制藥用過濾型離心機(jī)的特殊性探討

    過濾型離心機(jī)（下簡稱離心機(jī)）屬固、液相分離設(shè)備，由于是在離心力場下的強(qiáng)制分離，分離因數(shù)可達(dá)到６００，甚至１０００以上，分離效果較好，生產(chǎn)能力大，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。因此，離心機(jī)在制藥工業(yè)中有著較為廣泛的應(yīng)用。

    離心機(jī)在制藥工業(yè)應(yīng)用極廣，其仍是當(dāng)前原料藥生產(chǎn)工藝中分離的主要設(shè)備。由于制藥廠家離心機(jī)所應(yīng)用的場合、工藝、介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的不同，對離心機(jī)也有不同的要求，比如，防腐要求、防爆要求、介質(zhì)溫度、車間凈化等級等。下面探討一下過濾型離心機(jī)在制藥工業(yè)應(yīng)用中所涉及的一些特殊性問題。

    １密閉要求

    離心機(jī)無論是用于非無菌藥還是用于無菌藥，或者是用于制藥中間體還是用于成品藥，其生產(chǎn)過程中對環(huán)境均提出了很高的要求，如潔凈車間，就有相應(yīng)潔凈等級要求，設(shè)備的良好密閉性能使外部與機(jī)器內(nèi)部保持有效的隔離。然而，離心機(jī)內(nèi)腔中的固、液、氣相等不得對車間環(huán)境造成污染，反之，外部環(huán)境也不能對內(nèi)部物料產(chǎn)生污染。因此，制藥廠在訂貨時(shí)應(yīng)告知離心機(jī)制造商，提出密閉要求。對離心機(jī)的密閉性能進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并在制造時(shí)充分體現(xiàn)，應(yīng)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

    １．１機(jī)蓋的密封

    機(jī)蓋一般為翻轉(zhuǎn)式，機(jī)蓋與機(jī)殼接合面應(yīng)有可靠的密封措施，如果因密封結(jié)構(gòu)或材質(zhì)防腐失效，就可能造成液、氣相的泄漏，對環(huán)境、人員造成傷害。

    在機(jī)蓋法蘭上加工燕尾槽，安裝密封條，以保證密封條的定位可靠性，密封條為梯形中空結(jié)構(gòu)，以保證其密閉性能。密封條采用硅橡膠等材質(zhì)，按所處理物料的防腐要求來確定密封條材質(zhì)。

    １．２軸承位的密封

    主軸螺母、軸承位的密封，以前的傳統(tǒng)機(jī)型在此密封措施比較簡易，只能做到相對密封。如主軸螺母部位，主軸螺母與轉(zhuǎn)鼓接合面，一般不設(shè)置密封圈，離心機(jī)在運(yùn)行過程中易發(fā)生液相或氣相的滲入，對主軸錐面產(chǎn)生腐蝕，甚至滲入軸承中，對軸承產(chǎn)生破壞，從而影響機(jī)器的正常使用。上軸承蓋一般都設(shè)置骨架式密封等結(jié)構(gòu)，但上軸承蓋至轉(zhuǎn)鼓錐面之間的一部分則暴露在外，離心機(jī)內(nèi)腔中的氣霧，則可能對主軸暴露面產(chǎn)生腐蝕。

    制藥工業(yè)所用的離心機(jī)，其所分離的物料中大多有溶媒等有機(jī)溶劑或酸堿等介質(zhì)，因此在訂購設(shè)備時(shí)應(yīng)充分考慮到這些部位的密封要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如主軸上端的緊固與密封，采用２塊軸端擋圈疊裝，２個(gè)Ｏ型圈隔離安裝方式，以消除滲液的可能。對上軸承蓋上側(cè)的密封，可以考慮更改上軸承蓋的結(jié)構(gòu)型式，如設(shè)置迷宮密封裝置，減少或消除氣霧對主軸的侵蝕。也可以將暴露面加涂鎳磷合金，以消除或減小產(chǎn)生腐蝕的可能。

    １．３傳動(dòng)帶工作區(qū)域的密封

    傳統(tǒng)離心機(jī)其傳動(dòng)帶是敞開式的，只是在電機(jī)端設(shè)置１個(gè)防護(hù)罩，主要是從安全角度出發(fā)。但對于摩擦所產(chǎn)生的粉塵對環(huán)境的污染則沒有加于控制，如在潔凈區(qū)內(nèi)使用是不可行的。因此，必須對傳動(dòng)帶工作區(qū)域加以密閉，以防止摩擦粉塵的外泄。

