全自動(dòng)密閉式噴霧凍干生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種全自動(dòng)密閉式噴霧凍干生產(chǎn)設(shè)備，用于藥廠無(wú)菌凍干車間，屬于真空冷凍干燥技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]真空冷凍干燥，也稱升華干燥。其原理是在密閉環(huán)境中將待凍干的溶液進(jìn)行冷凍，然后給予一定的溫度和真空度，使被凍結(jié)的溶液中的水分通過(guò)升華的方式去除。
[0003]真空冷凍干燥有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0004](I)低溫下凍干藥品不會(huì)導(dǎo)致藥品變性或發(fā)生活性損失。
[0005](2)在凍干的藥品中，微生物的生長(zhǎng)和酶的催化作用幾乎是不可能發(fā)生的。
[0006](3)通過(guò)凍干，藥品可以非常好的保持初始的體積和形狀。
[0007](4)藥品中容易被氧化的成分可以很容易的被保護(hù)。
[0008](5)利于長(zhǎng)期保存。
[0009](6)大部分凍干藥品可以在室溫下進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0010]基于上述優(yōu)點(diǎn)，冷凍干燥技術(shù)可以用于以下領(lǐng)域:食品和微生物的生產(chǎn)，以注射劑原料藥為代表的藥品的生產(chǎn)，血液制品的生產(chǎn)加工，以及各種其它材料的制造和加工。
[0011 ]傳統(tǒng)的冷凍干燥工藝中，如圖1所示，需要將待凍干的液體A預(yù)先灌裝入玻璃瓶或托盤等容器B中，再將該容器B盛放在平面放置的板層C上凍結(jié)成冰，真空環(huán)境下板層升溫對(duì)冰塊加熱，水蒸氣升華并留下干燥物質(zhì)。此干燥過(guò)程中，待干燥物料始終是靜置的，只有底部小范圍區(qū)域與板層接觸，傳熱有限，特別是當(dāng)物料預(yù)先裝入玻璃瓶等熱不良導(dǎo)體的容器中進(jìn)行凍干時(shí)，傳熱效果差，干燥時(shí)間長(zhǎng);靜置的物料上表面最先干燥，干燥層逐漸向凍結(jié)層下降，在這一階段，干燥層成為凍結(jié)層升華水蒸氣向外擴(kuò)散的阻礙，傳質(zhì)效果差，進(jìn)一步延長(zhǎng)了干燥時(shí)間;此外，靜置干燥對(duì)板層溫度均勻性也提出了很高的要求。
[0012]公開號(hào)為US20130118026A1的美國(guó)專利公開了一種噴霧凍干技術(shù)，其是將待凍干液體從容器上方用噴嘴噴下，另一組噴嘴噴射液氮，待凍干液滴下落過(guò)程中與冷媒接觸換熱，速凍形成冰顆粒;冰顆粒置于錐形容器中，使用攪拌器翻動(dòng)，通過(guò)錐壁加熱干燥物料;攪拌器翻動(dòng)對(duì)物料施加機(jī)械力，其摩擦、碰撞作用容易破壞物料原有的形體狀態(tài);而且物料在錐體內(nèi)必須堆積到一定高度方能被攪拌器翻動(dòng)，這種堆積也阻礙底部升華水蒸氣向外擴(kuò)散;此外，錐形干燥器只能分次進(jìn)行干燥。
[0013]另有一種速凍技術(shù)是將液氮置于容器底部，待凍干液體從上方噴下或滴下，穿過(guò)液氮低溫區(qū)進(jìn)行速凍。冷凍干燥工藝被廣泛應(yīng)用在(但不限于)制藥工業(yè)中，其制品對(duì)潔凈的、無(wú)菌的制藥工藝有著嚴(yán)格要求。以上兩種速凍技術(shù)都使用冷媒(液氮)與物料直接接觸制冷，其潔凈度、無(wú)菌性難以保證，并且冷媒換熱后汽化，重新制成液態(tài)需消耗極大能量，直接排放則容易造成浪費(fèi)和污染。
[0014]綜上所述，如何提高冷凍干燥工藝中待凍干物料的冷凍及干燥效率，并且該過(guò)程應(yīng)盡量避免破壞物料原有的形體狀態(tài);更重要的是如何在凍干工藝中保護(hù)物料的潔凈度與無(wú)菌性，避免物料在設(shè)備之間輸送受環(huán)境污染或污染環(huán)境;更進(jìn)一步地使冷凍干燥連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)降低能耗，均成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0015]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高冷凍干燥工藝中待凍干液體的冷凍及干燥效率，同時(shí)保持物料冷凍后原有的形體狀態(tài)，保護(hù)制品的潔凈度與無(wú)菌性，使冷凍干燥連續(xù)進(jìn)行的噴霧凍干生產(chǎn)設(shè)備，以縮短凍干周期、提高生產(chǎn)效率、降低藥品受污染的風(fēng)險(xiǎn)、降低成本和能耗。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種全自動(dòng)密閉式噴霧凍干生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:包括互相連接組成密閉容器的真空噴霧冷凍造粒裝置和動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置；
