CN101862633A - 全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，包括螺旋盘管(1)、超声波振子(2)、恒温冷却罐(3)、保温箱(4)、温度传感器(5)、接插件(6)、配套设施。本发明采取将被处理的流体制剂连续通过螺旋盘管，由恒温冷却罐向螺旋盘管提供冷却，由超声波振子对流经螺旋盘管的流体制剂进行超声波处理，由保温箱提供保温隔音，由配套设施提供自控运行的技术方案，克服了现有技术存在无菌状态难以达标、控温困难、效率低、成本高、资源浪费、噪声污染的不足，所提供的一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，使流体制剂超声波处理的过程，达到了无菌状态达标、自动恒温控制、高效率、节资源、降成本、噪声小的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体制剂的匀化设备，具体是指在药液、生物制剂的生产过程中，利用超声波对流体制剂进行封闭式无菌连续流动匀化处理的一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置。
背景技术
生物制品、药品、饮料食品等制品的生产和研究中，需要对制品溶液进行超声波处理。超声波处理指利用超声波的机械效应、空化作用、热效应，使制品溶液进行乳化、分离、匀化、提取、消泡、细胞破碎、杀菌消毒、加速化学反应及改变分子结构等处理；超声波处理已被广泛应用于生物化学、微生物学、药物化学、表面化学、物理学、动物学农学、医学、制药等的教学、科研和生产领域。
现有技术采用直接将超声波振子的变幅杆插入容器中对流体介质如溶液或悬浮液进行超声波匀化处理，此法在实际操作中难以保证被处理的流体介质的无菌状态，且控温困难；在批量生产中须分批次进行，每批次处理量小，每批次均需重复进行无菌清洁，操作繁复效率低下，且生产环境噪声严重；因此，现有技术存在无菌状态难以达标、控温困难、生产效率低、成本高、资源浪费、噪声污染的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采取将被处理的流体制剂连续恒速通过一根圆柱螺旋形的螺旋盘管，由设在螺旋盘管的内柱壁的恒温冷却罐3向螺旋盘管提供冷却，由设在螺旋盘管的外柱壁上的超声波振子对流经管道的流体制剂进行连续超声波处理，同时，将连接为一体的螺旋盘管、超声波振子、恒温冷却罐置于一个保温箱中保温隔音，并配套以蠕动泵、循环冷冻水源、控制器、温度传感器、电动阀、超声波发生器组成的自控系统控制运行的技术方案，提供一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，旨在通过管道隔离、恒流连续超声波处理、恒温控制、保温隔音，使流体制剂超声波处理的批量生产过程，达到确保无菌状态达标、自动恒温控制、提高效率、节约资源、降低成本、减少噪声的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，包括螺旋盘管、超声波振子、恒温冷却罐、保温箱、温度传感器、接插件、配套设施，其中：所述的螺旋盘管为由316L不锈钢管绕制的圆柱螺旋形管道；螺旋盘管的上端口焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂出口，螺旋盘管的下端口向上弯至与螺旋盘管的上端口同一平面，且焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂进口；
所述的超声波振子为将超声波发生器输出的超声频率的振荡电能转换为机械振动能的换能器件；
所述的恒温冷却罐为由316L不锈钢板制成的、圆柱形的薄壁封闭容器；恒温冷却罐的外部顶部并排焊有与恒温冷却罐的内腔相通的、圆锥台形管的冷却水进口与冷却水出口，其中，冷却水进口的下端口焊有一根直管道从恒温冷却罐内腔的顶部直通恒温冷却罐内腔的底部；冷却水出口的下端口位于恒温冷却罐内腔的顶部；
