自动制药离心机的过滤与探讨

 

    离心机无论是用于非无菌药还是用于无菌药，或者是用于制药中间体还是用于成品药，其生产过程中对环境均提出了很高的要求，如洁净车间，就有相应洁净等级要求，设备的良好密闭性能使外部与机器内部保持有效的隔离。然而，离心机内腔中的固、液、气相等不得对车间环境造成污染，反之，外部环境也不能对内部物料产生污染。因此，制药厂在订货时应告知离心机制造商，提出密闭要求。对离心机的密闭性能进行改进设计，并在制造时充分体现，应在以下几个方面进行考虑：

 

    １．１机盖的密封

 

    机盖一般为翻转式，机盖与机壳接合面应有可靠的密封措施，如果因密封结构或材质防腐失效，就可能造成液、气相的泄漏，对环境、人员造成伤害。

 

    在机盖法兰上加工燕尾槽，安装密封条，以保证密封条的定位可靠性，密封条为梯形中空结构，以保证其密闭性能。密封条采用硅橡胶等材质，按所处理物料的防腐要求来确定密封条材质。

 

    １．２轴承位的密封

 

    主轴螺母、轴承位的密封，以前的传统机型在此密封措施比较简易，只能做到相对密封。如主轴螺母部位，主轴螺母与转鼓接合面，一般不设置密封圈，离心机在运行过程中易发生液相或气相的渗入，对主轴锥面产生腐蚀，甚至渗入轴承中，对轴承产生破坏，从而影响机器的正常使用。上轴承盖一般都设置骨架式密封等结构，但上轴承盖至转鼓锥面之间的一部分则暴露在外，离心机内腔中的气雾，则可能对主轴暴露面产生腐蚀。

 

    制药工业所用的离心机，其所分离的物料中大多有溶媒等有机溶剂或酸碱等介质，因此在订购设备时应充分考虑到这些部位的密封要求。在设计时，应考虑上述结构的改进，如主轴上端的紧固与密封，采用２块轴端挡圈叠装，２个Ｏ型圈隔离安装方式，以消除渗液的可能。对上轴承盖上侧的密封，可以考虑更改上轴承盖的结构型式，如设置迷宫密封装置，减少或消除气雾对主轴的侵蚀。也可以将暴露面加涂镍磷合金，以消除或减小产生腐蚀的可能。

 

    １．３传动带工作区域的密封

 

    传统离心机其传动带是敞开式的，只是在电机端设置１个防护罩，主要是从安全角度出发。但对于摩擦所产生的粉尘对环境的污染则没有加于控制，如在洁净区内使用是不可行的。因此，必须对传动带工作区域加以密闭，以防止摩擦粉尘的外泄。

 

    １．４其它部位的密封

 

    离心机的外接管道，如进料管、洗涤管、清洗管等管道，一般情况下选用法兰安装方式，以保证其接口的密封性能。对洁净度要求很高的场合，其接口应选用卫生级快开式接口装置，以便于清洗。

 

    较为复杂的密封部位是下部卸料离心机的固相出口，因其出料口较大，且接口形状的特殊性，给设计与制造带来了很大的难度。通常的做法是接料斗从离心机底部出口过渡至１个直径适合的圆口，接装１个蝶阀，有法兰安装面加装密封垫，来实现密闭要求。尔后，蝶阀出口外接柔性接管至料仓。如果主要产品是分离出的固相，对固相物的要求很高，即使是在线清洗管的清洗孔中滴出的液相进入固相中也是不允许的。因此，在线清洗管的设计上应采用卫生级快开式接口装置，以便在完成一次分离后将清洗管拆下，对其管内彻底清洗。

 

    ２防爆要求

 

    制药工业生产中有很多有防爆要求，因其介质有甲醇、乙醇、甲苯等有机溶剂，离心机在运行过程中的安全性成为选型的首要要求。

 

    ２．１产生爆炸的几个要素

 

    产生爆炸的３个要素为温度、火源、氧气。其中：（１）温度，对于具体的某一介质，无论是液相还是气相，在进行工艺设计时应考虑离心机工作温度，因是工艺问题，在此不作详析；（２）火源，在离心机设计时，对于运动件应用足够的安全空间，以消除可能产生的机械摩擦和撞击，机器必须有消除静电的措施。同时，对于制动装置，一般均采用能耗制动的形式（非接触式制动，缺点是制动时间要比接触式要长一点，尤其是在满载时转动惯量较大的情况下更是如此），不得采用机械摩擦式制动装置。另外，对于传动带，则选用防静电带，以消除或减少静电产生的可能。

 

    ２．２可实施防爆措施

 