    １．４其它部位的密封

    離心機(jī)的外接管道，如進(jìn)料管、洗滌管、清洗管等管道，一般情況下選用法蘭安裝方式，以保證其接口的密封性能。對潔凈度要求很高的場合，其接口應(yīng)選用衛(wèi)生級快開式接口裝置，以便于清洗。

    較為復(fù)雜的密封部位是下部卸料離心機(jī)的固相出口，因其出料口較大，且接口形狀的特殊性，給設(shè)計(jì)與制造帶來了很大的難度。通常的做法是接料斗從離心機(jī)底部出口過渡至１個(gè)直徑適合的圓口，接裝１個(gè)蝶閥，有法蘭安裝面加裝密封墊，來實(shí)現(xiàn)密閉要求。爾后，蝶閥出口外接柔性接管至料倉。如果主要產(chǎn)品是分離出的固相，對固相物的要求很高，即使是在線清洗管的清洗孔中滴出的液相進(jìn)入固相中也是不允許的。因此，在線清洗管的設(shè)計(jì)上應(yīng)采用衛(wèi)生級快開式接口裝置，以便在完成一次分離后將清洗管拆下，對其管內(nèi)徹底清洗。

    ２防爆要求

    制藥工業(yè)生產(chǎn)中有很多有防爆要求，因其介質(zhì)有甲醇、乙醇、甲苯等有機(jī)溶劑，離心機(jī)在運(yùn)行過程中的安全性成為選型的首要要求。

    ２．１產(chǎn)生爆炸的幾個(gè)要素

    產(chǎn)生爆炸的３個(gè)要素為溫度、火源、氧氣。其中：（１）溫度，對于具體的某一介質(zhì)，無論是液相還是氣相，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮離心機(jī)工作溫度，因是工藝問題，在此不作詳析；（２）火源，在離心機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，對于運(yùn)動(dòng)件應(yīng)用足夠的安全空間，以消除可能產(chǎn)生的機(jī)械摩擦和撞擊，機(jī)器必須有消除靜電的措施。同時(shí)，對于制動(dòng)裝置，一般均采用能耗制動(dòng)的形式（非接觸式制動(dòng)，缺點(diǎn)是制動(dòng)時(shí)間要比接觸式要長一點(diǎn)，尤其是在滿載時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的情況下更是如此），不得采用機(jī)械摩擦式制動(dòng)裝置。另外，對于傳動(dòng)帶，則選用防靜電帶，以消除或減少靜電產(chǎn)生的可能。

    ２．２可實(shí)施防爆措施

    涉及到防爆場合，可以考慮采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，但有的離心機(jī)的氮?dú)獗Ｗo(hù)，實(shí)際上只是在機(jī)殼上設(shè)置了一個(gè)氮?dú)膺M(jìn)氣管，一個(gè)氮?dú)獬鰵夤埽x心機(jī)在工作時(shí)，對內(nèi)腔中充入氮?dú)?。至于氮?dú)鉂舛饶芊襁_(dá)到安全范圍則沒有定量的控制，因此，其氮?dú)獗Ｗo(hù)的可靠性很差。在氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)中加入在線氧氣檢測裝置，對運(yùn)行過程中的離心機(jī)內(nèi)腔的氧氣進(jìn)行檢測，控制其氧氣含量在安全范圍以內(nèi)，即達(dá)到了定量的控制。一般在訂貨時(shí)，應(yīng)提出防爆要求，對離心機(jī)的配置提出更精確的制造要求，比如：配置防爆電機(jī)、現(xiàn)場防爆按鈕、防靜電皮帶、變頻器控制、防爆電磁閥、防爆接近開關(guān)、防爆隔離柵、靜電接地、能耗制動(dòng)、氮?dú)獗Ｗo(hù)、氧氣含量在線檢測等。然而，并不是所有的有防爆要求的場合都要配置，應(yīng)按實(shí)際工藝、環(huán)境等適當(dāng)?shù)呐渲谩?/P>

    ３清洗要求

    在離心機(jī)內(nèi)腔，設(shè)置多個(gè)清洗頭或清洗管，離心機(jī)可在不開蓋或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對離心機(jī)內(nèi)部進(jìn)行清洗。重點(diǎn)有以下幾個(gè)部位：（１）轉(zhuǎn)鼓底面及軸承座部位的清洗；（２）攔液板表面及轉(zhuǎn)鼓筒體外表面；（３）轉(zhuǎn)鼓筒體內(nèi)表面；（４）翻蓋內(nèi)表面及進(jìn)料、刮刀等裝置表面；（５）外殼內(nèi)表面。