所述的保温箱为设有箱盖的圆柱形桶状容器；保温箱与箱盖均为夹层结构，夹层结构的外层为不锈钢薄板，夹层结构的中间夹层为聚氨酯泡沫塑料；保温箱与箱盖通过合页连接；保温箱的上部沿口处设有用于使所述螺旋盘管的制剂进口、制剂出口向外伸出的凹槽形缺口；保温箱的上部沿口处还设有用于夹持支承所述接插件的凹槽形卡槽缺口；保温箱的外侧壁的中上部设有用于穿过所述温度传感器的圆形通孔；保温箱的内腔底部沿内腔侧壁设有一圈环形凹槽构成的冷凝水槽；保温箱的外侧壁的下部设有圆锥台形管的冷凝排水口，且与所述冷凝水槽相通；箱盖上设有二个用于让所述恒温冷却罐的冷却水进口、冷却水出口向上穿出箱盖的圆形通孔；
所述的温度传感器为带有圆柱形金属外壳的NTC负温度系数半导体温度传感器件；
所述的接插件为由插头端与插口端对插组成的、用于将所述超声波振子与超声波发生器输出振荡电能的电缆连接的接插器件；
相互位置及连接关系
螺旋盘管的圆柱螺旋管柱的内侧管壁钎焊在恒温冷却罐的外柱壁上，超声波振子固定在螺旋盘管的圆柱螺旋管柱的外侧管壁上合为一体；合为一体的螺旋盘管、恒温冷却罐、超声波振子置于保温箱的内腔中，箱盖盖在恒温冷却罐之上，恒温冷却罐的冷却水进口、冷却水出口通过箱盖上设置的二个通孔向上穿出箱盖；螺旋盘管的制剂进口、制剂出口通过保温箱上部沿口设置的凹槽形缺口向外穿出保温箱的内腔；温度传感器通过保温箱外侧壁中上部设置的圆形通孔从保温箱外部插入保温箱内腔，且温度传感器的前端头触及保温箱内腔中螺旋盘管的管壁；接插件置于保温箱上部沿口的所述卡槽缺口中，接插件的插头端与超声波振子的引线连接，接插件的插口端与超声波发生器输出端的电缆连接；
所述的配套设施，包括蠕动泵、循环冷冻水源、控制器、超声波发生器、电动阀，其中，蠕动泵为用于泵送流体制剂的设备；循环冷冻水源为向所述恒温冷却罐提供压力循环冷却水的设施；控制器为根据人工输入的设定数据和对所述温度传感器反馈的信号进行处理，通过PID比例、微分、积分来随动调节所述电动阀的张角，控制流经电动阀的冷却水流量，且设有显示屏显示实时温度的控制单元；超声波发生器为超声电振荡发生与输出的电气装置；电动阀为用于调节流经所述恒温冷却罐冷却水流量的电动调节阀门；
螺旋盘管的制剂进口通过输入软管与处理前的流体制剂储存罐相连，螺旋盘管的制剂出口通过输出软管与处理后的流体制剂储存罐相连，蠕动泵位于输入软管处；恒温冷却罐的冷却水进口、冷却水出口通过软管经电动阀与循环冷冻水源闭环相连；其中，冷却水进口经电动阀与循环冷冻水源的输出端相连，冷却水出口与循环冷冻水源的循环回收端相连；温度传感器的馈线与控制器的反馈接口相连；超声波振子通过接插件与超声波发生器输出振荡电能的电缆相连。
工作原理
蠕动泵通过非接触蠕动挤压软管，将待处理的流体制剂源源不断地、恒速地从处理前的流体制剂储存罐经过螺旋盘管泵送至处理后的流体制剂储存罐；
当流体制剂通过螺旋盘管时，固定在螺旋盘管上的超声波振子产生的超声波振荡经螺旋盘管的管壁传递，作用于流经螺旋盘管内的流体制剂上，对流体制剂进行通过式超声波匀化处理；
超声波处理流体制剂产生的热量，由钎焊在螺旋盘管的圆柱螺旋管柱的内侧管壁的恒温冷却罐的罐壁传递，通过流经恒温冷却罐内的冷却水吸收带走；
保温箱的作用是使流经螺旋盘管的流体制剂不受外界环境气温影响而保持恒温；同时隔离超声波振子发出的超声波外泄，对环境生产噪声污染；
温控原理
循环冷冻水源提供的冷却水经电动阀流过恒温冷却罐来保持螺旋盘管管壁及保温箱内的温度；控制器根据人工输入的设定数据和对温度传感器反馈的螺旋盘管管壁温度信号进行处理，通过PID比例、微分、积分来调节所述电动阀的张角，随动控制流经电动阀的冷却水流量，且实时显示螺旋盘管管壁的温度；控制器、温度传感器、电动阀构成了对管壁温度的闭环控制系统；恒温冷却罐的罐壁产生的冷凝水，通过保温箱底部设置的冷凝水槽汇集，经冷凝排水口排出保温箱。
