藥物制劑生產(chǎn)（高級）課件 25-6 濃縮

任務(wù)25.2濃縮任務(wù)描述濃縮是制劑生產(chǎn)常用操作，一般此項操作在制劑流程上位于提取后進(jìn)行。本任務(wù)主要是學(xué)習(xí)濃縮設(shè)備的分類、工作原理，遵行濃縮設(shè)備SOP，完成三效節(jié)能濃縮器正常操作，領(lǐng)會操作注意事項，學(xué)會設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)、常見故障及排除方法。知識準(zhǔn)備1.基礎(chǔ)知識2.常用設(shè)備基礎(chǔ)知識濃縮是從溶液中除去部分溶劑而提高溶液濃度的單元操作，除去溶劑常用蒸發(fā)來完成。蒸發(fā)就是通過不斷地加熱使溶液中的溶劑部分或全部的汽化并不斷地排出所產(chǎn)生的蒸氣的操作。液體物料經(jīng)過蒸發(fā)除去部分溶劑可而達(dá)到濃縮目的。常用蒸發(fā)設(shè)備有循環(huán)型蒸發(fā)器、單效蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)器。1．循環(huán)型蒸發(fā)器料液在蒸發(fā)器中被循環(huán)加熱蒸發(fā)，以提高傳熱效果，減少溶液結(jié)垢。常用的蒸發(fā)設(shè)備有中央循環(huán)蒸發(fā)器、盤管式蒸發(fā)器、外循環(huán)蒸發(fā)器、強制循環(huán)蒸發(fā)器等。2．單效蒸發(fā)器蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸氣不再利用，經(jīng)冷凝后移除。3．多效蒸發(fā)器多效蒸發(fā)是利用前效所產(chǎn)生的二次蒸氣引入后一效作為加熱蒸氣，組成雙效蒸發(fā)器。將二效的二次蒸氣引入三效供加熱用，組成三效蒸發(fā)器，同理，組成多效蒸發(fā)器。最后一效引出的二次蒸氣入冷凝器。為了維持一定的溫度差，多效蒸發(fā)一般在真空下操作。由于二次蒸氣的反復(fù)利用，多效蒸發(fā)器屬節(jié)能型蒸發(fā)器。（1）順流加料法順流加料法也稱并流法，溶液流向與蒸氣相同，由第一效按順序流至末效。加熱蒸氣通入第一效加熱室，蒸發(fā)溶液產(chǎn)生的二次蒸氣進(jìn)入第二效的加熱室，第二效蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸氣進(jìn)入第三效的加熱室作為加熱蒸氣，第三效的二次蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后排出。原料液進(jìn)入第一效，蒸發(fā)濃縮至一定程度后由于真空度的不同，自動流入第二效和第三效進(jìn)行濃縮，全部完成后由末效的底部排出。順流加料法原理圖（2）逆流加料法逆流加料法操作時原料液由末效加入，用輸液泵打入前一效，完成液從第一效底部排出，加熱蒸氣流向與順流法相同。優(yōu)點在于隨溶液濃度的增加，加熱溫度也越高，各效間的黏度較為接近，缺點是各效間溶液需要用泵輸送，適宜用于處理黏度隨溫度和濃度的變化較大的溶液，不適宜處理熱敏性物料。逆流加料法原理圖（3）平流加料法平流加料法是按各效分別加料并分別出料的方式進(jìn)行操作，加熱蒸氣方式和流向不變。此法適用于在蒸發(fā)過程中同時有結(jié)晶析出的場合，可避免結(jié)晶體在效間傳輸時堵塞管道。缺點是每效在高濃度情況下進(jìn)行蒸發(fā)，溶液黏度大會導(dǎo)致傳熱系數(shù)小，同時各效的溫度差損失較大，降低蒸發(fā)設(shè)備的生產(chǎn)能力。平流加料法原理圖常用設(shè)備1.循環(huán)型蒸發(fā)器（1）中央循環(huán)蒸發(fā)器主要由加熱室、蒸發(fā)室、中央降液管等部分組成。操作時，管束內(nèi)單位體積溶液的受熱面積大于粗管內(nèi)的，即前者受熱好，溶液汽化的多，因此細(xì)管內(nèi)的溶液含汽量多，致使密度比粗管內(nèi)溶液的要小，這種密度差促使溶液作沿粗管下降而沿細(xì)管上升的循環(huán)運動，故粗管除稱為中央循環(huán)管外還稱為降液管，細(xì)管稱為加熱管或沸騰管。適用于蒸發(fā)結(jié)垢不嚴(yán)重、有少量結(jié)晶析出和腐蝕性較小的溶液。該設(shè)備具有溶液循環(huán)好、傳熱速率快等優(yōu)點，同時由于結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便，應(yīng)用十分廣泛，有“標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱。