真空濃縮設(shè)備防污染

1、真空濃縮設(shè)備的防污染 2012 新版GMP藥品生產(chǎn)驗(yàn)證技術(shù)專題研討會(huì) 真空濃縮設(shè)備的防污染 制藥業(yè)尤其是中藥生產(chǎn)，濃縮為一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，要把藥液變成固體就必須經(jīng)過(guò)濃縮工序。濃縮設(shè)備是一種表面穿著非常華麗不銹鋼外衣的設(shè)備，它是制藥生產(chǎn)設(shè)備中最容易造成污染、交叉污染以及混淆，而又不容易被發(fā)現(xiàn)的生產(chǎn)設(shè)備。 一.真空濃縮設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染嗎 1.濃縮設(shè)備的結(jié)構(gòu) 真空濃縮設(shè)備一般都由加熱器、蒸發(fā)罐和冷凝器組成。加熱器一般采用外循環(huán)、鍋內(nèi)盤(pán)管以及夾套加熱的形式。由于外循環(huán)加熱面積大、效率高，成為國(guó)內(nèi)普遍采用的加熱形式。從結(jié)構(gòu)上看它由兩端安裝在孔板上的幾百條列管和一個(gè)外殼組成，藥液在列管內(nèi)流動(dòng)，鍋爐蒸

2、氣在管外加熱管內(nèi)藥液，藥液被加熱后產(chǎn)生汽化，通過(guò)連接管道噴射到蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)掉部分水分，未蒸發(fā)的藥液又從蒸發(fā)罐底流回加熱器重復(fù)循環(huán)。 這樣結(jié)構(gòu)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染嗎？結(jié)論是：會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染、交叉污染。但不是所有的真空濃縮設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，這要看它的具體點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和使用情況。2.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀蒸汽消耗越來(lái)越大、產(chǎn)量越來(lái)越低 在連續(xù)濃縮生產(chǎn)中常常發(fā)現(xiàn)濃縮的速度越來(lái)越慢，在換品種生產(chǎn)時(shí)用清水煮罐后又恢復(fù)了速度，重復(fù)再用生產(chǎn)速度又很快慢下來(lái)，而且清洗的周期越來(lái)越短。使用一兩年的真空濃縮設(shè)備效率遠(yuǎn)不及新購(gòu)買時(shí)，蒸發(fā)能力大大下降，而蒸汽消耗量明顯增大。往往直到無(wú)法正常生產(chǎn)時(shí)才進(jìn)行維修，打開(kāi)加熱器的蓋子才

3、發(fā)現(xiàn)加熱器的列管上結(jié)了厚厚一層垢，有的管子甚至出現(xiàn)全堵塞的現(xiàn)象。（照片一） 嚴(yán)重結(jié)垢的管169條管子有44條完全堵塞 有結(jié)垢就會(huì)產(chǎn)生污染 熱器列管出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象是普遍的，熱器列管出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象是普遍的，這是嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)。嚴(yán)重的結(jié)垢又怎么不會(huì)這是嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)。嚴(yán)重的結(jié)垢又怎么不會(huì)造成污染呢？造成污染呢？ 列管結(jié)垢必然列管結(jié)垢必然“吸附藥品吸附藥品”并向下一并向下一批批“藥品中釋放物質(zhì)藥品中釋放物質(zhì)”，這是嚴(yán)重違背藥，這是嚴(yán)重違背藥品生產(chǎn)管理品生產(chǎn)管理“旨在最大限度地降低藥品生旨在最大限度地降低藥品生產(chǎn)過(guò)程中污染、交叉污染以及混淆、差錯(cuò)產(chǎn)過(guò)程中污染、交叉污染以及混淆、差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 3

