隔爆型臥螺離心機(jī)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)（臥螺離心機(jī)）是一種利用離心沉降原理，對(duì)固—液、液—液和液—液—固非均相物系進(jìn)行分離的設(shè)備。臥螺離心機(jī)主要用于懸浮液中固相顆粒與液相的分離。中藥醇沉法在中成藥注射劑和口服劑生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。在醇沉精制液與雜質(zhì)的分離過(guò)程中，臥螺離心機(jī)可利用物料密度不同的特點(diǎn)，通過(guò)離心力場(chǎng)的作用使固液分離，分別得到澄清的液體和干渣。本文介紹了一種隔爆型臥螺離心機(jī)在中藥醇沉工業(yè)中的應(yīng)用。
一、中藥醇沉工藝介紹
在中藥生產(chǎn)過(guò)程中，乙醇沉淀法常被用于純化精制中藥水提取液。該方法的原理是藥材先經(jīng)水煎提取出其中的生物堿、有機(jī)酸鹽、氨基酸類等水溶性有效成分，同時(shí)也浸提出很多水溶性雜質(zhì)。利用有效成分能溶于乙醇而雜質(zhì)不溶于乙醇的特性，加入乙醇使有效成分轉(zhuǎn)溶于其中而雜質(zhì)則被沉淀出來(lái)，從而制得澄清液體。醇沉的目的是除去雜質(zhì)而保留藥物的有效成分，也是制備中藥注射劑和口服劑極為常用的一種精制方法。
二、專用隔爆型臥螺離心機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.工作原理
專用臥螺離心機(jī)主要由主電機(jī)、副電機(jī)、差速器、螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓、主軸承、機(jī)座、機(jī)罩及傳動(dòng)裝置等組成。其工作原理是：懸浮液（中藥醇渣混合液）經(jīng)進(jìn)料管和螺旋出料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，不同密度的物料在轉(zhuǎn)鼓徑向方向分層，形成多層同心物料圓環(huán)。密度較大的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋葉片不斷地將沉積的固相顆粒刮下并推出排渣口；而密度較小的液相分層于靠近轉(zhuǎn)鼓的中心圓環(huán)，通過(guò)排液口排出并進(jìn)入儲(chǔ)存罐。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即差轉(zhuǎn)速）是通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)的，其大小由副電機(jī)控制。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓相連接，輸出軸與螺旋推料器相連接，輸入軸與副電機(jī)相連接。主電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)了差速器外殼的旋轉(zhuǎn)，副電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器的連接來(lái)控制差速器輸入軸的轉(zhuǎn)速，使差速器能按一定的速比將扭矩傳遞給螺旋推料器，從而實(shí)現(xiàn)臥螺離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離。
2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）隔爆型臥螺離心機(jī)的特點(diǎn)
①采用先進(jìn)的碳環(huán)密封技術(shù)
碳環(huán)密封是一種先進(jìn)的隔爆密封技術(shù)，屬于流阻型密封的一種，依靠密封間隙內(nèi)的流體阻力效應(yīng)來(lái)限制泄漏。由于碳環(huán)密封的工作間隙不是定值，而是隨摩擦發(fā)熱狀況自行調(diào)節(jié)，故有“熱自調(diào)間隙密封”之稱。
碳環(huán)密封的結(jié)構(gòu)：軸向彈簧的彈力和氣體壓力使各碳環(huán)的一個(gè)端面分別與密封腔體中各碳環(huán)槽的一個(gè)端面緊密結(jié)合，以阻止氣體沿徑向泄漏。隔離氣體（N2）從一端進(jìn)入介質(zhì)側(cè)，防止介質(zhì)泄漏；從另一端進(jìn)入軸承油側(cè)，可有效阻止軸承油污染介質(zhì)。
②充足的隔爆密封點(diǎn)
根據(jù)隔爆型臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣體隔爆密封點(diǎn)共配置6個(gè)，分別是兩端主軸承座、進(jìn)料管座、螺旋大小端結(jié)構(gòu)處、機(jī)罩和機(jī)座。另外，相關(guān)的主、副電機(jī)，傳感器等均采用防爆類型。隔爆密封點(diǎn)的充足配置可確保臥螺離心機(jī)的整體隔爆效果，保證防爆生產(chǎn)車間的安全生產(chǎn)。
③先進(jìn)的臥螺離心機(jī)螺旋結(jié)構(gòu)
螺旋進(jìn)料區(qū)域采用“雙S”形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)符合流體力學(xué)的流線型設(shè)計(jì)，使物料順暢出料。“雙S”形結(jié)構(gòu)出料口內(nèi)部表明鑲嵌有若干耐磨棒，可防止物料的磨損。
螺旋采用變螺距和葉片開孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可提高設(shè)備的處理能力。
④先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)
