声明:本文由常州恒干干燥设备有限公司总经理郝建先生在+1大会·云—国际制药产业云峰会“综合装备专场论坛”分享的《间歇式干燥智能化之路》报告内容整理,经演讲嘉宾本人确认并同意公开分享。
中医药智能化发展需求
年3月份,国务院印发《十四五中医药发展规划》,纲要中明确指出:为全面推进健康中国建设,需要建立健全中药质量的全链条安全监管体系。
年12月,工信部等联合八个部门对外发布《十四五智能制造发展规划》,明确提出智能制造两步走战略:即到年,规模以上制造企业大部分实现数字化、智能化,重点行业骨干企业初步应用智能化。年,规模以上制造业企业要全面普及数字化、智能化,重点行业骨干企业基本实现智能化。中药制造业进行数字化、智能化建设,需要加强技术集成和工艺创新,提升中药装备制造水平,加强中药生产工艺流程的标准化和现代化。中国人口红利逐渐消失,从事制造业的意愿者也大大减少。随着我国人口老龄化加剧,有效劳动力减少,制造业企业智能制造发展势在必行。
间歇式干燥设备的优缺点及常见问题
干燥设备包括喷雾干燥机、真空带式干燥机、热风循环烘箱、普通真空干燥箱及低温脉冲真空干燥机,以上设备各具优缺点。
真空带式干燥机和喷雾干燥机适合单品种大批量生产时的干燥,干燥后的产品品质比较好,流动性好,溶解性好。缺点是占地面积比较大,清场困难、一次性投入成本比较高,后期的维护费用和整体能耗也比较高。
大部分中药企业都使用热风循环烘箱和普通真空干燥箱,优点是成本投入低,操作简单,故障率低。缺点是干燥周期特别长,干燥不均匀,性状不稳定,容易跑料,降解有效成分,物料容易焦化,收率没有保证。
以上设备都属于间歇性设备,每一道工序都需要人工干预。共同的特点是:通常因为控制系统不稳定,使物料处于高温状态下容易发生碳化和焦化,一级有效成分降解。同时,在中药类干燥过程中,多以传导或者对流的形式进行热量传递,常常还出现以下问题。多糖浸膏类的物料常常在干燥过程中出现外壳是硬的,里面仍是软的情况,干燥用时特别长;干燥后的颜色不一致;水分不均匀导致产品质量不佳等。对于枸杞类、山楂、皂苷、油脂性的五味子等多糖、果焦和油性成分物料,通常干燥需要十几个小时甚至好几天,干燥时间越长,对物料的破坏性越大,成本也大大增加。根茎叶、皂苷类的物料,干燥中常出现溢料、鼓泡、跑料现象,从而对产品质量及产品收率造成影响。多糖物料在粉碎过程中易吸潮,会影响下一道工序。
间歇式干燥在操作层面还存在以下问题:如果企业使用多台设备,装料和出料需要的人工比较多,用时较长;其次是人工进出料会造成误操作,容易发生溢料和碰撞等现象;在出料的过程中还存在对操作人员高温烫伤的风险;对现场的洁净环境造成影响;对产品造成二次吸潮;高温干燥过程中发生跑料,后期清洗难度大;人工进行收料时,会对干燥盘造成破坏,影响二次物料干燥的均匀度。
智能化低温脉冲真空干燥机,干燥速度提升2-10倍
低温脉冲真空干燥机的特点
低温脉冲真空干燥机解决了间歇式干燥生产中存在的跑料、溢料、干燥不均匀、收率低等问题。集中优势体现在:干燥速度提升2-10倍,产品质量比较高,跑料、溢料比较少,易清场。自年研发出来,目前来已有数百家企业使用。
血栓心脉宁通、金钱草、枸杞、味子、大枣、诺钙胶囊等产品,采用传统设备的干燥时长达数十个小时不等,通过使用低温脉冲真空干燥机以后,通常在3-6个小时内即可完成干燥,效率提升了2-10倍。
低温脉冲真空干燥机结构及工艺优化
低温脉冲真空干燥系统采用层流平台工艺,处理不同品种生产过程中的变化因素,实现水份快速的蒸发。采用六面加热确保物料干燥过程的一致性,增加了物料的二次吸热,有效解决了传统设备在干燥过程中的温度均匀性不好,干燥效率差,地面上出现大量冷凝水等问题。
中药类型产品干燥时,真空设备可能会存在被腐蚀和密封性不好的情况,因此,恒干联合专业的真空泵企业,共同开发专用的真空机组,每台设备配独立的真空机组,在几分钟之内可以达到极限真空的状态。
智能化设计低温脉冲真空干燥机
自动加料机匹配整个生产线完成自动加料,同时自带称重系统。通过AGV小车解决进出料人工搬运的问题,实现自动装卸料。配置物料自动降温系统,实现全密闭操作。当物料完成降温后才进行取料,防止了产品的二次吸潮,同时,自动化的降温周期只需要30分钟,较传统设备的降温缩短了近1个半小时。同时还配置自动清洗系统,从而大大提升了整个干燥过程的生产效率。