装置的清洁与消毒
拆除与制剂进口、制剂出口、冷却水进口、冷却水出口、冷凝排水口连接的软管；从保温箱上抽出温度传感器；拔开接插件的插口端与插头端，使超声波发生器输出端的电缆与超声波振子的引线分离；
打开保温箱的箱盖，将合为一体的螺旋盘管、恒温冷却罐、超声波振子从保温箱中取出；倒置恒温冷却罐将罐中存水排出；用净化水通过螺旋盘管，将管内残存的流体制剂冲出，再依次用氢氧化钠液和注射用水通过螺旋盘管，清洗螺旋盘管的内壁，之后将合为一体的螺旋盘管、恒温冷却罐、超声波振子置入烘箱100～105℃高温烘干灭菌消毒；同样，保温箱经净化水清洗后置入烘箱100～105℃高温烘干灭菌消毒。
有益设计
冷却水可采用净化水或盐水。
上述，本发明采取将被处理的流体制剂连续恒速通过一根圆柱螺旋形的螺旋盘管，由设在螺旋盘管的内柱壁的恒温冷却罐向螺旋盘管提供冷却，由设在螺旋盘管的外柱壁上的超声波振子对流经管道的流体制剂进行连续超声波处理，同时，将连接为一体的螺旋盘管、超声波振子、恒温冷却罐置于一个保温箱中保温隔音，并配套以蠕动泵、循环冷冻水源、控制器、温度传感器、电动阀、超声波发生器组成的自控系统控制运行的技术方案，克服了现有技术存在无菌状态难以达标、控温困难、生产效率低、成本高、资源浪费、噪声污染的问题与不足，所提供的一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，通过管道隔离、恒流连续超声波处理、恒温控制、保温隔音，使流体制剂超声波处理的批量生产过程达到了确保无菌状态达标、自动恒温控制、提高效率、节约资源、降低成本、减少噪声的目的。
附图说明
图1是本发明的全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置的螺旋盘管、超声波振子、恒温冷却罐、保温箱、温度传感器、接插件相互连接位置关系及其结构的示意图；
图2是本发明的全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置的温控原理框图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制。
图中：螺旋盘管1、制剂进口11、制剂出口12、超声波振子2、恒温冷却罐3、冷却水进口31、冷却水出口32、保温箱4、箱盖41、冷凝排水口42、冷凝水槽43、温度传感器5、接插件6、电缆7。
具体实施方式
参阅图1～图2，本发明的一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，包括螺旋盘管1、超声波振子2、恒温冷却罐3、保温箱4、温度传感器5、接插件6、配套设施，其中：所述的螺旋盘管1为由316L不锈钢管绕制的圆柱螺旋形管道；螺旋盘管的上端口焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂出口12，螺旋盘管的下端口向上弯至与螺旋盘管的上端口同一平面，且焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂进口11；
所述的超声波振子2为将超声波发生器输出的超声频率的振荡电能转换为机械振动能的换能器件；
所述的恒温冷却罐3为由316L不锈钢板制成的、圆柱形的薄壁封闭容器；恒温冷却罐的外部顶部并排焊有与恒温冷却罐的内腔相通的、圆锥台形管的冷却水进口31与冷却水出口32，其中，冷却水进口31的下端口焊有一根直管道从恒温冷却罐内腔的顶部直通恒温冷却罐内腔的底部；冷却水出口32的下端口位于恒温冷却罐内腔的顶部；
