真空干燥設備種類很多、用途廣泛,合理地選用真空干燥設備.是用戶關心的問題。
1、根據物料的性質選擇真空干燥設備
物料的性質應該包括以下幾點。
①物理特性和化學特性熱裂化(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(附著水、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。流動性、顆粒性物料適合于振動流動式干燥設備、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要求應該充分重視。干燥后物料含水率的均勻性、色、香、味、營養(yǎng)成分、形狀變化等要求嚴格的場合。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、根據產品質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間的除水量或單位時間干燥產品的質量。因為這兩個參數不單和干燥設備性能有關,還與被干燥物料的傳熱傳質特性等內容有關。但是,所有的真空干燥設備都能給出容積或面積的指標,而干燥產品的產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,還要考察該設備的裝料系數(或稱填充率),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或有同類設備的用戶去做實驗,考察相關的干燥特性、干燥后產品的質量以及設備的性能,直到滿意為止。
3、真空干燥設備性能的選擇
對于同一種物料。可能會有幾種類型的干燥設備都能實現類似的干燥目的。這時,需要對干燥設備的性能進行考核。
(1)經費和安裝條件
經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。不同類型、不同廠家生產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費問題。
(2)制造質量的選擇
同一種類型的真空干燥設備,不同制造廠生產的產品.質量會有較大差別。差別主要體現在所用材料、加工精度、外觀質量、振動、噪聲、使用壽命、可靠性、可維修性、配件質量、可置換性等內容。還應該考察制造廠和配套廠的可信度。
(3)設備運轉形式的選擇
干燥工藝選擇連續(xù)式還是間歇式是很重要的問題。選用連續(xù)式干燥設備的情況是:干燥設備的前后工藝為連續(xù)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(xù)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(xù)進行;物料品種多,數量少;物料不適于連續(xù)供給和取出。還應注意,通常連續(xù)式干燥設備價格貴、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(yī)藥用凍干機的選擇
醫(yī)藥用凍干機的各項指標一定要符合GMP標準的要求,必須能保證長期、穩(wěn)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。用戶可根據生產量的需要,通過計算選擇凍干機。例如,凍干100kg液體量/批的產品,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。面積的計算與產品的裝載方法有關,瓶裝和盤裝所需面積是有區(qū)別的。盤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。假如用盤裝,每盤裝料高為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20mL青霉素瓶直徑為ø22mm,高為50mm,每瓶內裝物料5ml,則需要的瓶子數為N= V總/V瓶=100000mL/5mL=20000個,所需凍干面積A應等于每瓶占用面積與總瓶數之乘積。考慮瓶間占用面積.可乘以系數1.1,則所需凍干面積為8.4㎡。
根據凍干產品的共晶點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品的質量。醫(yī)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(tǒng),以保證最多只有一臺出故障,不致損壞凍干產品。凍干機的空載極限真空度、漏氣率和抽空速度都有標準規(guī)定,選擇凍干機時除按標準要求檢查之外,應注意選擇的是真空系統(tǒng)元件的質世。例如,有的真空泵漏油,有的噴油,有的壽命低;有的閥門動作不靈活、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,可以根據凍干產品的需要選擇。位得注愈的仍然是加工制造質童.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。
凍干機的自動控制系統(tǒng)選擇應該認真研究。各制造廠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控制系統(tǒng),兼?zhèn)涫謩庸δ?有些凍干機能自動執(zhí)行跟蹤凍干曲線.其余部分人工操作;有些凍干機僅能自動控制凍干過程,不能控制消毒滅菌等其他過程;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記錄儀記錄。用戶必須根據需要和實際情況,了解清楚之后再選定。
目前醫(yī)藥用凍干機輔助功能較多,如凍干過程中取樣功能、共晶點溫度測定功能、漏氯率自動測量功能、凍干結束自動判定功能等。每項功能郁需增加成本,每項功能都給用戶帶來了方便,用戶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。用戶關心的重點應該是凍干產品的質量、產量、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驗。凍干產品質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。凍干產品的產量涉及經濟效益,相同凍干面積的凍干機,凍干同樣的物料,花費的時間可能不同.凍干周期長的.凍干產品產量低,反之亦然。裝機容量和能耗是兩回事.各生產凍干機的廠家給出的裝機容且可能不是同一標準.有些廠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,還有些廠家給出的是包括凍干生產車間的全部電源。選擇凍干機時一定要分析清楚,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.國內還沒見到有關報道。