電氣控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的雙電機(jī)雙變頻控制方式（即主電機(jī)和副電機(jī)均用變頻控制）；同時(shí)采用其直流母線技術(shù)，通過(guò)主變頻器對(duì)副變頻器實(shí)現(xiàn)供電，從而不再單獨(dú)對(duì)副變頻器供電。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，副電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，副變頻器將一部分電能反饋給主變頻器使用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。另外，電氣控制的操作界面采用觸摸屏技術(shù)，符合現(xiàn)代操作簡(jiǎn)單、功能集成的設(shè)計(jì)理念。
（2）制藥專用臥螺離心機(jī)的特點(diǎn)
①設(shè)備材料的選擇
藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）對(duì)臥螺離心機(jī)的表明材質(zhì)有嚴(yán)格要求：設(shè)備同藥品直接接觸時(shí)不能夠發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)具備一定的防腐性能。臥螺離心機(jī)的材質(zhì)一般選擇321和316L不銹鋼較為適合。
②結(jié)構(gòu)和表面處理
在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí)，容易積料藏垢的產(chǎn)品和設(shè)備的危害非常大。所以臥螺離心機(jī)結(jié)合處的焊接應(yīng)使用無(wú)間斷焊接，角接焊縫應(yīng)磨成圓角。制藥專用臥螺離心機(jī)的螺旋錐段采用方孔結(jié)構(gòu)，可消除螺旋內(nèi)部積料，進(jìn)而改善螺旋錐段軸承的使用環(huán)境，并提高軸承的使用壽命。臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓采用“馬鞍”形出渣口，使得出料順暢，無(wú)死角積料現(xiàn)象發(fā)生。
設(shè)備結(jié)構(gòu)的不銹鋼表面，如臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁、螺旋葉片推料面、機(jī)座與機(jī)罩腔體等，應(yīng)進(jìn)行拋光處理，以極大程度地降低污染物在設(shè)備表明的附著力。
③具有在線自動(dòng)清洗功能（CIP）
在制藥生產(chǎn)過(guò)程中，更換藥品批次及類型時(shí)，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗。從制藥設(shè)備防止各種污染源、避免再次受到污染的專業(yè)角度出發(fā)，在線自動(dòng)清洗系統(tǒng)是較科學(xué)、較有效的實(shí)施方案。制藥專用臥螺離心機(jī)通過(guò)電磁閥和沖洗管路系統(tǒng)自動(dòng)控制程序，能對(duì)機(jī)罩、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外和螺旋部件進(jìn)行不同沖洗時(shí)間、不同沖洗方式的沖洗，實(shí)現(xiàn)真正意義上的在線自動(dòng)清洗。
三、制藥專用隔爆臥螺離心機(jī)的應(yīng)用
制藥專用隔爆型臥螺離心機(jī)在某藥業(yè)集團(tuán)進(jìn)行中藥醇渣混合液分離的工業(yè)應(yīng)用。
1.進(jìn)料條件
中藥醇渣混合液的進(jìn)料條件：進(jìn)料溫度為10℃，進(jìn)料中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~25%（含可溶物）、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%。
2.制藥專用臥螺離心機(jī)的應(yīng)用工藝參數(shù)
采用制藥專用臥螺離心機(jī)對(duì)中藥醇渣進(jìn)行分離處理，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、液層深度、差轉(zhuǎn)速等得到極佳分離效果。優(yōu)化后的工藝為：轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2800r/min，液層深度為57mm，差轉(zhuǎn)速為8~10r/min。離心機(jī)的處理量為2m3/h，分離后的渣相含液率不高于70%，清液含固率不高于1%。
四、結(jié)語(yǔ)
工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，隔爆型制藥專用臥螺離心機(jī)成功應(yīng)用于中藥醇渣的分離處理，同時(shí)積累了中藥醇渣分離處理的工藝參數(shù)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。
臥螺離心機(jī)的各個(gè)工藝參數(shù)之間相互聯(lián)系，必須根據(jù)物料的性質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其極佳的分離效果并達(dá)到較高的生產(chǎn)能力，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。此外，隔爆型離心機(jī)密封效果良好，能夠確保其生產(chǎn)時(shí)的安全性。