所述的保温箱4为设有箱盖41的圆柱形桶状容器；保温箱4与箱盖41均为夹层结构，夹层结构的外层为不锈钢薄板，夹层结构的中间夹层为聚氨酯泡沫塑料；保温箱4与箱盖41通过合页连接；保温箱4的上部沿口处设有用于使所述螺旋盘管1的制剂进口11、制剂出口12向外伸出的凹槽形缺口；保温箱4的上部沿口处还设有用于夹持支承所述接插件6的凹槽形卡槽缺口；保温箱4的外侧壁的中上部设有用于穿过所述温度传感器5的圆形通孔；保温箱4的内腔底部沿内腔侧壁设有一圈环形凹槽构成的冷凝水槽43；保温箱4的外侧壁的下部设有圆锥台形管的冷凝排水口42，且与所述冷凝水槽43相通；箱盖41上设有二个用于让所述恒温冷却罐3的冷却水进口31、冷却水出口32向上穿出箱盖41的圆形通孔；
所述的温度传感器5为带有圆柱形金属外壳的NTC负温度系数半导体温度传感器件；
所述的接插件6为由插头端与插口端对插组成的、用于将所述超声波振子2与超声波发生器输出振荡电能的电缆7连接的接插器件；
相互位置及连接关系
螺旋盘管1的圆柱螺旋管柱的内侧管壁钎焊在恒温冷却罐3的外柱壁上，超声波振子2固定在螺旋盘管1的圆柱螺旋管柱的外侧管壁上合为一体；合为一体的螺旋盘管1、恒温冷却罐3、超声波振子2置于保温箱4的内腔中，箱盖41盖在恒温冷却罐3之上，恒温冷却罐3的冷却水进口31、冷却水出口32通过箱盖41上设置的二个通孔向上穿出箱盖41；螺旋盘管1的制剂进口11、制剂出口12通过保温箱4上部沿口设置的凹槽形缺口向外穿出保温箱4的内腔；温度传感器5通过保温箱4外侧壁中上部设置的圆形通孔从保温箱4外部插入保温箱4内腔，且温度传感器5的前端头触及保温箱4内腔中螺旋盘管1的管壁；接插件6置于保温箱4上部沿口的所述卡槽缺口中，接插件6的插头端与超声波振子2的引线连接，接插件6的插口端与超声波发生器输出端的电缆7连接；
所述的配套设施，包括蠕动泵、循环冷冻水源、控制器、超声波发生器、电动阀，其中，蠕动泵为用于泵送流体制剂的设备；循环冷冻水源为向所述恒温冷却罐3提供压力循环冷却水的设施；控制器为根据人工输入的设定数据和对所述温度传感器5反馈的信号进行处理，通过PID比例、微分、积分来随动调节所述电动阀的张角，控制流经电动阀的冷却水流量，且设有显示屏显示实时温度的控制单元；超声波发生器为超声电振荡发生与输出的电气装置；电动阀为用于调节流经所述恒温冷却罐3冷却水流量的电动调节阀门；
螺旋盘管1的制剂进口11通过输入软管与处理前的流体制剂储存罐相连，螺旋盘管1的制剂出口12通过输出软管与处理后的流体制剂储存罐相连，蠕动泵位于输入软管处；恒温冷却罐3的冷却水进口31、冷却水出口32通过软管经电动阀与循环冷冻水源闭环相连；其中，冷却水进口31经电动阀与循环冷冻水源的输出端相连，冷却水出口32与循环冷冻水源的循环回收端相连；温度传感器5的馈线与控制器的反馈接口相连；超声波振子2通过接插件6与超声波发生器输出振荡电能的电缆7相连。
工作原理
蠕动泵通过非接触蠕动挤压软管，将待处理的流体制剂源源不断地、恒速地从处理前的流体制剂储存罐经过螺旋盘管1泵送至处理后的流体制剂储存罐；
当流体制剂通过螺旋盘管1时，固定在螺旋盘管1上的超声波振子2产生的超声波振荡经螺旋盘管的管壁传递，作用于流经螺旋盘管内的流体制剂上，对流体制剂进行通过式超声波匀化处理；
超声波处理流体制剂产生的热量，由钎焊在螺旋盘管1的圆柱螺旋管柱的内侧管壁的恒温冷却罐3的罐壁传递，通过流经恒温冷却罐3内的冷却水吸收带走；
保温箱4的作用是使流经螺旋盘管1的流体制剂不受外界环境气温影响而保持恒温；同时隔离超声波振子2发出的超声波外泄，对环境生产噪声污染；
温控原理
循环冷冻水源提供的冷却水经电动阀流过恒温冷却罐3来保持螺旋盘管1管壁及保温箱4内的温度；控制器根据人工输入的设定数据和对温度传感器5反馈的螺旋盘管1管壁温度信号进行处理，通过PID比例、微分、积分来调节所述电动阀的张角，随动控制流经电动阀的冷却水流量，且实时显示螺旋盘管1管壁的温度；控制器、温度传感器5、电动阀构成了对管壁温度的闭环控制系统；恒温冷却罐3的罐壁产生的冷凝水，通过保温箱4底部设置的冷凝水槽43汇集，经冷凝排水口42排出保温箱4。
装置的清洁与消毒
