乙二醇溶液制冷制热系统的设计与应用

医药工程设计杂志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)ipeaveeaceveee医药工艺设计乙二醇溶液制冷制热系统的设计与应用中国石化集团上海工程有限公司王志敏摘要本文简要介绍了该乙二醇溶液制冷制热系统的特点及在实际生产中的设计原理与使用情况,强调了该系统在设计、安装与使用中的注意事项包括根据实际情况对该系统流程进行恰当调整,以适应不同场合的合理应用关键词乙二醇溶液制冷制热设计应用1问题的提出题,笔者将对乙二醇溶液制冷制热系统的开发、设计众所周知,在制药行业原料药车间中,某些单元与应用作一简要论述。操作常需要冷媒和热媒对物料进行冷却和加热,例2乙二醇溶液制冷制热系统的设计与应用如反应、溶解和结晶等,在常规设计中,通常都会选2.1系统特点择冷冻盐水系统和热水(或蒸汽)系统作为冷媒和(1)由于用乙二醇溶液取代冷冻盐水,而乙二热媒。其中系统中的冷冻盐水,在冷热交替使用过醇溶液不象冷冻盐水那样对钢设备有腐蚀,因而不程中,对搪玻璃等钢设备夹套的年腐蚀达2mm左但保证了设备强度,也延长了设备的使用寿命。右,几年之内就会被严重腐蚀,影响设备强度。再(2)当乙二醇溶液温度为-10℃,其凝固点温度者在冷热交替操作时,常需对冷冻盐水和热水进行取-20℃时,乙二醇溶液与冷冻盐水的重度分别为回收操作稍有不当就会发生跑掉冷、热介质或冷1025kg/cm2和1190kg/cm2,因而可使水泵节能约热介质互串的现象,不但造成浪费和增加能耗,并可15%。能严重影响生产操作的正常进行,如使冷媒介质冰(3)由于冷热媒为同一介质——乙二醇溶液,点升高而造成结晶。另外,由于使用不同的冷热介因此每个单元设备仅需一路进出水管路与阀门,不质对物料进行冷却与加热,故设备常需要配备二路但节约了操作空间同时又没有不同冷热媒介质的进出水管路和闸门及一路回收冷热媒介质的压缩空回收问题,从而简化了操作,并可避免因操作不当造气管路与阀门,这不但占用了操作空间,又增添了操成能源的浪费及影响产品质量。作麻烦。因此由上述如何解决冷冻盐水对设备的腐2.2系统操作原理蚀及不同冷热介质交替使用而产生的不利因素等问该乙ˉ醇溶液制冷制热系统的操作原理如图1所示5℃/+40℃乙二醇溶液10℃/+45℃乙二醉溶液医药工程设计杂志 Pharmaceutical Engineering Design2003,24(2)29(1)乙二醇溶液高位槽:乙二醇溶液的配制及开关阀h处于关闭状态。同样也可开启旁通阀1,循补充冷、热回液水箱内乙二醇溶液之用,其容积应能环加热,使快速达到热媒所需的温度。满足系统检修时被压缩空气压回的乙二醇溶液的贮(9)压缩空气阀:当系统检修时,同时打开压缩存空气阀m与回收阀n,用压缩空气将系统内的乙二(2)冷回液水箱:当管道系统有少量泄漏或乙醇溶液压回乙二醇溶液高位槽。二醇溶液容积收缩或膨胀时,补充或吸收管道系统(10)回收阀除配合压缩空气阀回收冷热媒介内的乙二醇溶液回液管处于系统的最高点,开放回质外,当系统停用时,应打开此阀,以免系统热膨胀路至常压。该冷回液水箱主要为蓄冷作用,一方面造成胀管。可迅速提供所需温度的冷媒,同时可降低制冷机选2.3系统的应用场合型时所需的制冷量(1)图1所示的乙二醇溶液制冷制热系统在实(3)精密过滤器定期对乙二醇溶液进行精密际生产中的应用有个前提,即在同一单元的几台设过滤,去除杂质对乙二醇溶液冰点的影响。备操作中,不能同时既有加热又有冷却操作,否则就(4)过滤器:及时除去管道及设备夹套等系统得设置二套乙二醇溶液制冷或制热系统。这虽然既中的粗颗粒杂质确保制冷机等的安全运行。