Yêu cầu công nghệ máy sấy phun đối với thiết bị

Những năm gần đây, công nghệ sấy phun được ứng dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm. Trong lĩnh vực chế phẩm rắn, công nghệ này thường được sử dụng để sấy các loại thuốc có độ nhạy nhiệt cao và các thuốc dễ bị phân hủy trong quá trình cô đặc nguyên liệu lỏng. Trong quá trình ứng dụng, các nguyên liệu thô khác nhau sẽ có những yêu cầu khác nhau về sấy phun. Làm thế nào để đáp ứng các yêu cầu này và những chi tiết nào cần chú ý là những vấn đề được cả nhà thiết kế, nhà sản xuất và người sử dụng thiết bị quan tâm.
■Đảm bảo yêu cầu sạch sẽ
Các quy trình chính để sản xuất một số API cần phải được thực hiện trong môi trường sạch000-cấp 100 và sấy phun là một quy trình quan trọng để kiểm soát chất lượng. Để đảm bảo chất lượng thuốc, các bộ phận của máy sấy phun tiếp xúc với nguyên liệu phải được làm bằng thép không gỉ. Đối với những vật liệu có tính ăn mòn axit mạnh thì sử dụng thép không gỉ 316L là tốt nhất. Buồng sấy, máy tách lốc, bộ lọc và các bộ phận khác tiếp xúc trực tiếp với vật liệu phải có thành trong nhẵn, không có góc chết, dễ tháo rời và làm sạch.
Do hệ thống máy sấy phun lớn nên toàn bộ máy sấy phun không thể đặt ở khu vực sạch sẽ. Thường chỉ có phần thu gom vật liệu được đặt vào khu vực sạch sẽ. Trong trường hợp này, hệ thống được yêu cầu phải có hiệu suất bịt kín tốt để ngăn chặn sự nhiễm bẩn từ bên ngoài vào hệ thống.
■Tránh dán tường
Trong quá trình sấy phun chế phẩm rắn (đặc biệt là y học cổ truyền Trung Quốc), hiện tượng dính tường là vấn đề nổi bật cản trở hoạt động bình thường của máy sấy phun. Vật liệu bám vào tường không chỉ gây bất lợi cho hoạt động thu gom mà theo thời gian, vật liệu dán tường nhạy cảm sẽ xuống cấp và trở thành vật liệu không đạt tiêu chuẩn. Từ góc độ quy trình, các giải pháp bao gồm lựa chọn dung môi thích hợp, thêm tá dược và thay đổi các thông số quy trình. Tuy nhiên, những phương pháp này không có nhiều điều chỉnh nên các giải pháp cơ bản phải được tìm kiếm từ góc độ thiết bị.
Những năm gần đây, các chuyên gia trong và ngoài nước đã nghiên cứu vấn đề dính tường và kết tụ trong quá trình sấy. Họ cho rằng nguyên nhân chính gây ra hiện tượng dính tường là do nhiệt độ tường, do đó đã tóm tắt 5 biện pháp chống dính tường: sử dụng tháp sấy bánh sandwich, trong đó sử dụng làm mát không khí để giữ nhiệt độ tường dưới 50 độ; đưa không khí thứ cấp tiếp tuyến qua các cánh lốc xoáy trên tường tháp để làm mát tường tháp; lắp chổi hơi gồm một hàng vòi phun gần tường tháp và di chuyển dọc theo tường tháp Xoay chậm; thêm một chiếc búa hơi vào tường tháp, và buộc vật liệu dính vào tường vỡ ra sau cú đánh của búa hơi; tăng độ chính xác xử lý và đánh bóng bức tường bên trong của tháp cũng có thể làm giảm độ bám dính của tường.
■ Cải thiện hiệu suất điều khiển tự động
Công nghệ sấy phun là một quá trình sản xuất liên tục. Các điểm kiểm soát của hệ thống chu trình khép kín của nó bao gồm: nồng độ thức ăn, tốc độ thức ăn, tốc độ không khí đầu vào, nhiệt độ không khí đầu vào, áp suất hệ thống, chênh lệch áp suất của từng thành phần, phát hiện độ tinh khiết của khí, v.v., việc dựa vào điều chỉnh thủ công truyền thống là rất khó khăn, vì vậy khả năng tự kiểm soát của hệ thống phải được tăng cường. Một hệ thống điều khiển tự động tốt có thể giúp toàn bộ hệ thống sấy phun hoạt động trơn tru, giảm tỷ lệ hư hỏng sản phẩm và giảm thiểu các mối nguy hiểm về an toàn.
■ Đáp ứng các yêu cầu về đặc tính vật chất khác nhau
Sau khi nguyên liệu thô được sấy khô bằng máy sấy phun, quá trình lập công thức cần được hoàn thiện thêm. Do đó, để cải thiện hiệu quả của công thức và hiệu quả hấp thụ của thuốc cuối cùng, các yêu cầu sản xuất khác nhau sẽ đưa ra các yêu cầu khác nhau về tính chất vật lý của sản phẩm sấy phun.
