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冻干机真空系统的维护及故障诊断

冻干机真空系统的维护及故障诊断

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真空系统是冻干机的重要组成部分之一,一般包括旋片式真空泵或干泵和罗茨泵加速抽真空。

真空系统通过不锈钢管路与冷凝器连接,在靠近冷凝器的位置处安装有气动蝶阀,将冷凝器与真空系统隔开。

真空系统的作用是建立真空,给冰的升华制造环境和条件。真空系统的真空度的高低直接影响制品的升华速率,真空系统要求其自身具有较低的泄漏率。真空控制的精度直接影响到制药工艺的运行。

【真空系统主要部件】

1、旋片式真空泵

转子以一定的偏心装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近,在转子槽内装有两个(或两个以上)旋片。当转子旋转时,旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触。

旋片随转子一起旋转,可将泵腔分成几个可变容积。它是利用油类密封各运动部件之间的间隙,减少有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置,故又称气镇式真空泵。

2、干式真空泵

工作原理和旋片式真空泵工作原理相同,通过容积的变化来实现吸排气。干泵的容积变化通过螺杆式、爪式等来改变的,并且不需要油来密封。但大多干泵的极限真空达不到使用要求,只能通过配合罗茨泵使用才能达到效果。

3、罗茨泵

也叫机械增压泵,是一种旋转式容积真空泵,二个8字型转子与泵腔保持一定的间隙,通过一对同步反向旋转齿轮使二个转子在泵腔内旋转时互相不接触并保持一定间隙。

罗茨泵工作时,由于转子和泵腔、转子和转子之间有一定的间隙(0.1-0.15mm),互相不接触,允许转子高速转动,具有很大的抽速。但一般不能直接抽大气压。部分品牌的泵由于特殊的设计,可以在大气压下启动。但出于对泵的保护,一般还是采用延时启动。

4、真空测量装置

真空规管(电阻式真空计),属于皮拉尼(Pirani)真空计,可以直接输出2-10V的直流电压。通过其电路设计和程序确定,确保输出的直流电压和真空度指示值一一对应,在触摸屏直接显示出真空度的读数。现在触摸屏能显示的读数为0.1-999.9Pa。另外 ,该规管既能承受负压力也能承受正压力。

5、油过滤器

真空泵油过滤器脏了应更换,有的真空泵上装有指示仪表。过滤器畅通时,仪表指示在绿色区域;如被污物堵塞,仪表指在橙色和红色区域;当指示在红色区域时,表示需要更清洗或更换真空泵油过滤网。

 

【日常维护项目】

一、公用工程检查

供电电源正常(3相电源电压应在规定值的±10%以内),接线完整,接地良好; 带水冷却的泵,需检查的项目:冷却水压力(流量),冷却水压差不小于0.1Mpa不大于0.69Mpa,流量不小于4L/min; 带氮气吹扫的的泵,需检查的项目:氮气压力(流量)氮气压力不小于2.5bar不大于6.9bar。

二、真空泵检查

排气口安装有消音器,严禁排气管堵塞情况下开机; 油泵的油位要求在油位刻度线1/2~2/3处,干泵油位要求在油位上限,罗茨泵油位要求在油位刻度线1/2~2/3处。

【专业保养项目】

一、真空泵运行中检查

真空泵运行声音是否正常,如果异常请先检查供电的三相电是否平衡; 真空泵是否有异常振动,真空泵与泵头上的各个连接部分是否存在松动现象,如果有则采用相应的固定措施; 带冷却水的泵,需要保持冷却水有足够的流量和压差,运行过程中可以用手触摸一下泵体的温度; 带氮气吹扫的泵,需要保持氮气有足够的流量和压力; 需检查油位是否保持在正常油位,低于正常油位要及时补加规定的真空泵油;如果真空泵油发生乳化,需要打开气镇阀运行2小时;真如果空泵油变色,建议及时更换真空泵油,并清洗过滤网,并更换过滤器; 观察真空泵是否漏油,如漏油及时停机维修。

二、真空泵长期停用检查

如果泵在一段时间内不使用,应关闭电源和冷却水供应; 如果泵在冻干工艺结束后直接关闭,水汽可能残存在泵体内。如果泵长期处于关闭状态,这些液体可能会腐蚀泵的机械结构,可能会造成泵无法再启动。建议泵在调试结束后空转半小时左右。

三、真空泵泵头阀检查

泵头阀在真空泵开启时同时得电,真空泵停止时断电; 泵头阀有无得电可从阀尾端的进气口处判断。把消声器拆下,用手堵住进气口,有气往里吸证明阀没得电,反之得电; 关闭真空泵切断泵头阀电源,通过真空管上的硅管真空度变化来判断泵头阀是否关闭的严。