4、.為什么結(jié)垢不知道難拆、隱蔽n為什么真空濃縮設(shè)備的加熱器會(huì)產(chǎn)生污染？照片是國(guó)內(nèi)一家較大的中藥廠的2000L雙效的加熱器照片。由于加熱器的蓋子重、位置高、螺絲多而大，拆加熱器蓋子不容易。使用兩年還從來(lái)沒(méi)有打開(kāi)蓋子清理過(guò)，也沒(méi)有清洗操作規(guī)程。每次換品種時(shí)只是簡(jiǎn)單用清水稍煮一下又進(jìn)行生產(chǎn)了。最后由于生產(chǎn)能力下降1000L左右不得不維修，打開(kāi)蓋子才發(fā)現(xiàn)169條管子有44條完全堵塞了，全堵塞占了26%，還有50條左右不同才程度的結(jié)了垢，占了29.6%，總共超過(guò)55%以上的管子在不同程度上結(jié)垢，成了污染源。這是一個(gè)典型的例子。其實(shí)目前國(guó)內(nèi)普遍存在使用一段時(shí)間后生產(chǎn)效率下降的狀況?？梢酝茰y(cè)真空濃縮設(shè)備加生結(jié)

5、垢現(xiàn)象？其實(shí)工業(yè)上所有的熱交換器設(shè)備都存在加熱面結(jié)垢的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外經(jīng)多年的研究取得了不少進(jìn)展，但大多數(shù)工程實(shí)際中污垢問(wèn)題仍是一個(gè)難題。流速低、溫差大容易結(jié)垢n有研究分析，熱交換器管內(nèi)“流速越大，過(guò)飽和度越小，結(jié)垢過(guò)程越易為表面反應(yīng)所控制，流速越小，過(guò)飽和度越大，結(jié)垢過(guò)程越易為對(duì)流傳質(zhì)所控制。且往往發(fā)生在液壁溫差較大、壁溫較高的情況下”【1】。也就是說(shuō)加熱器管內(nèi)的藥液流速越低就越容易發(fā)生結(jié)垢，流速越高就越能減少結(jié)垢的產(chǎn)生；另一因素是管內(nèi)、外溫差越大越容易產(chǎn)生結(jié)垢，即加熱溫度越高而罐內(nèi)真空越大，使管內(nèi)外溫差增大就越容易結(jié)垢。反之則不容易。 傳統(tǒng)加熱器肥矮、管壁溫差大n縱觀國(guó)內(nèi)大多數(shù)藥廠使用的是自然

6、循環(huán)方式的真空濃縮設(shè)備，其加熱器設(shè)計(jì)成胖胖矮矮的，列管長(zhǎng)度只有一米多（照片二），藥液在管內(nèi)的流速每秒只有零點(diǎn)幾米，這樣的流速使藥物很容易在管壁沉積產(chǎn)生結(jié)垢。上面還分析了結(jié)垢的另一因素是管壁溫差大造成，目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)真空濃縮設(shè)備的加熱器，不管是單效加熱器或多效的第一效的加熱器，一般使用的蒸汽壓力為0.150.25MPa，以0.2MPa分析，其對(duì)應(yīng)的溫度為120而管內(nèi)藥液的溫度為70-80，液壁溫差達(dá)40-50，甚至更高，故此很容易生成結(jié)垢。 胖胖矮矮的加熱器加熱管只有1米容易結(jié)垢二.如何解決真空濃縮設(shè)備在使用中的污染問(wèn)題 1.選好設(shè)計(jì)合理的真空濃縮設(shè)備 上面我們已經(jīng)分析了結(jié)垢產(chǎn)生的原因，要選擇

