini mengikut bilangan jenis produk. Pengering katil terbendalir secara amnya memerlukan keupayaan untuk menyimpan 50 proses pengeluaran, tetapi kebanyakan peralatan yang dikeluarkan dalam negara pada masa ini tidak dapat mencapai matlamat ini. Adalah disyorkan untuk menambah baik dan mengembangkan sistem kawalan PLC dan penggerak mekanikal untuk menjadikan fungsi lebih lengkap. Sebagai contoh, memori yang mencukupi harus disediakan untuk menyimpan berbilang proses pengeluaran, menawarkan pencetakan parameter di tapak, penjimatan data dan sambungan data ke PC.
3. Kesimpulan
Artikel ini bermula dengan prinsip kerja pengering katil terbendalir, meringkaskan beberapa masalah dalam proses pengeluaran berdasarkan parameter operasi proses, dan secara ringkas mencadangkan cadangan untuk menambah baik jenis peralatan ini. Pengilang peralatan diharapkan dapat membangunkan lebih banyak peralatan pengeringan farmaseutikal yang memenuhi keperluan proses pengeluaran farmaseutikal, mempunyai parameter prestasi lanjutan, sangat boleh dikendalikan, mesra alam, penjimatan tenaga, dan mempunyai petunjuk ekonomi dan teknikal yang maju.