[发明专利]过滤设备

说明书

发明所属技术领域

本发明涉及一种专用于流化床系统的过滤设备，尤其是用于制药业，能将那些比分离颗粒大的颗粒从流体流动中的大量颗粒里分离出来。过滤设备包括一个壳体和至少一个过滤部分。本发明还涉及一种使用这种设备分离颗粒的方法。

背景技术

在生产成粒、涂层和粒化的领域内，在流化床设备中使用不同的技术，是众所周知的。流化过程基本上是这样一种操作，固体变成流态状，穿过气体或液体的悬浮物。如果流体以一定的速度向上穿过细颗粒的床层，颗粒与流体之间的摩擦力恰好与颗粒的重量保持平衡。在这种状态下，相邻颗粒之间的压缩力在垂直方向上的分量消失，通过床层任何部位的压力降与该部位的流体和颗粒的重量近似相等。在这种流速下，床层恰好被流化。流速高时将导致如下状态，例如，流体形成气泡，或引起固体的湍动。在更高的速度下，流体将夹带固体离开床层，并沿其向上的运动方向把它们带走。用流化床这一术语表示这样不同种类的床层。

当流化床中的流体夹带大量的固体颗粒时，通过收集夹带的颗粒并将其返回到床层中就可以达到稳态。当夹带高达一定数量时，在装载有流化床的容器内部设置旋流器，能够提供必要的收集和返回的颗粒，使容器内部维持稳态的状况。这种系统通常被成为流化床。当必须在床层外部提供更大的旋风收集器时，通常将这种系统成为快速流化床。这些系统都是循环流化床，因为该系统中颗粒循环许多次，因此，它们可用于颗粒处理的不同方法中。

在制药业中，流化床一般用来使产品成粒或涂层。典型的成粒操作是在颗粒上喷洒液滴，其中颗粒保持在流化状态。然后，可以通过在其液体中加入粘合剂，或通过其液体的微量溶解效应，使颗粒互相粘结、成团。一般通过将涂层剂溶液喷洒到颗粒上进行涂层操作。成粒或涂层过程中，操作条件都很重要，例如温度，使成团或涂层尽快干燥，以便不出现不想要的成团。另一方面，如果成团或涂层干燥得太快，将出现这种物质的不想要的喷雾干燥。

US-4051603，Kern、Jr的申请描述了一种循环流化床。公开的流化床设备包括一个容器，其中安装有流化床。颗粒在开孔盘上经流体处理，此处流体为热空气，它可以从开孔盘穿过。在制成的流化床中，通过一个伸进容器的喷嘴，对夹带的颗粒进行涂敷和喷洒涂料。夹带的颗粒和流体被吸入到旋风分离器。旋风分离器与容器连接安装，使夹带的颗粒重新返回流化床，并排出剩余的液体。这样，颗粒按照从床层到分离器再返回的方式进行循环。每次颗粒经过喷嘴，将被喷洒上涂料，因此，尺寸和重量增加。当颗粒达到一定的重量时，颗粒太沉以至于不能被流体夹带。取而代之的是，它穿过流化床下降并在那里聚集。此过程当然可以在颗粒达到这一尺寸之前中断，而颗粒可以直接从床层收集。这种设备可以用来成粒而非为颗粒涂层。则从喷嘴喷射的为成粒液体而非涂料。

旋风分离器的运行是基于离心力的作用。这种力是流体与夹带颗粒绕着旋风分离器的垂直轴线做圆周运动时所产生的加速力。随颗粒尺寸的增加，作用在每个颗粒上的离心力增大，以至于较大颗粒被甩到分离器的壁上，然后向下滑落到出口，既然是这样，该出口朝向流化床开口。较小的颗粒随着流体流动穿过整个分离器，通常会通过分离器顶部的出口离开旋风分离器。开始从流体中分离的颗粒的尺寸，这一特殊的颗粒尺寸被称为分离颗粒。旋风分离器的尺寸与所使用的流体或颗粒的种类是影响分离颗粒尺寸的一些参数。

尽管旋风分离器有许多缺点，但却被广泛地应用。当气体流穿够旋风分离器时由于漩涡，使涂到颗粒上的涂料显得不均匀。此外，在分离非常小的颗粒时，旋风分离器的效率低，例如，从涂层/成粒的颗粒中分离喷雾干燥物质的粉尘。特殊旋风分离器的尺寸仅针对一种分离颗粒，这导致分离颗粒的范围窄。还必须经常进行再循环。

为了避免常用旋风分离器的问题，人们提出了许多其他设备。文献EP-B1-0572356描述了一种流化床设备，至少一个垂直过滤筒伸进流化床容器。过滤器是一个织物过滤单元，即包括纺织品织物。当这种过滤器已经收集了一定数量的小颗粒以后，除非穿过过滤器的流体流动受到严格的限制，必须进行清洗。这样，使用液体清洗剂清洗过滤器。为了清洗，要将过滤器向上推出容器。这样既浪费时间，又得中断流化床设备的运行。在其他文献中，例如US-5776281，Luy等人和US-RE-32307，Glatt等人，提出了不同的清洗过程，例如气体清洗与湿法清洗或振动清洗过滤器相结合。使用纸或纺织品织物制成的过滤单元有其他缺点，因为它们的强度低，因此，在清洗或吹扫时会被损坏。