手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
制藥冷卻工藝中的關(guān)鍵需求
1. 精準(zhǔn)控溫保障藥品質(zhì)量
在藥物合成階段，化學(xué)反應(yīng)往往對溫度極為敏感。例如，在某些疫苗生產(chǎn)過程中，化學(xué)反應(yīng)時(shí)溫度波動(dòng)若超過 ±1℃，可能導(dǎo)致副產(chǎn)物生成率增加 15%-20% 。某疫苗生產(chǎn)企業(yè)采用浮頭式換熱器后，滅菌溫度波動(dòng)范圍成功縮小至 ±0.5℃，不僅提升了產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備壽命也延長至 15 年 。而在抗生素結(jié)晶過程中，溫度的精準(zhǔn)控制影響著晶體的粒徑分布與產(chǎn)品收率。通過實(shí)時(shí)調(diào)控板式換熱器的板片間距，可使晶體粒徑分布集中度提升 35%，產(chǎn)品收率提高 8% 。
2. 適應(yīng)復(fù)雜工況的設(shè)備要求
制藥生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，存在多種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)，同時(shí)部分工藝涉及高溫高壓。這就要求換熱器具備良好的耐腐蝕性與高溫耐受性能。例如，在含有氯離子（Cl?）的工況中，普通不銹鋼材質(zhì)的換熱器易受腐蝕，而采用鈦合金材質(zhì)后，設(shè)備壽命可突破 20 年，維護(hù)成本降低 60% 。此外，針對多肽合成等前沿領(lǐng)域的高溫工藝，碳化硅復(fù)合材料制成的換熱器已通過 1600℃高溫測試，其熱導(dǎo)率達(dá) 120 - 400W/(m?K)，是銅的 2 倍、不銹鋼的 5 倍 ，為特殊工藝提供了可靠選擇。
3. 高效節(jié)能降低生產(chǎn)成本
制藥過程能耗巨大，冷卻工藝作為耗能環(huán)節(jié)之一，對企業(yè)成本影響顯著。以注射用水的冷卻為例，傳統(tǒng)的乙二醇冷凍液一步降溫法耗能高，且對冷凍機(jī)壽命有較大影響。而采用一種包含一級節(jié)能換熱器、二級主換熱器、水水換熱器、低溫水冷螺桿機(jī)組與冷卻塔的三步換熱三步降溫節(jié)能裝置，充分利用冷卻塔的富余散熱功能，以 25 噸的循環(huán)注射水量計(jì)算，每年能節(jié)能 25 萬度電，可節(jié)約電費(fèi)約 18 萬元左右 。同時(shí)，在藥物干燥環(huán)節(jié)，高效的換熱器能將熱能傳遞效率提升至 90% 以上，使溶劑蒸發(fā)速率加快 40%，同時(shí)避免活性成分因高溫失活 。
換熱器類型及在制藥冷卻中的應(yīng)用
1. 間壁式換熱器
固定管板式換熱器
結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，適用于冷熱流體溫差較?。ā?0℃）且殼程流體較為潔凈的場景 。其管束兩端固定在管板上，管程與殼程通過管壁進(jìn)行熱交換。然而，由于殼程清洗困難，若殼程流體含有雜質(zhì)，易造成污垢堆積，影響換熱效率。在一些對溫度控制精度要求不高、介質(zhì)較為清潔的制藥工藝輔助冷卻環(huán)節(jié)中有所應(yīng)用，如某些制藥原料的初步冷卻。
浮頭式換熱器
該類型換熱器可應(yīng)對較大溫差（>110℃）的工況 。其一端管板固定，另一端管板可自由浮動(dòng)，能有效消除熱應(yīng)力。并且支持在線清洗，大大縮短了維護(hù)時(shí)間（維護(hù)時(shí)間較固定管板式可縮短 70%） 。在大規(guī)模滅菌系統(tǒng)等對溫度控制要求高、設(shè)備需長期穩(wěn)定運(yùn)行的制藥工藝中應(yīng)用廣泛。如前文所述的某疫苗生產(chǎn)企業(yè)，采用浮頭式換熱器實(shí)現(xiàn)了精確的滅菌溫度控制，保障了產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)備壽命。
U 型管式換熱器
通過管束呈 U 型的設(shè)計(jì)，使管束可自由伸縮，解決了熱補(bǔ)償問題，適用于高壓氣體換熱 。但管程清洗較為困難，通常需依賴化學(xué)清洗劑。在一些涉及高壓氣體參與反應(yīng)或處理的制藥工藝中，如某些原料藥合成過程中的氣體冷卻，U 型管式換熱器能夠發(fā)揮其適應(yīng)高壓的優(yōu)勢。
2. 板式換熱器
波紋板片板式換熱器
由許多帶有波紋的金屬薄板平行排列組成，板片厚度一般在 0.5 - 3mm 。這種波紋板片組合設(shè)計(jì)極大地增加了傳熱面積，傳熱系數(shù)高達(dá) 2000 - 3000W/(m2?K)，較管殼式提升 50% 。其模塊化結(jié)構(gòu)還支持在線清洗，維護(hù)便捷，維護(hù)時(shí)間可縮短 70% 。在抗生素結(jié)晶工藝中，通過實(shí)時(shí)調(diào)控板片間距，可優(yōu)化晶體粒徑分布，提高產(chǎn)品收率。同時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積所提供的傳熱面為 250 - 1000m2/m3，遠(yuǎn)高于管殼式換熱器的 40 - 150m2/m3 ，在對空間要求較高的制藥車間中具有明顯優(yōu)勢。
螺旋板式換熱器
采用雙螺旋通道設(shè)計(jì)，能使流體在通道內(nèi)形成強(qiáng)制湍流，即使處理粘度高達(dá) 5000mPa?s 的糖漿等介質(zhì)時(shí)，傳熱效率仍能保持在 90% 以上，較傳統(tǒng)設(shè)備節(jié)能 25% 。某中藥廠廢水處理系統(tǒng)采用該設(shè)備后，余熱回收率達(dá) 85%，年減少蒸汽消耗 1.2 萬噸 。在制藥行業(yè)中，對于一些含有高粘度物料的冷卻工藝，如部分藥膏制劑生產(chǎn)過程中的物料冷卻，螺旋板式換熱器能夠有效實(shí)現(xiàn)高效換熱與節(jié)能。
3. 擴(kuò)展表面式換熱器
翅片管換熱器
通過在管子表面安裝翅片，大幅增加了傳熱面積，從而提升換熱效率 。適用于需要強(qiáng)化傳熱的場合，如在一些對空氣進(jìn)行冷卻或加熱的制藥工藝環(huán)節(jié)，如潔凈車間的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，翅片管換熱器可快速實(shí)現(xiàn)空氣與冷媒或熱媒之間的熱量交換，確保車間內(nèi)空氣溫度符合制藥生產(chǎn)要求。
熱管換熱器
利用封閉管內(nèi)工作介質(zhì)的相變進(jìn)行熱量傳遞，具有導(dǎo)熱性 。其等溫性好，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳熱，在一些特殊的制藥工藝中，如將不同區(qū)域的熱量進(jìn)行轉(zhuǎn)移利用，熱管換熱器能夠發(fā)揮作用，且由于其結(jié)構(gòu)相對簡單，可靠性高，維護(hù)成本較低。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心