7、一臺(tái)設(shè)計(jì)合理的設(shè)備并不難了。應(yīng)盡量選擇加熱器的形狀較細(xì)長(zhǎng)些，若有強(qiáng)制循環(huán)更好。選購(gòu)設(shè)備時(shí)還要觀察加熱器的列管是否采用拋光管。另外要注意加熱器使用的蒸汽壓力參數(shù)，有的廠家生產(chǎn)的加熱器面積不大，為了達(dá)到生產(chǎn)效率使用較高的蒸汽壓力。因?yàn)檎羝麎毫εc溫度成正比關(guān)系，壓力大溫度就高，這樣的設(shè)備就特別容易結(jié)垢。帶蒸汽熱泵真空濃縮設(shè)備加熱溫度最低溫 n 目前國(guó)內(nèi)真空濃縮設(shè)備加熱器加熱溫度最低的是帶蒸汽熱泵的真空濃縮設(shè)備（TVR)。它低溫加熱的原理：高壓高溫的鍋爐蒸汽通過(guò)拉法爾噴嘴時(shí)以超音速射出，由壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，在噴嘴出口處由于高速汽流的引射作用形成低壓，它將真空濃縮設(shè)備罐中產(chǎn)生的低壓二次蒸汽吸入，經(jīng)混合

8、形成低溫加熱蒸汽。例如，使用0.6MPa、165 鍋爐蒸汽經(jīng)與75低溫的二次蒸汽混合后變成90 左右的加熱蒸汽。顯然這樣的真空濃縮設(shè)備是不容易產(chǎn)生結(jié)垢的。當(dāng)然，加熱溫度低了，它的加熱面積比起普通的真空濃縮設(shè)備加熱器的加熱面積要大得多,設(shè)備生產(chǎn)成本也要比普通的大得多。由于低溫加熱，因此帶熱泵的真空濃縮設(shè)備是一種不容易產(chǎn)生結(jié)垢的設(shè)備?；勐斈昕扑]高真空熱泵雙效濃縮器 慧聰雜志2011年刊“技術(shù)交流專欄”中刊登了一篇文章選好濃縮設(shè)備及配套技術(shù)設(shè)備的注意事項(xiàng)。為了配合新一輪GMP改造，文章介紹各種真空濃縮設(shè)備性能、特點(diǎn)，文章最后還推薦了佛山德眾制藥機(jī)械有限公司生產(chǎn)的高真空熱泵雙效濃縮器，指出“該機(jī)組最

9、顯著特征： 是節(jié)能、高真空，另外還具有消泡、不易結(jié)垢、效率高和自動(dòng)控制等特點(diǎn)?！盙MP實(shí)施指南設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)有生產(chǎn)、維修、工程 質(zhì)量等多個(gè)部門的共同參與n GMP實(shí)施指南提到“一個(gè)好的設(shè)計(jì)開(kāi)始于一個(gè)能夠被設(shè)計(jì)者很好地理解的用戶需求URS。因此設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)有生產(chǎn)、維修、工程質(zhì)量等多個(gè)部門的共同參與，特別是用戶和維修人員，充分利用他們對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的使用和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行新設(shè)備的設(shè)計(jì)” 流速高、溫度低不結(jié)垢、產(chǎn)量高n佛山德眾制藥機(jī)械有限公司的設(shè)計(jì)人員為了節(jié)能和防垢、為了長(zhǎng)時(shí)間的維持高效率的濃縮速度，長(zhǎng)期在生產(chǎn)過(guò)程中與操作人員共同研究開(kāi)發(fā)了“高真空熱泵雙效濃縮器”。（照片三）把加熱器做得很細(xì)長(zhǎng)，并

10、在里面經(jīng)三個(gè)迂回的管程，藥液在管內(nèi)行程比普通加熱器長(zhǎng)了幾倍。在強(qiáng)制循環(huán)的條件下，藥液在管內(nèi)的速度達(dá)到2m/s左右。該設(shè)備還采用了熱泵，使效加熱器的加熱蒸汽溫度只有90 左右，效加熱器的加熱溫度只有不到80。高流速和低溫加熱極大地、有效地防止了藥物沉積結(jié)垢的可能性。 4000L熱泵雙效機(jī)組 加熱管細(xì)長(zhǎng)2.7m、三管程上下迂回三次總裝圖北京同仁堂科技有限公司2000L熱泵雙效濃縮機(jī)組序號(hào)名稱I效加熱器數(shù)量 材料重量（kg）單件 總重11304備注2345679I效循環(huán)泵1304I效蒸發(fā)器130411kWII效循環(huán)泵13047.5kWII效加熱器13041304操作平臺(tái)熱泵1鑄鋼、噴嘴不銹鋼II效蒸