除此增加了一次性投资,同时又增加了一路循环回路与之外,还应定期对管路系统进行清洗,保证制冷效路进出设备的管路与阀门,但由于使用了乙二醇率溶液代替了冷冻盐水,同样解决了冷冻盐水对设备(5)制冷机:供应制备冷乙二醇溶液(如-腐蚀从而影响设备强度和使用寿命的问题;同时由10℃)所需的冷源于热冷媒仍为乙二醇溶液同一介质,因而可不考虑(6)热回液水箱:其作用同冷回水箱,即吸收或设备内冷(或热)媒介质的回收直接由冷却(或加补充管道系统内的乙二醇溶液及蓄热,便于迅速提热操作切换到加热(或冷却)操作,这同样解决了供热媒进行加热操作。同时该回液水箱还供应制备由于回收冷热媒介质引起的操作上的麻烦等不利因热乙二醇溶液(如+45℃)所需的热源该热源可以素。因此,由二套乙二醇溶液制冷制热系统应用于是热水(如70℃)或蒸汽,如用热水加热乙二醇溶同一单元的几台设备的冷却和加热操作,也是行之液,则热乙二醇溶液的制备操作更为稳定可靠。有效的好办法。(7)冷媒泵:系统进行冷却操作时,冷媒泵与电(2)假如车间内有二套相对独立的生产单元,动开关阀h同开同关,此时热媒泵j与电动开关阀k虽然每套单元又不会同时出现既有加热又有冷却操处于关闭状态。为了加速管路中乙二醇溶液达到预作,但二套生产单元可能同时出现即又加热有又冷定的冷媒温度,则可开启旁路阀l循环制冷,一般很却操作时则需配制二套乙二醇溶液制冷制热系统,快就可达到所需冷媒温度。分别对应二套生产单元,如图2所示。同时该二套(8)热媒泵:反之,系统进行加热操作时,热媒乙二醇溶液制冷制热系统可设旁路,以备当某一套泵与电动开关阀k同开同关,此时冷媒泵g与电动乙二醇溶液制冷制热系统出现故障时备用,不过此乙二醇溶液制冷制热系统生产单元冷制热系统2二套乙二醇溶液制冷制热系统应用于二套生产单元的操作流程示意图30·医药工程设计杂志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)时则要求将二套相对独立的生产单元的操作调整至中的冷、热回液水箱的蓄冷、热功能可被简化,其中不可同时出现既有冷却有又加热的现状。热回液水箱直接被热交换器取代并取消热媒泵,而(3)当工艺生产上物料的降温或升温并不严格冷热媒介质均回至回液水箱(图1中的冷回液水控制所需时间,物料瞬时用冷热量又不大,且在工艺箱),此时的流程如图3所示。当改变制冷制热时设计中追求最短最简化的管路输送系统时,则图1阀P或阀Q同开同管。此种小型乙二醇溶液制冷制热系统最适于主用系统较小,根据生产操作情况,可随时开停机,冷热冷设备用冷时间少的分散供冷系统的场合,这一方媒升温快运营费用低。另外,由于操作简单,便于5℃/+40℃乙二醇溶液10℃/+45℃乙二醇溶液图3单套小型乙二醉溶液制冷制热系统应用于单妻生产单元的操作流程示意图面是由于供冷(热)设备可与用冷(热)设备充分匹管理与维修确保了生产的可靠性。配,追求最低开车时率,达到降低运行成本的目的;3注意事项另一方面分散供冷系统虽然不及集中供冷系统效率(1)单套乙二醇溶液制冷制热系统仅适宜于生高、管理成本低,但在南方地区当冷损失(包括环境产单元中几台设备不会同时出现既有加热又有冷却温差和动力输送所造成的冷损失)变成一个重要问操作的场合。题,且主要用冷设备开车时率较低时,由于集中供冷(2)当生产单元中可能同时出现既有加热又有系统是不经济的,尤其当企业各个车间的主要用冷冷却操作时,则应配置二套乙二醇溶液制冷制热系设备开车时率较低时,集中供冷则更不经济,从而使统。分散供冷系统显得更为合理。(3)必须与生产工艺结合起来考虑制冷量与循2.4系统的使用状况环量,综合配置乙二醇溶液制冷制热系统与生产单目前,在广州白云山化学制药厂新建无菌粉车元之间的设备布置与管道布置,尽可能压缩管道内间就应用了如图23所示的二套小型分散系统。乙的乙二醇溶液容积,便于冷却和加热操作切换时能二醇溶液制冷制热系统分别对应二套生产单元。主快速降低或提高冷热媒介质的温度,确保生产的正生产单元由三台1m3的溶解罐与结晶罐,一台0.5常运行。m3的溶解罐;副生产单元由三台1m的母液中转(4)对制冷机组质量、控制系统、保护系统、乙罐、洗涤母液罐、回收罐和一台1.5m3的结晶母液二醇溶液补充系统等,必须严格控制,以防误操作,罐。