Việc đóng gói thuốc thường được kiểm soát dựa trên thể tích, đòi hỏi sản phẩm phải có mật độ khối ổn định và tính lưu động tốt, trong khi dạng hạt uống thường yêu cầu hòa tan ngay lập tức. Bằng cách thay đổi độ phân tán của nguyên tử hóa hoặc thay đổi điều kiện vận hành một cách thích hợp để kiểm soát tốc độ sấy, có thể tạo ra các sản phẩm có mật độ khối khác nhau nhưng phạm vi thay đổi bị hạn chế.
Hiện nay, có một công nghệ mới nhằm cải thiện tính chất vật lý - sấy phun bọt, nghĩa là chất lỏng thức ăn được tạo bọt trước rồi mới sấy phun. Phương pháp này ban đầu được đề xuất để cải thiện hiệu suất nhiệt và sau đó được sử dụng để điều chỉnh các tính chất vật lý của sản phẩm. Người ta đã chứng minh rằng các sản phẩm được tạo ra bằng phương pháp sấy phun bọt có kích thước hạt lớn, xốp, có nhiều vết lõm, bề mặt nhám và khả năng hòa tan tức thời tốt.
Ngoài ra, API miệng cũng sẽ có một số yêu cầu cụ thể, chẳng hạn như hình dạng hạt, v.v. Thực tiễn sản xuất đã chứng minh rằng có thể thu được các hạt có hình dạng khác nhau bằng cách thay đổi phương pháp nguyên tử hóa.
■Các biện pháp bảo vệ an toàn là cần thiết
Sự an toàn của một số loại thuốc cũng đặt ra yêu cầu cao về thiết kế bảo vệ thiết bị. Đối với vật liệu hòa tan trong dung môi hữu cơ, toàn bộ hệ thống phải đáp ứng yêu cầu chống cháy nổ khi sấy. Đồng thời, phải lựa chọn loại chống cháy nổ khi thiết kế các phụ kiện như động cơ, dụng cụ, van điều khiển. Ngoài ra, để ngăn dung môi và không khí trộn vào khí nổ, hệ thống phải áp dụng hệ thống tuần hoàn khép kín và chất mang phải sử dụng khí trơ, chẳng hạn như nitơ. Ngoài ra, việc làm khô một số vật liệu dễ bị oxy hóa cũng cần sử dụng hệ thống tuần hoàn khép kín sử dụng nitơ làm chất mang.
■Các chỉ tiêu bảo vệ môi trường phải đạt tiêu chuẩn
Sản phẩm sấy phun là các hạt mịn và dễ tạo thành bụi. Để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường, việc sử dụng máy tách lốc xoáy thông thường để tách sản phẩm và làm sạch khí thải là chưa đủ. Máy hút bụi dạng túi cũng có thể được sử dụng để lọc khí thải nhằm làm cho hàm lượng bụi trong khí thải nhỏ hơn 50 mg/khí nano khối đạt tiêu chuẩn; Hoặc sử dụng máy lọc ướt để giảm hàm lượng bụi trong khí thải xuống còn 15 đến 35 mg/khí nano. Khi sử dụng nitơ làm chất mang, hệ thống phải được bịt kín và cổng xả phải hướng ra ngoài trời.
■ Cải thiện việc sử dụng nhiệt là ưu tiên hàng đầu
Nhiệt độ tối đa của không khí nóng là 250 độ ~ 500 độ khi vận hành dòng song song và 200 độ ~ 300 độ khi vận hành ngược dòng. Nhiệt độ đầu ra sau khi sấy nguyên tử hóa thường được kiểm soát ở mức 60 độ ~ 100 độ và tỷ lệ sử dụng nhiệt thấp nên đây cũng là nhược điểm của sấy phun.
Hiện nay, hiệu suất nhiệt của máy sấy phun quy mô công nghiệp trong nước thường là 30% đến 50%. Hiệu suất nhiệt của máy sấy phun nước ngoài thu hồi nhiệt thải có thể đạt tới 70%, tuy nhiên thiết bị này chỉ có ý nghĩa kinh tế khi công suất sản xuất lớn hơn 100 kg (nước)/giờ. Tuy nhiên, khi sử dụng chất mang nitơ và dung môi hữu cơ, hệ thống tuần hoàn khép kín có thể được sử dụng để tuần hoàn nitơ và ngưng tụ dung môi, do đó giảm chi phí sản xuất một cách hiệu quả.
Nhưng nhìn chung, vấn đề chi phí trong quá trình sử dụng sấy phun đòi hỏi các nhà thiết kế và sản xuất thiết bị phải nghiên cứu sâu hơn.