乾燥剤技術による流動層乾燥機の生産性の向上、パート 1

スコット・ヘインズ氏とマリオ・ラニエリ氏、ムンタース社カーゴケア部門

編集者注: この 2 部構成の記事では、医薬品製造工場における乾燥剤技術の使用について説明します。 パート 1 では医薬品の乾燥における重要な問題を検討し、パート 2 では Cargocaire HoneyCombe 乾燥剤乾燥機を含む特定の乾燥剤技術について説明します。

十数種類の処方薬製品を製造しているニュージャージー州の製薬会社の監査では、プロセス湿度を下げることで夏場の生産量を増加できる可能性があることが判明しました。 夏の高温多湿な日中でも、冬の湿度レベルを達成するにはどうすればよいでしょうか? デシカントによる除湿を行います。 夏に比べて冬に、より良く、より速く、またはより高い製品品質で稼働しているように見えるプロセスや生産ラインについては、それが過剰な湿度に関連した問題である可能性が非常に高くなります。

医薬品の乾燥には、温度、風速、湿度の 3 つの変数が作用します。 3 つの変数は製品自体によって制限される場合があります。 たとえば、大きくて壊れやすい粒子は高い空気速度によって損傷を受ける可能性があるため、速度の低下を補うためにより高い温度またはより乾燥した空気 (湿度が低い) が必要になります。

多くの医薬品は温度に敏感です。 したがって、生産で適切なスループットを得るためには、空気速度を上げ、湿度を下げることによって熱の不足を補う必要があります。 流動床を使用するとより高い空気速度が得られますが、より乾燥した空気を得る効率的な方法は、空気が製品に接触する前に乾燥剤を通過させることです。

乾燥剤除湿システムと流動床の組み合わせにより、流動床処理乾燥システムが構成されます。 流動層乾燥機は、棚段乾燥機や真空乾燥機に比べて乾燥時間を大幅に短縮できることでよく知られています。 乾燥プロセスは等温であり、高い乾燥速度により蒸発冷却が行われ、エアハンドリングシステムから流動層乾燥機に高い乾燥温度を供給しながら製品温度を低く保ちます。

流動床システムは通常、流動化と乾燥のための空気が建物の外部からプレフィルターを介して取り込まれるように構成されます。この例では、凍結防止コイル、乾燥剤除湿器、加湿器、最終ヒーター、温度制御装置、HEPA を介して空気が取り込まれます。最終フィルター。 製品ベッドから出る湿気を含んだ空気は、ある種の製品/エア フィルター、ファン、場合によっては最終フィルターを通過し、大気中に排出されます。

製品の表面積全体が大量の空気流にさらされるため、流動床の乾燥は迅速に行われます。 熱は対流によって製品表面に伝わります。 流動床の激しい混合作用により、プロセスが等温になり、温度に敏感な材料を操作するのに望ましい条件となります。 乾燥剤乾燥機を採用することで、乾燥剤技術の露点が非常に低いため、製薬メーカーはバッチの乾燥に必要な時間を従来の冷凍技術よりもさらに短縮できます。

デシカント除湿の仕組み工場では、屋外の空気は流動層乾燥機に到達する前に、予熱コイルと冷却コイルを通過します。 次に、プロセス空気は Cargocaire HCD-4500 乾燥剤除湿機を通過し、冬季運転の最適露点に一致する 12°C または 10 gr/lb の非常に低い露点まで空気を乾燥させます。 最後に、空気は再び冷却コイルと加熱コイルを通って移動し、10 gr/lb で 54.5°C ～ 77°C の必要な湿度と温度レベルで Glatt 乾燥機に送られます。

1996 年 8 月に乾燥剤除湿機を設置して以来、心臓血管製品顆粒の 1 バッチの乾燥時間は夏の間に 15 パーセント減少しました。 このような大幅な改善により、医薬品製造施設の多くは、作業から湿気を除去するために冷却ベースの除湿システムや乾燥剤による除湿システムを使用しています。

冷却ベースの除湿冷却ベースの除湿は、空気から水分を除去する最も一般的な方法です。 ほとんどのエアコンユニットは、冷えるときに除湿します。 基本原理は、冷たい空気は暖かい空気ほど水分を保持できないということです。空気は冷却され、結露によって湿気を追い出します。 この原理を説明するには、夏と冬に冷たいソーダまたはビールを入れたグラスを思い浮かべてください。 夏には湿度が高く、大量の水分が結露します。冬には、空気の水分が少なくなるため、冷たいガラス表面での結露が少なくなります。 直接膨張 (DX) 冷却は最も広く適用されている方式で、ほとんどの A/C ユニットは DX タイプです。 基本原理は、ガスを加熱し、コンプレッサーでガスを移動させることによって、熱が 1 つの気流から別の気流に移動することです。 特定のユニットは、空気を冷却して除湿し、除湿後の空気を再加熱するために拒否された熱を使用する「シアーズ」スタイルの「クール・リヒート」除湿機です。 すべての BTU が効果的に使用されるため、この方法はすべての除湿機の中で最もエネルギー効率が高いと考えられます (すべての BTU が効果的に使用されます)。

冷却ベースの利点

パート 1 の終わり

詳細については、Munters Corporation-Cargocaire Division、79 Monroe St、Amesbury、MA 01913、ビジネス開発エンジニア、Mario Ranieri までお問い合わせください。電話番号: 508-388-0600。

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