首頁 > 常見問題 > 固液分(fēn)離設備 > 正文(wén)
固液分(fēn)離中的工藝放大與風險
在現代的化工與醫(yī)藥生産中，一種化合物(wù)往往需要複雜的流程才能(néng)被制造出來。為(wèi)了最終達到所需要的産品質(zhì)量與産量，每一個生産單元必須選擇适當的設備，并對設備在實際運轉中的數據提前進行預計，這就是工藝放大。固液分(fēn)離作(zuò)為(wèi)影響重要（投資、産量、質(zhì)量、能(néng)耗、物(wù)耗、環保與安(ān)全）的一個工藝環節尤其更需要工藝放大。
現代化工與醫(yī)藥産業對每一個工藝環節的有效性要求越來越高，這就要求對投資、操作(zuò)費用(yòng)、産能(néng)能(néng)夠做出準确計算。德(dé)國(guó)克勞斯馬斐工藝技(jì )術股份公司長(cháng)期以來積累了行之有效的工藝放大方法。能(néng)夠依據客戶的實際需要對固液分(fēn)離與幹燥工序進行準确的工藝放大，克勞斯馬斐公司的完整産品線(xiàn)（刮刀(dāo)/推料離心機、混料/盤式幹燥器、轉鼓/盤式過濾機）形成了一個非常有效的設備平台，能(néng)夠為(wèi)工藝放大的結果提供成套解決方案或優良的單台設備。
固液分(fēn)離的工藝放大必須包含以下四部分(fēn)，并按先後順序逐一進行。
* 工藝分(fēn)析與實驗室分(fēn)析
* 現場工業試驗
* 數據放大（scale-up）
* 經驗數據對比，最終性能(néng)保證的确認
工藝放大的這四步可(kě)以保證對生産要求的充分(fēn)理(lǐ)解，從而得到良好的工藝放大結果，并把風險降到最低。
工藝分(fēn)析與實驗室分(fēn)析
在工藝放大的這一階段首先需要明确這一環節的生産任務(wù)：離心分(fēn)離、幹燥、混合、洗滌、萃取、反應等。其次，對于固液分(fēn)離來說是确定适當的分(fēn)離手段－連續或間歇操作(zuò)、 單一功能(néng)或多(duō)功能(néng)工廠、大批量或是小(xiǎo)批量精(jīng)細生産，同時應進行盡可(kě)能(néng)詳細的物(wù)料分(fēn)析。
通過與最終用(yòng)戶讨論并确定了生産任務(wù)與分(fēn)離手段後，有關物(wù)料本身的測試就十分(fēn)必要了。通常物(wù)料測試包括兩部分(fēn)，首先是不需要受現場條件制約在實驗室即可(kě)獨立進行的粒度分(fēn)布、黏度測量、密度測量等物(wù)化性質(zhì)試驗。接下來可(kě)以利用(yòng)實驗室規模的固液分(fēn)離設備或幹燥設備測試物(wù)料的脫水能(néng)力、幹燥特點等參數。這樣試驗者可(kě)以對構成過濾阻力或降低幹燥速度的因素有更全面的理(lǐ)解。通常這些因素包含有毛細作(zuò)用(yòng)、表面張力、物(wù)料電(diàn)阻、極性作(zuò)用(yòng)和範德(dé)華力。
如圖1 所示，物(wù)料在離心分(fēn)離的過程中會受到不同的作(zuò)用(yòng)力。利用(yòng)圖1所示的杯式離心機進行定性試驗，我們可(kě)以得到工藝放大時所需要的轉速、脫水/幹燥時間、溫度、濾網選擇和洗滌液比例等參數。
通過工藝分(fēn)析與實驗室分(fēn)析确定了适當的設備形式後，就需要通過現場工業試驗來确定如何才能(néng)達到客戶所需要的産品質(zhì)量。現場工業試驗通常是用(yòng)克勞斯馬斐工藝技(jì )術股份公司的工業試驗機來進行的。在某些情況下也直接用(yòng)真正的工業生産設備進行試驗，這樣所得到試驗數據更接近真實情況。工業試驗機要能(néng)夠适合不同的工作(zuò)場合，便于移動與安(ān)裝(zhuāng)。試驗人員除了應了解設備之外還應對于工藝流程與工藝特點有全面的了解。工業試驗機應該能(néng)夠方便地在客戶的生産現場直接安(ān)裝(zhuāng)，對于一些特殊的産品，比如物(wù)料顆粒不穩定或物(wù)料的輸送十分(fēn)麻煩，這一點是十分(fēn)重要的。圖2 介紹了推料式離心機進行工業試驗時的必要配制。在試驗過程中連續準确的測量是成功工業放大的關鍵所在。
對現場工業試驗中所得的數據進行有效處理(lǐ)是工藝放大的關鍵。整個固液分(fēn)離過程被區(qū)分(fēn)為(wèi)若幹個步驟，對應每一個步驟的試驗數據的處理(lǐ)方法不盡相同。每一個單一步驟的放大結果都會影響到整個固液分(fēn)離工序的最終處理(lǐ)能(néng)力與質(zhì)量。
圖3 所示的是刮刀(dāo)離心機的工藝放大過程中每一個單一步驟的放大過程（進料、洗滌、甩幹）。工藝放大是通過長(cháng)期以來經過驗證的數學(xué)模型來進行的。這一模型是長(cháng)期與各類客戶交流生産經驗和試驗數據并總結出來的核心技(jì )術。
最終性能(néng)确認
為(wèi)了确保工藝放大數據的準确性，所有放大結果在交付客戶之前都要經過克勞斯馬斐公司的雙人四眼原則的檢驗。也就是說由另外的工作(zuò)人員獨立進行計算，并進行結果對比。最後工藝放大的結果還要與公司數據庫内相似的物(wù)料進行比對。 克勞斯馬斐70年來在超過8000個項目中積累了2000餘種物(wù)料的處理(lǐ)經驗。豐富的實踐經驗可(kě)以減少設備選擇過程中犯錯誤的機會，從而在一開始就有可(kě)能(néng)減少設備投資并節省操作(zuò)費用(yòng)。
德(dé)國(guó)克勞斯馬斐公司在中國(guó)設立了售前服務(wù)體(tǐ)系，擁有必要的試驗設備，良好訓練的服務(wù)工程師可(kě)以與客戶一起在項目開始階段就把設備選擇的風險降至最低。
工藝放大的風險
所有這四步工藝放大的過程都是為(wèi)了将試驗誤差與風險最小(xiǎo)化。但是正如實驗一定會有誤差一樣，工藝放大也有其特定的風險。
試驗數據的采集範圍不足有可(kě)能(néng)造成工藝放大的不準确。特别是對于新(xīn)開發的産品或生産工藝來說，往往沒有實際運行的工業化生産，隻有實驗室内的小(xiǎo)規模試驗。在這種情況下，實驗室内形成的物(wù)料的性質(zhì)與将來實際工業化生産的物(wù)料性質(zhì)可(kě)能(néng)會有較大的偏差，這就要求針對新(xīn)工藝的工藝放大必須考慮适當的彈性餘量。
另外，工藝放大結果可(kě)能(néng)由于物(wù)料的性質(zhì)超出了數學(xué)模型的計算範圍而造成偏差。例如當物(wù)料的黏度大于3mPas時，毛細作(zuò)用(yòng)對固液分(fēn)離造成的影響就超出了數學(xué)模型計算的範圍。對于這種情況還需要更進一步的研究，目前還隻能(néng)通過使用(yòng)更接近真實設備尺寸的試驗設備或加大試驗數據的采集範圍以減少誤差。