四、真空泵换油

拧开排油阀,将泵体油箱抬高让真空泵内旧油自动地流到旋油螺帽位置让油流出。旧油放尽后,从真空泵加油处注入少量的干净真空泵油(100~500mL),冲洗真空泵腔内部。接着开动真空泵运转1min左右,再关真空泵,将注入的新油放出,若放出的油仍不干挣,应继续注入新油冲洗,直到干净为止。然后,拧紧排油阀,拧下加油孔上的加油帽,向真空泵内加入新的真空泵油,使油面达到油标线,再旋上加油帽; 将容器放在放油口下方,旋下放油口螺钉。关闭抽气口,同时开启真空泵,打开气镇阀和遮盖真空泵的部分排气口,以产生一个足够的内部压强,使脏油迅速地放出,然后按上述第1步的步骤冲洗真空泵腔内部,换新油。

五、真空泵冷却水管和夹套清洗

在出水口处连接一个合适的水管,在进水口处连接一个合适的回水管; 打开进水管提供清洗水,反向冲洗冷却水套,将沉积物尽量冲洗干净; 让水流动几分钟,然后关掉进水,再断开回水管。

六、干泵控制工艺

后箱制冷阶段:干泵先预热 15分钟,同时开启真空泵氮气保护阀、开启真空管路吹扫阀,开启真空泵组冷却水阀(GV80),预热时间到关闭真空泵氮气保护阀、关闭真空管路吹扫阀,再开启小蝶阀。 干泵启动:判断后箱温度低于-45度、设定后箱保温时间到、干泵预热15分钟,打开小蝶阀开始预抽真空。预热时间到,关闭真空泵氮气保护阀,关闭真空管路吹扫阀。 复压压塞阶段:小蝶阀关闭,真空泵开启状态下,进气总阀干燥空气供给阀可以开启。 干泵停止:

①关闭小蝶阀,真空泵关指令,判断小蝶阀关信号到位,开启真空泵氮气保护阀,开启真空管路吹扫阀(真空管路吹扫阀是否设备自带),以真空泵关指令为计时起点15min泵后关泵关阀。

②小蝶阀未关闭,真空泵关指令,立即关闭小蝶阀,干泵停止, 然后,关闭小蝶阀,真空泵关指令,判断小蝶阀关信号到位,开启真空泵氮气保护阀,开启真空管路吹扫阀(真空管路吹扫阀是否设备自带),以真空泵关指令为计时起点15min泵后关泵关阀。

③冷冻自动运行过程中,停电再来电时,立即开启真空泵。真空管路吹扫阀,掉电保持。冷冻自动断电再来电,弹出对画框是否预热,YES 预热15分,NO直接开启。

自动过程中:判断自动启动标志位,选择备份或手动停掉一组,氮气不吹扫不延时启动停止。备份时直接停掉干泵,再次开启直接开启干泵。另外一台干泵关掉,延时开启10S是开启第二台干泵,2台干泵N 一起吹扫。

七、其他注意事项

清除端口沉淀物时不可用力过大,防止破坏冷却管壁; 开真空泵、小蝶阀前,如果是对整箱抽真空,则注意将箱门和阀门都是关闭状态,如果是只对后箱抽真空,注意前箱箱门开度大于90度,并注意人员安全; 真空泵对箱体开始抽真空前,确保后箱是干燥的,如果有水汽,则要使冷凝器温度低于-45℃; 一般来讲药品升华过程中药粉进入真空泵会对泵油和真空泵的旋片造成很大的影响,真空泵中有水或有污染的情况下工作时,会造成泵的损坏; 更换冷冻油一定要使用和原系统的冷冻油型号一致,冷冻油混用可能导致真空泵润滑不良或油品变质; 启动真空泵后应马上检查真空泵润滑情况及视油镜油位,如果油位低于正常范围(1/3视镜),应立即补油; 建议在做拆卸清洗(小保养)时,把过滤器一并更换; 为了确保因为长时间运行导致泵油的性能下降而加剧泵的磨损和降低泵的性能,建议泵每运行累计超过3000小时后(无论泵油的颜色如何)就更换油; 对于新泵,由于泵处于机械磨合期,第一次换油的时间不超过500小时。【小结】

掌握冻干机真空系统的主要部件、日常维护项目、专业保养项目和其他注意事项等才能确保冻干机高效稳定的运行。真空系统的故障可能无法提供满足生产要求的真空度导致冻干产品的冻干失败,掌握冻干机真空系统故障诊断的方法和解决方案,才能在第一时间快速恢复真空系统的正常运行,确保制药工艺的良好运行。

 

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