Mejore la producción de secadores de lecho fluidizado a través de la tecnología desecante, parte 1

Por Scott Haynes y Mario Ranieri, División Munters Corporation-Cargocaire

Nota del editor: este artículo de dos partes cubre el uso de tecnología desecante en una planta de fabricación farmacéutica. La Parte 1 examina los problemas críticos en el secado de productos farmacéuticos, mientras que la Parte 2 analiza técnicas desecantes específicas, incluido el secador desecante Cargocaire HoneyCombe.

Una auditoría en una compañía farmacéutica de Nueva Jersey que fabrica más de una docena de medicamentos recetados mostró la oportunidad de aumentar el rendimiento durante los meses de verano al disminuir la humedad del proceso. ¿Cómo podemos alcanzar los niveles de humedad del invierno incluso durante los calurosos y húmedos días caninos del verano? Mediante deshumidificación por desecante. Para cualquier proceso o línea de producción que parezca funcionar mejor, más rápido o con mayor calidad de producto en invierno que en verano, existe una gran posibilidad de que se trate de un problema relacionado con el exceso de humedad.

Tres variables operan en el secado de productos farmacéuticos: temperatura, velocidad del aire y humedad. Las tres variables a veces están limitadas por el propio producto. Por ejemplo, las partículas grandes y frágiles pueden dañarse con las altas velocidades del aire y, por lo tanto, requieren temperaturas más altas o aire más seco (menos humedad) para compensar la reducción de la velocidad.

Muchos productos farmacéuticos son sensibles a la temperatura. Por lo tanto, para tener un rendimiento adecuado en la producción, se debe compensar la falta de calor aumentando la velocidad del aire y disminuyendo la humedad. Se logra una mayor velocidad del aire mediante el uso de un lecho fluidizado, mientras que una forma eficiente de lograr un aire más seco es pasar el aire a través de un desecante antes de que el aire entre en contacto con el producto.

La combinación del sistema de deshumidificación por desecante y el lecho fluidizado conforman el sistema de procesamiento y secado del lecho fluidizado. Los secadores de lecho fluidizado son bien conocidos por su capacidad para reducir drásticamente el tiempo de secado en comparación con los secadores de bandeja y los secadores de vacío. El proceso de secado es isotérmico y la alta tasa de secado da como resultado un enfriamiento por evaporación que mantiene bajas las temperaturas del producto mientras suministra altas temperaturas de secado desde el sistema de manejo de aire al secador de lecho fluidizado.

Los sistemas de lecho fluidizado normalmente se configuran de manera que el aire para la fluidización y el secado se extrae del exterior del edificio a través de prefiltros y, en nuestro ejemplo, a través de un serpentín de protección contra congelamiento, un deshumidificador desecante, un humidificador, un calentador final, un dispositivo de control de temperatura y HEPA. filtros finales. Al salir del lecho del producto, el aire cargado de humedad pasa a través de algún tipo de filtro de producto/aire, un ventilador, posiblemente un filtro final y se expulsa a la atmósfera.

El secado en lecho fluidizado es rápido porque toda el área de la superficie del producto está expuesta a la corriente de aire de gran volumen. El calor se transfiere a la superficie del producto por convección. La vigorosa acción de mezclado del lecho fluidizado hace que el proceso sea isotérmico, una condición deseable para operar con materiales sensibles a la temperatura. Al emplear un secador desecante, los fabricantes farmacéuticos pueden reducir el tiempo necesario para secar un lote incluso más que con la tecnología de refrigeración convencional debido al punto de rocío extremadamente bajo de la tecnología desecante.

Cómo funciona la deshumidificación por desecante En la planta, antes de que el aire exterior llegue al secador de lecho fluidizado, avanza a través de serpentines de precalentamiento y enfriamiento. Luego, el aire de proceso pasa a través de un deshumidificador desecante Cargocaire HCD-4500 que seca el aire hasta un punto de rocío muy bajo de 12 °C o 10 gr/lb, lo que equivale a los mejores puntos de rocío de operación en invierno. Finalmente, el aire se mueve nuevamente a través de los serpentines de enfriamiento y calentamiento y se envía al secador Glatt con el nivel de temperatura y humedad requerido de entre 54,5 °C y 77 °C a 10 gr/lb.

Desde que se instaló el deshumidificador desecante en agosto de 1996, los tiempos de secado de un lote de granulado de productos cardiovasculares se han reducido en un 15 por ciento durante el verano. Debido a mejoras significativas como esta, la mayoría de las instalaciones de fabricación farmacéutica utilizan sistemas de deshumidificación basados ​​en refrigeración y/o desecantes para eliminar la humedad de las operaciones.

Deshumidificación basada en enfriamiento La deshumidificación basada en enfriamiento es el método más común para eliminar la humedad del aire. La mayoría de las unidades de aire acondicionado deshumidifican a medida que se enfrían. El principio básico es que el aire frío no puede retener la humedad tan bien como el aire caliente: el aire se enfría para expulsar la humedad por condensación. Para ilustrar este principio, piense en un vaso de refresco o cerveza fría durante el verano y el invierno. En el verano, la humedad alta condensa una gran cantidad de humedad. En el invierno, el aire tiene menos humedad, por lo que se condensa menos en la superficie fría del vidrio. El enfriamiento de expansión directa (DX) es el método más ampliamente aplicado; la mayoría de las unidades de A/C son del tipo DX. El principio básico es que el calor se mueve de una corriente de aire a otra calentando un gas y moviéndolo con un compresor. Una unidad específica es el deshumidificador "Cool-Reheat", un estilo "Sears", que enfría el aire para deshumidificarlo y luego usa el calor rechazado para recalentar el aire después de haberlo deshumidificado. Dado que todas las BTU se usan de manera efectiva, este método se considera el deshumidificador con mayor eficiencia energética: todas las BTU se usan de manera efectiva.

Ventajas de la refrigeración basada

Fin de la Parte 1

Para obtener más información, comuníquese con Mario Ranieri, ingeniero de desarrollo comercial, Munters Corporation-Cargocaire Division, 79 Monroe St, Amesbury, MA 01913. Tel: 508-388-0600.

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