[0017]所述的真空噴霧冷凍造粒裝置包括噴霧筒，所述噴霧筒內(nèi)設(shè)有用于將待凍干液體霧化分散為液滴的霧化噴嘴，所述噴霧筒連接用于在密閉容器中形成真空環(huán)境使所述的液滴中的部分組分在該真空環(huán)境中汽化吸熱進(jìn)而使液滴降溫凍結(jié)形成冰顆粒的真空系統(tǒng)。
[0018]優(yōu)選地，所述液滴中的部分組分為水。
[0019]優(yōu)選地，所述液滴在密閉容器內(nèi)不與冷媒直接接觸。
[0020]優(yōu)選地，所述噴霧筒為密閉容器的一部分，上部為筒形，下部為錐形。
[0021]優(yōu)選地，所述霧化噴嘴連接密閉的配液管道，所述配液管道上設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置。
[0022]優(yōu)選地，所述真空噴霧冷凍造粒裝置還包括用于將汽化后的所述液滴中的部分組分冷凝的冷凝裝置。
[0023]更優(yōu)選地，所述冷凝裝置為第一制冷夾套和冷凝器中的一種或其組合，所述的第一制冷夾套設(shè)于所述噴霧筒上部的外側(cè)，第一制冷夾套內(nèi)部通有冷媒;所述冷凝器設(shè)于所述的噴霧筒外，并與所述噴霧筒連接。
[0024]優(yōu)選地，所述真空系統(tǒng)包括真空栗，所述的噴霧筒設(shè)有連接口，連接口上設(shè)有閥門；當(dāng)所述的冷凝裝置為第一制冷夾套時(shí)，真空栗通過(guò)管道連接噴霧筒的連接口 ；當(dāng)所述的冷凝裝置為冷凝器或第一制冷夾套和冷凝器的組合時(shí)，冷凝器通過(guò)管道連接噴霧筒的連接口，真空栗通過(guò)另一管道連接冷凝器。
[0025]進(jìn)一步地，所述噴霧筒的連接口上設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)。
[0026]進(jìn)一步地，所述第一制冷夾套內(nèi)的冷媒通過(guò)管道上的流體栗形成循環(huán)并通過(guò)熱交換器降溫。
[0027]進(jìn)一步地，所述第一制冷夾套的截面為矩形，以環(huán)繞所述噴霧筒的上部一圈的形式設(shè)置;或者，所述第一制冷夾套的截面為半圓形，以螺旋狀環(huán)繞所述噴霧筒的上部若干圈的形式設(shè)置，所述的第一制冷夾套內(nèi)的冷媒可以是硅油。
[0028]進(jìn)一步地，所述的冷媒溫度為-40°C?_100°C。
[0029]優(yōu)選地，所述噴霧筒的下部錐形外側(cè)設(shè)有用于避免冰顆粒融化的第二制冷夾套，第二制冷夾套內(nèi)通有冷媒。
[0030]進(jìn)一步地，所述第二制冷夾套內(nèi)的冷媒通過(guò)管道上的流體栗形成循環(huán)并通過(guò)熱交換器降溫。
[0031]進(jìn)一步地，所述第二制冷夾套的截面為矩形，以環(huán)繞錐形外側(cè)一圈的形式設(shè)置;或者，所述的第二制冷夾套的截面為半圓形，以螺旋狀環(huán)繞錐形外側(cè)若干圈的形式設(shè)置，所述的第二制冷夾套內(nèi)的冷媒可以是硅油。
[0032]進(jìn)一步地，所述的第二制冷夾套內(nèi)的冷媒溫度為-10°C?_40°C。
[0033]優(yōu)選地，所述噴霧筒底部設(shè)有用于放出冰顆粒的下料管。
[0034]更優(yōu)選地，所述噴霧筒的頂壁、上部側(cè)壁和錐形側(cè)壁的外側(cè)設(shè)有至少一個(gè)用于把冰顆粒震落到下料管內(nèi)的振動(dòng)器。
[0035]更優(yōu)選地，所述的下料管與所述的動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置相連接，且相連接的管道上有閥門。
[0036]所述的動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置包括外筒；用于容納并加熱物料的回轉(zhuǎn)干燥器部分設(shè)于外筒內(nèi)；用于控制回轉(zhuǎn)干燥器加熱溫度的控溫循環(huán)系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)干燥器連接。
[0037]優(yōu)選地，所述外筒為密閉容器的一部分，外筒上設(shè)有
[0038]用于連接真空噴霧冷凍造粒裝置下料管的進(jìn)料管；
[0039]及用于放出干燥物料的出料口，出料口連接真空出料機(jī)構(gòu)。
[0040]更優(yōu)選地，所述真空噴霧冷凍造粒裝置的噴霧筒與動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置的外筒連接組成完整的密閉容器。
[0041]更優(yōu)選地，所述真空出料機(jī)構(gòu)用于將干燥物料從真空密閉容器中放出，恢復(fù)到大氣壓下分裝至收料罐或連接到其他收料裝置，所述機(jī)構(gòu)由上出料閥、緩存區(qū)、復(fù)壓管道、抽氣管道及下出料閥組成。
[0042]進(jìn)一步地，上出料閥、下出料閥設(shè)于所述動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置出料口下方，上出料閥、下出料閥之間設(shè)有緩存區(qū)，緩存區(qū)通過(guò)設(shè)有抽氣閥的管路與所述動(dòng)態(tài)加熱干燥裝置的外筒連接，緩存區(qū)還連接設(shè)有復(fù)壓閥的干燥潔凈無(wú)菌氣體通入管路;收料裝置與下出料閥連接。
[0043]優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)干燥器包括
[0044]用