该二套生产单元相对独立,每套生产单元均为造成系统破坏,影响生产的正常运行间歇操作,各设备用冷用热时间较短,用量较小,在(5)严格控制乙二醇溶液的浓度与粘度,以免操作安排上不会出现同时既有冷却有又加热要求的溶液冰点的改变与循环动力的增加。现象。经过几年来的生产的正常运行,实际证明,该6)当提高热媒的温度时,应严格控制热乙二乙二醇溶液制冷制热系统的开发设计、施工与运行醇溶液的蒸发,避免由于其蒸发损失引起浓度变化,是合理可靠的虽然一次性投资相对增加了,但基本从而使乙二醇溶液的冰点提高,在制冷时造成乙二复杂的难题;的凝固。同时,为减轻制冷机的瞬时高冷负医药工程设计杂志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)荷及保护制冷机的安全运行,在由热操作转换至冷时,由于使用乙二醇溶液同一种冷热媒介质从而简媒时,应先用冷却水将乙二醇溶液降温至所需的温化了操作,因而也是值得考虑的操作方法之一。度。另外,乙二醇溶液的热源仍以热水为好,尽量少5结束语用蒸汽。本文的目的旨在乙二醇溶液制冷制热系统的设结论计与应用方面,起个抛砖引玉的作用。文中所述均乙二醇溶液制冷制热系统代替冷冻盐水用于冷为个人观点,敬请读者批评指正。而本文所述流程却操作,可解决冷冻盐水对设备的腐蚀问题,并由于及应用也仅为实际情况中的一例,因而其流程将随重度较轻,可是水泵节能15%。着应用场合的不同而不同,可根据具体情况结合自单套乙二醇溶液制冷制热系统应用于几台设备己的经验另行设计。至于如何使得设计更为合理,不会同时出现既又加热有又冷却的生产单元时,是施工方案更为可行,这将涉及许多实际经验与技术一种既可节省操作空间、又便于操作、确保生产正常诀窍,在此欢迎大家相互交流。运行且行之有效的好方法二套乙二醇溶液制冷制热系统应用于几台设备收稿日期:2003-02-27可能出现同时既有加热又有冷却操作的生产单元抗生素菌渣处理工艺设计同济大学生命科学院(2009)成建华张文莉摘要随着抗生素工业生产的发展和人们环境保护意识的提高,抗生素生产的固体废弃物—“菌渣”的处理问题日益突出,如何将菌渣变废为宝,减少对周围环境的污染,成为摆在各抗生素企业面前,急待解决的一个难题。本文作者根据自己的工作实践对当前国内抗生素菌渣处理的工艺进行了细致的分析,现总结于此,本文很值得有关工程技术人员借鉴关键词抗生素菌渣环保干燥处理工艺1抗生素菌渣的组成来源的培养基经过消毒灭菌、接种培养,一个发酵周期1.1培养基的组成成分后,放罐过滤形成滤液和滤饼两部分。滤液中主要为保证抗生素产生菌的正常生长代谢和产生抗含有抗生素(以微生物菌体作药品的除外)、大分子生素,培养基中需含有碳源、氮源和无机元素。常用蛋白、无机盐等,进入提取精制岗位进一步处理。滤的碳源有单糖和多糖,如葡萄糖、蔗糖、乳糖、糊精、饼即固体废弃物菌渣,主要成分是微生物菌丝体、未淀粉、油脂和有机酸,这些物质氧化后,才能被微生代谢利用完的有机物、无机盐、少量抗菌素及其降解物利用。当通气充足时它们的氧化产物是二氧化碳产物。和水;当氧不足时,常发现培养基中有糖氧化不完全从抗生素培养基的组成成分及整个发酵过程可的产物例如草酸、丙酮酸等。氮源有铵氮、硝基氮知,抗生素菌渣来源于生物发酵过程,整个过程中未等无机氮,也有蛋白质及其水解产物(多肽和氨基添加任何有毒有害的化学物质菌渣富含有机物和酸)等有机氮,用来合成细胞的含氮物质(氨基酸、菌体蛋白,但是值得注意的是,它含有少量抗生素及蛋白质、核酸等)。无机元素包括非金属元素磷、硫其降解产物。等,作为构成细胞的组成成分;金属元素包括钾、镁2菌渣带来的污染和其他微量元素——铁、锌、铜、钙、锰等,所有这些2.1概述微量元素都包含在某些酶和酶系统中,所以都是必般发酵液固含量大约20%,100m3发酵液大需的。约形成30~40m3菌渣,由于发酵过程的连续性,每1.2菌渣的形成天都有放罐的批次,产生大量的菌渣。一个中等规抗生素是微生物的次级代谢产物,富含有机物模的抗菌素工厂,年产的菌渣大约6万吨左右