但有溶液粘度大、沸點高、蒸發(fā)器的加熱室不易清洗等缺點。中央循環(huán)蒸發(fā)器中央循環(huán)蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備1.循環(huán)型蒸發(fā)器（2）盤管式蒸發(fā)器由加熱盤管、蒸發(fā)室、儀表箱等部分組成。工作時，料液通過進(jìn)料管進(jìn)入鍋內(nèi)，外層盤管間料液受熱后體積膨脹而上浮，當(dāng)?shù)竭_(dá)液面后，料液中的二次蒸氣逸出，料液濃度提高，密度增大。盤管中部位的料液，因受熱相對較少，密度大，自然下降回流。從而形成了料液沿外層盤管間上升，又沿盤管中心下降回流而形成自然循環(huán)。直至料液達(dá)到規(guī)定濃度后排出收集。盤管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、操作穩(wěn)定、易于控制。若在長期使用過程中，積累了少量水（油）垢，通過管子的膨脹，將能實現(xiàn)自動脫垢，因而長期使用換熱能力下降不會太明顯，換熱效果良好。盤管為扁圓形截面，液料流動阻力小，通道大，適于黏度較高的液料。常用設(shè)備1.循環(huán)型蒸發(fā)器（3）外循環(huán)蒸發(fā)器由加熱器、蒸發(fā)器、分離器等組成。工作時由于加熱室物料溫度高于蒸發(fā)室的下降物料的溫度，液態(tài)物料受熱后變成高壓氣液混合體，從加熱管上部的管道噴入蒸發(fā)室，在噴出管道瞬間，壓力降低為負(fù)壓，體積迅速擴(kuò)大，物料由氣液混合體變成霧狀，在蒸發(fā)室的空間中氣液分離，氣態(tài)的溶劑被真空帶出，被冷凝器冷凝成液態(tài)后收集到受液罐，定時排出。蒸發(fā)室的液態(tài)物料溫度降低，回落到加熱室，進(jìn)入下一輪的蒸發(fā)。隨蒸發(fā)時間延長，物料的濃度增大，直至符合產(chǎn)品工藝要求。外循環(huán)蒸發(fā)器濃縮時間短，蒸發(fā)速度快，能較好地保持熱敏性物料不被破壞。外循環(huán)蒸發(fā)器外循環(huán)蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備1.循環(huán)型蒸發(fā)器（4）強制循環(huán)蒸發(fā)器由加熱室、蒸發(fā)室、循環(huán)泵、循環(huán)管等部分構(gòu)成。工作時原料液由循環(huán)泵自下而上打入，沿加熱室的管內(nèi)向上流動。蒸氣和液沫混合物進(jìn)入蒸發(fā)室后分開，蒸氣由上部排出，流體受阻落下，經(jīng)圓錐形底部被循環(huán)泵吸入，再進(jìn)入加熱管，繼續(xù)循環(huán)。強制循環(huán)蒸發(fā)器適用于有結(jié)垢性、結(jié)晶性、熱敏性、高濃度、高粘度并且含不溶性固體藥液蒸發(fā)濃縮。該設(shè)備傳熱系數(shù)大、抗鹽析、抗結(jié)垢、適應(yīng)性強、易于清洗。但消耗動能較大，溶液停留時間長；造價及維修費用稍高。強制循環(huán)蒸發(fā)器強制循環(huán)蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備2.膜式蒸發(fā)器（1）升膜式蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、加熱室、冷凝器、氣液分離器等部分組成。工作時原料液是從加熱室的底部進(jìn)入，料液進(jìn)入加熱管后，受熱沸騰迅速汽化，蒸氣在管內(nèi)迅速上升，料液受到高速上升蒸氣的帶動，沿管壁形成薄膜狀上升，迅速蒸發(fā)。氣液兩相在分離器中分離，濃縮液由分離器底部排出收集，二次蒸氣則由分離器頂部排出作為熱源對料液預(yù)熱。升膜式蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)量較大的稀溶液及熱敏性、發(fā)粘、易發(fā)泡的溶液，不適合于高黏度、易結(jié)晶、易結(jié)垢料液的濃縮。升膜式蒸發(fā)器升膜式蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備2.膜式蒸發(fā)器（2）降膜式蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、分離器、冷凝管等部分構(gòu)成。