    ４防腐要求及表面處理

    制藥工業(yè)一般應(yīng)選用不銹鋼材結(jié)構(gòu)，一些外部的零部件盡管不與物料直接接觸，但還是選用不銹鋼材質(zhì)為宜，對表面的清洗、潔凈車間的環(huán)境保持更有利。

    按所分離物料的腐蝕數(shù)據(jù)（化學(xué)性質(zhì)、溫度、濃度等），選用合適的材料，如３０４、３２１、３１６Ｌ、鈦材等材料。所用的管材，對一些潔凈度要求高的場合，應(yīng)選用衛(wèi)生級管和衛(wèi)生級快開式結(jié)構(gòu)，以消除管道可能帶來的污染，

    也便于清洗。

另外，對于一些不與物料直接接觸，或只是起支承的結(jié)構(gòu)件，也可以采用包襯不銹鋼的制造形式。

    在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作時(shí)表面平整、過渡圓滑，消除衛(wèi)生死角，消除積液、積料等死角。所有的不銹鋼表面應(yīng)經(jīng)打磨拋光處理，表面光潔。

    ５氣源要求

    離心機(jī)配置的氣動(dòng)動(dòng)作元件，如氣動(dòng)刮刀、氣體輔助刮刀、氣體反沖裝置等，其動(dòng)力源是氣體（壓縮空氣或壓縮氮?dú)猓?，?yīng)對氣源進(jìn)行凈化處理，以保證藥品不被氣體中的雜質(zhì)污染。如應(yīng)用于防爆場合，其氣源應(yīng)使用氮?dú)狻?/P>

    ６殘余濾餅清理與濾布再生的要求

    在制藥工業(yè)上常用離心機(jī)中，卸料離心機(jī)（人工上部卸料或吊袋卸料）如圖１所示，是常見機(jī)型之一，其每次卸料都將濾袋提出，相對來說其殘余濾餅容易清理一些，濾布再生也更方便一點(diǎn)，在此不作更多的介紹。這里主要談一下另一種常見機(jī)型，即刮刀卸料離心機(jī)的殘余濾餅清理和濾布再生的方法，如圖２所示。

    刮刀卸料離心機(jī)（ＬＧＺ、ＧＫ等機(jī)型），因其為自動(dòng)刮料型的離心機(jī)，濾布安裝于轉(zhuǎn)鼓壁上，拆卸與安裝相對于上部卸料離心機(jī)來說困難一些，刮刀與濾布之間有一安全距離（５～１０ｍｍ），以防止刮刀刮壞濾布，這一殘余濾餅層的存在，對于一般化工產(chǎn)品而言，沒有太大的問題。但在制藥工業(yè)中，殘余濾餅的存在不能滿足消除批次間污染的要求。為達(dá)到清理殘余濾餅的目的，在刮刀上設(shè)置一氣體輔助刮刀，如圖３所示。轉(zhuǎn)鼓過濾孔外側(cè)設(shè)置氣體反沖噴嘴，在進(jìn)行刮料時(shí)，高壓氣體通過轉(zhuǎn)鼓過濾孔由外向內(nèi)沖擊濾布和殘余濾餅層，使濾布產(chǎn)生脈沖振蕩，并向內(nèi)產(chǎn)生一位移，以一柔性推力使濾布貼近刮刀刃口，減少殘余濾餅層的厚度，同時(shí)，氣體反沖輔助刮刀噴出的高壓氣體吹去濾布上的殘余濾餅。通過這一裝置可有效降低或消除殘余濾餅，同時(shí)在一定程度上對濾布進(jìn)行再生，殘余濾餅的清理對一些顆粒度較小或粘度較大的物料，可消除下一次過濾時(shí)殘余濾餅所產(chǎn)生的過濾阻力，提高過濾效率。

    ７結(jié)語

    本文從離心機(jī)在制藥工業(yè)運(yùn)用的基本要求出發(fā)，并按照ＧＭＰ要求，對過濾型離心機(jī)若干問題進(jìn)行探討，使人們對離心機(jī)能更好地在制業(yè)工業(yè)中應(yīng)用有所了解。同時(shí)，也對殘余濾餅清理與濾布再生問題進(jìn)一步探討。其目的是為了拋磚引玉，以求得國內(nèi)離心機(jī)總體水平的提高，使離心機(jī)更好為制藥工業(yè)服務(wù)。