药厂设计之结晶设备

文章来源 药厂设计公司 作者:制药厂房设计公司 时间:2020-02-13 16:52

下面笔者谈下药厂设计之结晶设备。在抗生素(如青霉素、红霉素)的生产以及蛋白质的纯化和生产中,通常都包括有结晶过程结晶是制取具有较强生物活性及特定固体状态药物的一个关键环节,只有在特定的结晶工艺条件及物理场环境下,才能生产出特定晶型的生物药物产品;也只有使用特定构型的结晶器,才能保证特定的流体力学条件,使生物药物产品更符合所要求的晶体形状与粒度分布。结晶设备种类繁多,有许多形式的结晶器专用于某一种结晶,也有许多重要形式的结晶设备能通用于各种不同的结晶方法如DTB型结晶器。


一、药厂设计之不移除溶剂的结晶器

冷却结晶器冷却结晶器的类型很多,目前应用较广的是图1所示的间接换热釜式冷却结晶器。冷却结晶过程所需冷量由夹套或外部换热器提供内循环釜式冷却结晶器由于换热面积的限制,换热量不能太大。而外循釜式冷却结晶器通过外部换热器传热,由于溶液的强制循环,传热系数较大,还可根据需要加大换热面积,但必须选用合适的循环泵,以避免悬浮晶体的磨损破碎。这两种结晶器可连续操作,亦可间歇操作。


药厂设计之结晶设备

此外,还有许多其他类型的冷却结晶器,如摇篮式结晶器、长槽搅拌式连续结晶器以及克里斯托(Krystal)冷却结晶器等

二、药厂设计之移除部分溶剂的结晶器

①蒸发结晶器蒸发结晶器与用于溶液浓缩的普通蒸发器在设备结构及操作上完全相同。在此种类型的设备(如结晶蒸发器、有晶体析出所用的强制循环蒸发器等)中,溶液被加热至沸点,蒸发浓缩达到过饱和而结晶。但应指出,用蒸发器浓缩溶液使其结晶时,由于是在减压下操作,故可维持较低的温度,使溶液产生较大的过饱和度,但对晶体粒度难于控制。因此,遇到必须严格控制晶体粒度的情况,可先将溶液在蒸发器中浓缩至略低于饱和浓度,然后移送至另外的结晶器中完成结晶过程。

②真空冷却结晶器真空冷却结晶器是将热的饱和溶液加入一与外界绝热的结晶器中,由于器内维持高真空,故其内部滞留的溶液的沸点低于加入溶液的温度。这样,当溶液进入结晶器后,经绝热闪蒸过程冷却到与器内压力相对应的平衡温度。真空冷却结晶器可以间歇操作或连续操作。

真空冷却结晶器的优点是:结构简单,生产能力大,当处理腐蚀性溶液时,结晶器内可加衬里或用耐腐蚀材料制造。由于溶液是绝热蒸发而冷却,无需传热面,因此可避免传热面上的腐蚀及结垢现象。其缺点是:必须使用蒸汽,冷凝耗水量较大,溶液的冷却极限受沸点升高的限制等。

三、药厂设计之DTB型结晶器

DTB型结晶器具有导流筒及挡板DTB型结晶器性能优良,生产强度大,能产生粒度达600~1200的大粒结晶产品,器内不易结晶疤,已成为连续结晶器的最主要形式之一。结晶器内有一圆筒形挡板,中央有一导流筒。在其下端装置的螺旋桨式搅拌器的推动下,悬浮液在导流筒及导流筒与挡板之间的环形通道内循环流动,形成良好的混合条件。圆筒形挡板将结晶器分为晶体成长区与澄清区。挡板与器壁间的环隙为澄清区,此区内搅拌的作用已基本上消除,使晶体得以从母液中沉降分离,只有过量的细晶才会随母液从澄清区的顶部排出器外加以消除,从而实现对晶核数量的控制。为了使产品粒度分布更均匀,有时在结晶器下部设有淘洗腿。DTB型结晶器属于典型的晶浆内循环结晶器。其特点是器内溶液的过饱和度较低,并且循环流动所需的压头很低,螺旋桨只需在低速下运转。此外,桨叶与晶体间的接触成核速率也很低,这也是该结晶器能够生产较大粒度晶体的原因之一。如将该装置顶部冷凝器改为精馏塔,可在一台装置中完成青霉素结晶与混合溶剂的分离回收两个单元过程。

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