工作時料液加入方向與升膜式蒸發(fā)器相反，是自降膜蒸發(fā)器加熱室上管加入，經(jīng)液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內(nèi)，在重力作用下沿?fù)Q熱管內(nèi)壁呈均勻膜狀流下。在流下過程中，被加熱汽化，產(chǎn)生的蒸氣與液相共同進(jìn)入蒸發(fā)器的分離室，氣液經(jīng)充分分離，蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝（單效操作）或進(jìn)入下一效蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì)，從而實現(xiàn)多效操作，濃縮后的液相則由分離室排出。降膜式蒸發(fā)器由于料液加熱時間短，受熱影響小，所以適用于熱敏性藥液及高黏度、高濃度的藥液。不適合于易結(jié)晶、易結(jié)垢料液的濃縮。降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備2.膜式蒸發(fā)器（3）刮板式薄膜蒸發(fā)器由刮板、料液分配盤、蒸發(fā)室和夾套加熱室等組成。該設(shè)備工作時料液由進(jìn)料口沿切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，或經(jīng)料液分配盤將料液均布在內(nèi)壁四周，由于重力和刮板離心力作用，料液在內(nèi)壁形成螺旋下降或上升的薄膜（立式），或螺旋向前推進(jìn)的薄膜（臥式），二次蒸氣經(jīng)頂部或濃縮液口端的氣液分離器后經(jīng)冷凝排出。刮板式薄膜蒸發(fā)器由于料液加熱時間短，所以適用于易結(jié)晶、結(jié)垢和高黏度的熱敏性物料的濃縮。其傳熱系數(shù)值高，蒸發(fā)能力大，熱效率高。但其安裝和維修工作量較大，且動力消耗較大。刮板式薄膜蒸發(fā)器刮板式薄膜蒸發(fā)器示意圖常用設(shè)備2.膜式蒸發(fā)器（4）離心式薄膜蒸發(fā)器主要由加熱室、分離器、冷凝器等部分構(gòu)成。工作時物料由蒸發(fā)器頂部進(jìn)入，經(jīng)分配管均勻送至錐形盤的內(nèi)側(cè)面，錐形盤高速旋轉(zhuǎn)，將料液甩開，迅速鋪撒在錐形盤加熱表面，在極短時間內(nèi)形成薄膜進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃縮液在離心力的作用下流至蒸發(fā)器外側(cè)邊緣，然后匯聚于蒸發(fā)器的出料管流出。加熱蒸氣由底部進(jìn)入蒸發(fā)器，從邊緣小孔進(jìn)入錐形盤的空間，冷凝水由于離心力的作用在邊緣的小孔流出。二次蒸氣與溶液分離后，通過外轉(zhuǎn)鼓與外殼之間的縫隙，從二次蒸氣出口排出，經(jīng)冷凝后移除。該設(shè)備適用于熱敏性料液的濃縮，但不適用于黏度大、有結(jié)晶、易結(jié)垢的料液。具有體積小、效率高、易清潔等優(yōu)點。常用設(shè)備3.多效蒸發(fā)器多效蒸發(fā)器也叫多效濃縮器，由儲液罐、加熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、氣液分離器等部分組成。工作時將加熱蒸氣通入第一蒸發(fā)器，則溶液受熱而沸騰，而產(chǎn)生的二次蒸氣其壓力與溫度較原加熱蒸氣為低，但此二次蒸氣仍可設(shè)法加以利用。在多效蒸發(fā)器中，則可將二次蒸氣當(dāng)作加熱蒸氣，引入另一個蒸發(fā)器，只要后者蒸發(fā)室壓力和溶液沸點均較原來蒸發(fā)器中的為低，則引入的二次蒸氣即能起加熱熱源的作用。同理，第二個蒸發(fā)器新產(chǎn)生的新的二次蒸氣又可作為第三蒸發(fā)器的加熱蒸氣。這樣，每一個蒸發(fā)器即稱為一效，將多個蒸發(fā)器連接起來一同操作，即組成一個多效蒸發(fā)系統(tǒng)。多效蒸發(fā)器由于多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，所以多效蒸發(fā)器適用于大量連續(xù)生產(chǎn)流浸膏或浸膏等劑型以及濃縮中間產(chǎn)品等工作。多效蒸發(fā)器多效蒸發(fā)器示意圖任務(wù)實施三效節(jié)能濃縮器操作--以SJN1000型三效節(jié)能濃縮器為例。三效節(jié)能濃縮器操作開機(jī)前準(zhǔn)備1．檢查設(shè)備的衛(wèi)生條件是否達(dá)到生產(chǎn)要求，是否有清場合格證。2．檢測欲濃縮的物料濃度。