层流热风灭菌隧道烘箱的设计与研究

发布时间：2017-07-20 18:20

  本文关键词：层流热风灭菌隧道烘箱的设计与研究

  更多相关文章： 层流 去热原 隧道烘箱 CFD

【摘要】：隧道烘箱是制药行业中粉针剂联动线上的主要灭菌设备。通过对灭菌技术的基本理论、GMP对隧道烘箱的要求以及实际生产中的经验，开发设计了一种层流式隧道烘箱。同时结合有限元分析软件FLUENT，对原有的远红外隧道烘箱进行了模拟研究，并结合实验数据进行对比。同时对本次开发的层流式隧道烘箱进行了模拟研究，并对一些常见的关键部位提出优化。 根据客户需求，设计出可用于对西林瓶进行干热灭菌的隧道烘箱。采用层流热空气灭菌方式，将洁净空气加热至高温后，对西林瓶进行灭菌和去热原效处理，同时使灭菌后的西林瓶处于层流保护之中。设备总共包括预热、灭菌、冷却三段，西林瓶在灭菌段进行灭菌和去热原，处理后的西林瓶内的细菌内毒素在数量上要降低3个对数级以上。 通过对所设计的层流式隧道烘箱进行CFD计算仿真，验证该层流式隧道烘箱完全能够满足GMP中对温度分布均匀性以及对灭菌对象的层流保护的要求，同时对比多组风速下的模拟情况，得出热风最佳的速度范围为0.5-0.9m/s，并在得出的合理速度范围内选取0.7m/s对烘箱进行分析。 通过对隧道烘箱的模拟，结合实际生产中的经验，认为加热段进料口的高度方向距离西林瓶瓶口5-10mm左右的距离最适宜，此时产生的由内部流向外部的气流既能带走更少的热量，同时还能保护加热段内的洁净环境，减少污染。加热段入风口的工况进行模拟分析，，为了达到保护过滤器，节约能耗，应对入风口的风量分配进行人工干预。 根据现有远红外隧道烘箱，建立其CFD模型，通过采用FLUENT软件对远红外隧道烘箱进行数值模拟，并与实验数据比较。结果表明，利用CFD数值模拟能够较好地得到远红外隧道烘箱内的温度分布，温度曲线模拟值与实验所测趋势吻合且空载时的数据误差较小。
【关键词】：层流 去热原 隧道烘箱 CFD
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH788
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 文献综述11-19
• 1.1 灭菌介绍12-13
• 1.1.1 物理灭菌法12-13
• 1.1.2 化学灭菌法13
• 1.2 西林瓶的干热灭菌设备13-19
• 1.2.1 GMP 对干热灭菌的要求14
• 1.2.2 常见干热灭菌设备介绍14-17
• 1.2.3 GMP 及实际生产对干热隧道烘箱的要求17
• 1.2.4 烘箱设计及研究现状17-19
• 2 层流隧道烘箱原理及结构19-23
• 2.1 等效灭菌时间19-20
• 2.2 层流隧道烘箱结构介绍20-23
• 2.2.1 预热段20-21
• 2.2.2 加热段21-22
• 2.2.3 冷却段22
• 2.2.4 其他构成22-23
• 3 隧道烘箱工艺计算与设计23-33
• 3.1 设计要求23-25
• 3.1.1 机器概述23
• 3.1.2 工艺描述23-24
• 3.1.3 运行要求24-25
• 3.2 工艺计算25-27
• 3.2.1 灭菌工艺计算25
• 3.2.2 尺寸计算25-26
• 3.2.3 风量计算26
• 3.2.4 保温层计算26-27
• 3.3 机械结构设计27-28
• 3.3.1 箱体结构27
• 3.3.2 传动部分27-28
• 3.3.3 空气过滤部分28
• 3.3.4 气流流动系统28
• 3.3.5 进出瓶系统28
• 3.4 控制系统28-29
• 3.4.1 操作调速28
• 3.4.2 显示和记录28-29
• 3.4.3 连锁要求29
• 3.4.4 监控报警29
• 3.5 安装环境及其他要求29
• 3.6 验证及文件29-33
• 3.6.1 设计确认（DQ）29-30
• 3.6.2 安装确认（IQ）30
• 3.6.3 运行确认（OQ）30-33
• 4 层流热风灭菌隧道 CFD 模拟33-55
• 4.1 FLUENT 介绍33-34
• 4.2 Gambit 介绍34-35
• 4.3 层流式隧道烘箱模拟35-42
• 4.3.1 物理模型35
• 4.3.2 理论基础35-37
• 4.3.3 隧道烘箱灭菌段的 CFD 模拟37-42
• 4.4 烘箱灭菌段内部模拟42-52
• 4.4.1 灭菌段进出料42-44
• 4.4.2 入风口44-45
• 4.4.3 物料层45-49
• 4.4.4 灭菌段整体49-52
• 4.5 小结52-55
• 5 远红外隧道烘箱模拟55-59
• 5.1 远红外灭菌隧道原理55-56
• 5.2 物理模型及网格划分56
• 5.3 模拟结果与实验数据对比56-58
• 5.4 小结58-59
• 6 结论59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 附录67-69
• 攻读学位期间发表的学术论文目录69-70

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 杨占国;红外烘道的烘干特性研究[D];河北农业大学;2009年

2 郑志伟;基于FLUENT的加热炉模拟与优化[D];中国石油大学;2010年

本文编号：569386