11、發(fā)器13042102101400 14007007001100 11007007001801808熱平衡裝置1304DCBA序號(hào)清洗管道蒸汽管道出液管道名稱進(jìn)液管道管道規(guī)格表管道尺寸GFE排污管道冷凝水排水管道二次蒸汽管道DN80?32?57?32?57?51?273技術(shù)說(shuō)明：1. 濃縮器裝機(jī)功率18.5Kw。2. 濃縮器距離底層地面高度應(yīng)大于6米。3. 加熱器列管?19*1.5mm.藥液走管程， 流速1.8m4. 保溫材料：聚氨酯或巖棉5. 汽液分離器入口風(fēng)速：1效14.5m/s,2效16.5m/s；封頭出口風(fēng)速：1效21m/s 2效m/s90第一效加熱溫度:第一效加熱面積:第二效加熱面積:

12、第一效沸點(diǎn)溫度:第二效沸點(diǎn)溫度:2856M22M55607580技術(shù)特性表高壓引射蒸汽壓力:名 稱0.50.6MPakg/h蒸發(fā)水量:20000.370.4耗汽量:kg汽/kg水GRNQ-2000北京同仁堂科技有限公司第 張使用單位比 例張 數(shù)位 號(hào)共 張?jiān)O(shè) 計(jì)單 位審 核制 圖熱 泵 雙 效 濃 縮 器佛山德眾制藥機(jī)械有限公司2341576ABCFG898BEC EFDDDDG立面展開(kāi)圖俯視圖10101304汽液分離器7580第二效加熱溫度:噴霧傳質(zhì)式冷凝器噴霧傳質(zhì)式冷凝器真空高、能耗低 不用涼水塔、水池、循環(huán)泵 噴霧傳質(zhì)式冷凝器高真空加快流速n另外文章還介紹了高真空熱泵雙效濃縮器使用的“噴

13、霧傳質(zhì)式冷凝器”，（照片四）它不用列管冷凝器，不用涼水塔也不用大功率循環(huán)泵，能耗低，2000L熱泵雙效冷凝系統(tǒng)只需要9.1Kw左右,卻能產(chǎn)生-0.085MPa以上的高真空。正是由于形成的高真空與強(qiáng)制循環(huán)加熱構(gòu)成了一拉一推的動(dòng)力，使藥液在加熱器管內(nèi)流動(dòng)的更快。更不容易產(chǎn)生沉積。n徳眾藥業(yè)生產(chǎn)幾十種藥品，不少品種具有含糖高、易焦化特性，但使用高真空熱泵雙效濃縮器能在連續(xù)一周生產(chǎn)無(wú)明顯降低蒸發(fā)速度。3.制定有效的清潔規(guī)程n有了設(shè)計(jì)先進(jìn)的防垢設(shè)備，還應(yīng)有良好正確的清潔規(guī)程。GMP法規(guī)中規(guī)定“采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證或已知有效的清潔和去污染操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備清洗；必要時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)物料直接接觸的設(shè)備表面的殘留物進(jìn)行檢測(cè)?！眓徳眾藥業(yè)濃縮生產(chǎn)能保持高效率，除了有先進(jìn)的濃縮設(shè)備，還有一個(gè)好的清潔規(guī)程。剛開(kāi)始使用時(shí)就摸索了一套不同物料的清洗方法，易結(jié)垢物料用多少清潔劑、加熱循環(huán)多少時(shí)間。經(jīng)驗(yàn)證符合GMP要求寫(xiě)成清洗操作規(guī)程，以后就照規(guī)程辦。確認(rèn)參數(shù)范圍內(nèi)使用nGMP明確規(guī)定“生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)在確認(rèn)的參數(shù)范圍內(nèi)使用”。n在真空濃縮設(shè)備變更控制條件，例如變更使用蒸汽壓力、變換循環(huán)泵功率、把雙效