3．檢查供氣壓力，并打開冷凝水排水閥，排除系統(tǒng)內(nèi)的冷凝水。4．檢查可拆型連接（法蘭、螺栓、活節(jié)）密封是否完好。5．檢查各閥門開關(guān)的正確位置。6．檢查各效物料泵機(jī)械密封的冷卻水供給是否正常。三效節(jié)能濃縮器操作開機(jī)操作1．接通電源，電源指示燈亮。開啟真空設(shè)備抽真空，開啟進(jìn)料閥門，料液先進(jìn)一效，當(dāng)料液上升至蒸發(fā)室下中視鏡一半，關(guān)閉進(jìn)料閥。2．開啟蒸氣閥門升溫加熱，同時打開二效進(jìn)料閥，物料進(jìn)入二效蒸發(fā)室下中試鏡一半處，關(guān)閉二效進(jìn)料閥。3．開啟三效進(jìn)料閥，物料進(jìn)入三效蒸發(fā)室下中試鏡一半處，關(guān)閉三效進(jìn)料閥，開啟冷卻水進(jìn)水口，對蒸發(fā)氣體進(jìn)行冷卻，開始正常濃縮工作。4．當(dāng)二效受水器冷凝水升至視鏡的一半處時，關(guān)閉受水放水閥、一號分離閥，打開放汽閥閥門，破壞真空后，開啟二效放水閥，排水后復(fù)原。5．當(dāng)三效受水器冷凝水上升至視鏡一半處時，關(guān)閉受水放水閥、二號分離閥，打開放汽閥閥門，破壞真空后，開啟三效放水閥，排水后復(fù)原。6．當(dāng)受水冷卻器水位上升至視鏡一半處時，關(guān)閉受水放水閥、分汽閥，打開放汽閥閥門，破壞真空后，開啟放水閥閥門，排水后復(fù)原。7．由于一效蒸發(fā)溫度高，濃縮速度快，比重大，出膏方便。所以將二效濃縮液注入一效濃縮器中，關(guān)閉二效真空閥和三效真空閥閥門。開啟三效真空器四通閥，打開二效放空閥，破壞二效真空，表壓降至零。開啟三效進(jìn)料閥、一效進(jìn)料閥，將藥液注入一效完畢復(fù)原，進(jìn)行工作。一效料液濃度達(dá)到所需比重時，破壞一效真空，開啟出膏閥收膏。8．操作完畢后，關(guān)閉電源，按清潔操作規(guī)程對設(shè)備進(jìn)行清潔。三效節(jié)能濃縮器操作操作注意事項1．當(dāng)正開車突遇停電時，操作工應(yīng)快速關(guān)閉蒸氣閥門，并且打開真空排空閥。2．操作過程中應(yīng)當(dāng)通過視鏡定期檢查各效分離器里面液位是否過高，以免造成跑料。3．應(yīng)當(dāng)定期檢查各效循環(huán)泵冷卻水是否充足，以免造成機(jī)械密封損壞。4．定期檢查物料濃度和蒸氣壓力。5．在蒸發(fā)過程中，各效壓力絕對不允許出現(xiàn)正壓。三效節(jié)能濃縮器操作設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)1．每半年對轉(zhuǎn)動部位加潤滑油。2．每月檢查機(jī)件一次；每班使用后對機(jī)器整體檢查一次。每半年效驗一次壓力表、真空表、溫度表。大修周期為一年，大修時對保溫層應(yīng)檢查，損壞和失效者應(yīng)更換或修補。3．經(jīng)常檢查可視窗連接處的密封，必要時更換密封圈套，檢查各閥門是否有漏氣、漏水現(xiàn)象。4．如中途遇機(jī)件損壞或斷水等故障，應(yīng)立即停止使用，先關(guān)蒸氣閥門后，破壞其真空度，再關(guān)冷卻水閥。5．三效內(nèi)藥垢，先用冷水沖洗，后用洗滌劑（NaOH溶液）在真空和加熱情況下煮沸，用刷子清除加熱室和蒸發(fā)室內(nèi)污垢，用飲用水沖洗干凈。三效節(jié)能濃縮器操作常見故障原因排除方法真空度低真空泵損壞；可拆連接處有漏真空現(xiàn)象檢查真空泵是否完好；檢查各可拆連接處是否有漏真空現(xiàn)象系統(tǒng)正常的情況下蒸發(fā)量下降蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)垢阻礙熱量傳遞用1%NaOH溶液清洗短時間出料濃度過高進(jìn)料閥沒有完全開啟導(dǎo)致進(jìn)料速度慢完全開啟進(jìn)料閥出料濃度過低進(jìn)料速度過快降低進(jìn)料速度三效節(jié)能濃縮器常見故障及排除方法知識總結(jié)1.濃縮是從溶液中除去部分溶劑而提高溶液濃度的單元操作，除去溶劑常用蒸發(fā)來完成。2.常用蒸發(fā)設(shè)備有循環(huán)型蒸發(fā)器、單效蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)器。3.中央循環(huán)蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)結(jié)垢不