通过将滤布翻转过来的方法将过滤出来的固体物质排出,这一获取高价值过滤材料的基本方法30多年来一直被成功使用,没有改变。然而现在一切似乎都在悄悄地发生着变化,本文所介绍的德国Heinkel公司第三代翻袋过滤器式离心机就印证了这种变化。
翻袋过滤器式离心机是一种连续式的、全自动的离心式过滤设备。它带有卧式的圆柱型滤鼓(滚筒筛),最重要的特点是清空过滤物时不会留下任何残留物,滤布在旋转中被从滤鼓中拉出,并从内向外地包裹起来。机械除湿后的固体物质被完完全全地从滤鼓中取出,并直接进入后续的流程设备或者容器中,从而也保证了在较长的流程生产工艺过程中保持稳定的质量。
这种翻袋过滤器式离心机出现于上世纪70年代,随着设备驱动技术和要求的不断变化,它也不断地得到了改进,始终与时俱进。1991年诞生了第二代采用现代化驱动技术和自动化控制技术的新产品,该产品通过了GMP认证。当时的一项技术革新是通过采用PAC加压过滤系统,实现了在离心力的作用下进行分离和干燥,从而大大扩展了该产品的应用领域。新近推出的第三代系列产品将该设备使用操作的舒适性进一步提高,人员和产品的安全性能也更加有了保障。
性能的优化改进
衡量离心式过滤器产量的一个重要指标是当量过滤面积,由最大允许离心加速度与过滤面积决定。新型翻袋过滤器式离心机的当量过滤面积几乎是前一代产品的两倍,同时大多数干燥过程中的加速时间也大大缩短。在新一代的产品中,过滤器的动态性能也得到了优化改进:驱动系统的设计更加高效,可以在很短的时间内使滤鼓加速或减速到所需转速;在干燥或者清空设备时,可以迅速停转,使得清空滤鼓的非工作时间降低到最短。当滤鼓制动时,产生的动能能够反馈给电网系统存储起来。现在的PAC加压过滤系统上料管结构简单、安装方便,并采用了新的原位清洁方式、流程监控系统和干燥后固体物质的新的取出方式。在添加温度较低的液体介质或者滤鼓充填液位过高时,因冷、热交替容易产生的冷凝水现象也都得到了有效的避免。另外,PAC加压过滤上料系统的零部件总数也由原来的113个减少到30个,上料管的各个密封件具有非常好的通用性能。
更合理的设计
新型翻袋过滤器式离心机的占地面积比老型号产品减少了30%左右,由于其长度明显地缩短,地基几乎是一个正方形。因此,它可以方便地安装在流程工艺设备现有的场地中。对于新建造的流程工艺设备来说,由于新型翻袋过滤器式离心机所需的占地面积较小,因此可以节约一大笔厂房建造费用。
这一设计方案可明显减少安装、建造费用,分别约30%。在该系列的过滤设备中,与超净室隔离的膜片已经集成在翻袋过滤器式离心机的机体之中了。这样设置的好处是:过滤器的机体与干扰性的振动完全隔离,输送的介质,例如:氮气、氧气和CIP原位清洁剂等等,都可直接输送到离心过滤器的核心部位。还有胶管和管道的连接结构,这些使用灵活、进行了无害化处理并且适合于CIP原位消毒的零部件都集成在冷气机的机体之中,从而可以省去高昂的安装费用,避免安装施工中的错位,消除了故障隐患。过滤器的控制系统位于设备基础中一个具有防爆能力的控制器盒中,避免了长期以来一直存在于离心器电气控制柜之间的电气电缆连接故障隐患,现在只由一根总线电缆即可解决问题了。
新型翻袋过滤器式离心机的机身各面都有一副双开门,大大方便了维修人员的出入。可以在维修空间较小的情况下完成维护、保养和修理工作。通过观察窗可以方便地看到滤鼓内的工况,使操作人员随时可以获知离心机内是否还需添加滤液。
全面而彻底的清洁
生产化学产品的流程工艺往往在生产过程中对工人的身体健康有着潜在的威胁,尤其是在生产过程中可能会接触那些有害健康的原料。同时,所生产的产品也必须与一切不洁净的物质隔离开来,避免受到它们的污染。上述两种情况下,通常都要使用密封隔离的翻袋过滤器式离心机。在更换产品品种,或者在流程设备维护保养之前,利用CIP原位清洗系统在密封状态下进行清洁。一个有效的CIP原位清洗系统不仅仅能够保障工人的人身安全,保障产品的安全可靠,而且在生产使用过程中也能减少投资费用和设备运行费用。因此,应当为新型翻袋过滤器式离心机设计更有效的清洁系统、将其设计成“集装箱式的结构”。
新型非接触式密封件能够将滤液和滤出固体物质隔离开来,杜绝泄漏的可能性。这种新型密封件避免采用价格昂贵、笨重的环流空气循环清洁方式对固体滤出物腔和滤液腔进行清洁。而且在使用这种新型密封件之后,冷气机内部与成品的接触面积减少了20%,内部接触面积的减少同样能够提高清洁效率。新型过滤器内部与产品接触腔的圆角半径都有所增大,这使得清洁时可以方便地除去粘附在内壁上的固体物质,旋转清洁喷嘴能够更好地实现彻底清洁。滤鼓壁与滤液室之间的间距得到了增加,操作人员能够更加方便地在不将滤鼓与滤液室分开的情况下对翻袋过滤器式离心机进行清洁。
翻袋过滤器式离心机还具有更多的优点,体现在它的滤布设计、固定方式等方面。与研发合作伙伴、滤布专业公司Sefar公司一起研发生产的新型滤布带有引流层,因此可以直接安装在滤鼓中,省略了原来使用的、带有电解抛光的滤布支撑筛和滤鼓中的引流环。应用于医药产品生产的滤布是在严格的医药卫生监控条件下,利用特殊的医药产品专用织物生产出来的,其安装到滤鼓中形成的死角必须由专用的固定元器件来消除,保证滤鼓中的滤布没有易于积存污垢的死角。滤布固定装置的专用螺钉也不再直接与产品接触。
这种新型翻袋过滤器式离心机自2007年6月投放市场以来,已经有十多台不同规格大小的设备开始在欧洲和亚洲的医药产品生产企业和化工产品生产企业中开始运转。
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