    涉及到防爆场合，可以考虑采用氮气保护，但有的离心机的氮气保护，实际上只是在机壳上设置了一个氮气进气管，一个氮气出气管，离心机在工作时，对内腔中充入氮气。至于氮气浓度能否达到安全范围则没有定量的控制，因此，其氮气保护的可靠性很差。在氮气保护系统中加入在线氧气检测装置，对运行过程中的离心机内腔的氧气进行检测，控制其氧气含量在安全范围以内，即达到了定量的控制。一般在订货时，应提出防爆要求，对离心机的配置提出更精确的制造要求，比如：配置防爆电机、现场防爆按钮、防静电皮带、变频器控制、防爆电磁阀、防爆接近开关、防爆隔离栅、静电接地、能耗制动、氮气保护、氧气含量在线检测等。然而，并不是所有的有防爆要求的场合都要配置，应按实际工艺、环境等适当的配置。

 

    ３清洗要求

 

    在离心机内腔，设置多个清洗头或清洗管，离心机可在不开盖或运转过程中对离心机内部进行清洗。重点有以下几个部位：（１）转鼓底面及轴承座部位的清洗；（２）拦液板表面及转鼓筒体外表面；（３）转鼓筒体内表面；（４）翻盖内表面及进料、刮刀等装置表面；（５）外壳内表面。

 

    ４防腐要求及表面处理

 

    制药工业一般应选用不锈钢材结构，一些外部的零部件尽管不与物料直接接触，但还是选用不锈钢材质为宜，对表面的清洗、洁净车间的环境保持更有利。

 

    按所分离物料的腐蚀数据（化学性质、温度、浓度等），选用合适的材料，如３０４、３２１、３１６Ｌ、钛材等材料。所用的管材，对一些洁净度要求高的场合，应选用卫生级管和卫生级快开式结构，以消除管道可能带来的污染，

 

    也便于清洗。另外，对于一些不与物料直接接触，或只是起支承的结构件，也可以采用包衬不锈钢的制造形式。

 

    在结构设计和制作时表面平整、过渡圆滑，消除卫生死角，消除积液、积料等死角。所有的不锈钢表面应经打磨抛光处理，表面光洁。

 

    ５气源要求

 

    离心机配置的气动动作元件，如气动刮刀、气体辅助刮刀、气体反冲装置等，其动力源是气体（压缩空气或压缩氮气），应对气源进行净化处理，以保证药品不被气体中的杂质污染。如应用于防爆场合，其气源应使用氮气。

 

    ６残余滤饼清理与滤布再生的要求

 

    在制药工业上常用离心机中，卸料离心机（人工上部卸料或吊袋卸料）如图１所示，是常见机型之一，其每次卸料都将滤袋提出，相对来说其残余滤饼容易清理一些，滤布再生也更方便一点，在此不作更多的介绍。这里主要谈一下另一种常见机型，即刮刀卸料离心机的残余滤饼清理和滤布再生的方法，如图２所示。

 

    刮刀卸料离心机（ＬＧＺ、ＧＫ等机型），因其为自动刮料型的离心机，滤布安装于转鼓壁上，拆卸与安装相对于上部卸料离心机来说困难一些，刮刀与滤布之间有一安全距离（５～１０ｍｍ），以防止刮刀刮坏滤布，这一残余滤饼层的存在，对于一般化工产品而言，没有太大的问题。但在制药工业中，残余滤饼的存在不能满足消除批次间污染的要求。为达到清理残余滤饼的目的，在刮刀上设置一气体辅助刮刀，如图３所示。转鼓过滤孔外侧设置气体反冲喷嘴，在进行刮料时，高压气体通过转鼓过滤孔由外向内冲击滤布和残余滤饼层，使滤布产生脉冲振荡，并向内产生一位移，以一柔性推力使滤布贴近刮刀刃口，减少残余滤饼层的厚度，同时，气体反冲辅助刮刀喷出的高压气体吹去滤布上的残余滤饼。通过这一装置可有效降低或消除残余滤饼，同时在一定程度上对滤布进行再生，残余滤饼的清理对一些颗粒度较小或粘度较大的物料，可消除下一次过滤时残余滤饼所产生的过滤阻力，提高过滤效率。

 

    

 

    

 

    ７结语

 

    本文从在自动制药离心机制药工业运用的基本要求出发，并按照ＧＭＰ要求，对过滤型离心机若干问题进行探讨，使人们对离心机能更好地在制业工业中应用有所了解。同时，也对残余滤饼清理与滤布再生问题进一步探讨。其目的是为了抛砖引玉，以求得国内离心机总体水平的提高，使离心机更好为制药工业服务。