流化床技术在制药工业的应用.pdfVIP

Zongshu ◆综 述 流化床技术在制药工业的应用 郑国珍 杜 松 （重庆科旭制药机械设备制造有限公司，重庆 400080） 摘 要：从固体物料流态化入手，以流化床中流体的基本流动现象为切入点，阐述了流化床的工作原理、分类，制粒包 衣干燥设备在制药工业的应用及相关技术，与国外同类产品的差距及其发展方向。 关键词：流态化；流化床；流体的基本流动；流化床制粒包衣干燥机；应用；发展方向 什么是固体流化（或流态化）技术？固体流态化就是 与之进行热交换过程的对流干燥设备；（2）流化床制粒 固体物料与流体接触并发生传质、传热等作用使其呈悬 机：物料在热气流作用下，与雾化的粘合剂聚集制成干 浮状的操作状态。借这种状态以完成某种过程的技术称 颗粒的机械；（3）流化床制粒包衣机：具有包衣功能的流 为流态化技术。那么，什么是固体流化床技术呢？在容器 化床制粒机。 内，装置多孔分布板，将固体颗粒状物料堆放在分布板 上，形成一层固定层称为“床层”，简称“床”，如果将流 1 流化床的特征 体以一定的速度连续引入容器底部，使之均匀地穿过分 布板向上流动与固体颗粒状物料接触并发生传质、传热 流化床的特征是流体使固体颗粒流动，流体通过颗 等作用使其呈悬浮状，这种固体颗粒“床层”就叫做固体 粒状固体层有3个阶段： 流化床或俗称“沸腾床”。借这种状态以完成某种过程的 1.1 第一阶段——— 固定床 技术称为流化床技术。 当连续引入流体的流速很低时，固体床层虽有流体 流化床技术应用已十分广泛，从功能上分已有：（1） 通过，但固体粉粒的相对位置不发生变化，即固体颗粒 流化床反应器：流体通过分布板与固体物料接触使其流 处于固定状态，床层高度亦基本维持不变（床层不膨 化并实现物质转化过程的反应设备；（2）流化床发酵器： 胀）。这时床层称为固定床。如果此时测定流体通过床层 流体通过分布板与接种后的固体培养基接触，使其呈流 的总压降 ，并且对流体的空塔速度 （为体积流量除 ΔP ω ω 态化的发酵设备；（3）固定化细胞流化床发酵器：空气、 以空床横截面积 ），这一阶段的 ～ 关系如图1中 A ΔP ω AB 培养基和固定化细胞三者呈流态化的发酵设备；（4）流 段所示， 随 的升高而上升，其关系呈现为倾斜的直 ΔP ω 化床吸附塔：流体通过分布板与吸附剂接触使其流态 线。 化，并被吸附的塔形反应器；（5）循环流化床吸附装置： 1.2 第二阶段——— 流化床 床体固定，在一定压力作用下，药液通过循环管依次流 在固定床阶段，逐渐提高流速达到B 点，再进一步提 过各个床体，其中的有效成分、目标部位被吸附、脱附连 高流速则在超过B 点以后，床层不再维持为固定床状态， 续操作的设备。借这种流化状态以完成干燥过程的称为 固体颗粒之间开始出现明显的相对运动，固体颗粒被浮 流化床干燥技术，完成制粒过程的称为流化床制粒技 动起来，显示出相当不规则的运动，而随流速的升高颗 术，有：（1）流化床干燥器：热气流使物料处于流化态，并 粒运动亦愈发剧烈，但总的来说仍然停留在床层内不被 机电信息 2009 年第8 期总第2 18 期 31 综 述◆Zongshu 带出，即向上运动的速度为零。这时颗粒状固体床层表 变化，孕育着床层状态的变化，但状态的突然转变，总是 现出液体层的某些特性。如图1所示。因此，床层的这种 在流速变化超过某一临界数值以后才会发生。 状态称为固体流态化，这时的床层称为流化床，用于流