拆除与制剂进口11、制剂出口12、冷却水进口31、冷却水出口32、冷凝排水口42连接的软管；从保温箱4上抽出温度传感器5；拔开接插件6的插口端与插头端，使超声波发生器输出端的电缆7与超声波振子2的引线分离；
打开保温箱4的箱盖41，将合为一体的螺旋盘管1、恒温冷却罐3、超声波振子2从保温箱4中取出；倒置恒温冷却罐3将罐中存水排出；用净化水通过螺旋盘管1，将管内残存的流体制剂冲出，再依次用氢氧化钠液和注射用水通过螺旋盘管1，清洗螺旋盘管1的内壁，之后将合为一体的螺旋盘管1、恒温冷却罐3、超声波振子2置入烘箱100～105℃高温烘干灭菌消毒；同样，保温箱4经净化水清洗后置入烘箱100～105℃高温烘干灭菌消毒。
Claims (2)
1.一种全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，包括螺旋盘管(1)、超声波振子(2)、恒温冷却罐(3)、保温箱(4)、温度传感器(5)、接插件(6)、配套设施，其特征在于：所述的螺旋盘管(1)为由316L不锈钢管绕制的圆柱螺旋形管道；螺旋盘管的上端口焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂出口(12)，螺旋盘管的下端口向上弯至与螺旋盘管的上端口同一平面，且焊有用于连接软管的、圆锥台形管的制剂进口(11)；
所述的超声波振子(2)为将超声波发生器输出的超声频率的振荡电能转换为机械振动能的换能器件；
所述的恒温冷却罐(3)为由316L不锈钢板制成的、圆柱形的薄壁封闭容器；恒温冷却罐的外部顶部并排焊有与恒温冷却罐的内腔相通的、圆锥台形管的冷却水进口(31)与冷却水出口(32)，其中，冷却水进口(31)的下端口焊有一根直管道从恒温冷却罐内腔的顶部直通恒温冷却罐内腔的底部；冷却水出口(32)的下端口位于恒温冷却罐内腔的顶部；
所述的保温箱(4)为设有箱盖(41)的圆柱形桶状容器；保温箱(4)与箱盖(41)均为夹层结构，夹层结构的外层为不锈钢薄板，夹层结构的中间夹层为聚氨酯泡沫塑料；保温箱(4)与箱盖(41)通过合页连接；保温箱(4)的上部沿口处设有用于使所述螺旋盘管(1)的制剂进口(11)、制剂出口(12)向外伸出的凹槽形缺口；保温箱(4)的上部沿口处还设有用于夹持支承所述接插件(6)的凹槽形卡槽缺口；保温箱(4)的外侧壁的中上部设有用于穿过所述温度传感器(5)的圆形通孔；保温箱(4)的内腔底部沿内腔侧壁设有一圈环形凹槽构成的冷凝水槽(43)；保温箱(4)的外侧壁的下部设有圆锥台形管的冷凝排水口(42)，且与所述冷凝水槽(43)相通；箱盖(41)上设有二个用于让所述恒温冷却罐(3)的冷却水进口(31)、冷却水出口32向上穿出箱盖(41)的圆形通孔；
所述的温度传感器(5)为带有圆柱形金属外壳的NTC负温度系数半导体温度传感器件；
所述的接插件(6)为由插头端与插口端对插组成的、用于将所述超声波振子(2)与超声波发生器输出振荡电能的电缆(7)连接的接插器件；
相互位置及连接关系为，螺旋盘管(1)的圆柱螺旋管柱的内侧管壁钎焊在恒温冷却罐(3)的外柱壁上，超声波振子(2)固定在螺旋盘管(1)的圆柱螺旋管柱的外侧管壁上合为一体；合为一体的螺旋盘管(1)、恒温冷却罐(3)、超声波振子(2)置于保温箱(4)的内腔中，箱盖(41)盖在恒温冷却罐(3)之上，恒温冷却罐(3)的冷却水进口(31)、冷却水出口(32)通过箱盖(41)上设置的二个通孔向上穿出箱盖(41)；螺旋盘管(1)的制剂进口(11)、制剂出口(12)通过保温箱(4)上部沿口设置的凹槽形缺口向外穿出保温箱(4)的内腔；温度传感器(5)通过保温箱(4)外侧壁中上部设置的圆形通孔从保温箱(4)外部插入保温箱(4)内腔，且温度传感器(5)的前端头触及保温箱(4)内腔中螺旋盘管1的管壁；接插件(6)置于保温箱(4)上部沿口的所述卡槽缺口中，接插件(6)的插头端与超声波振子(2)的引线连接，接插件(6)的插口端与超声波发生器输出端的电缆(7)连接。
2.根据权利要求1所述的全自动无菌恒温连续流体制剂超声波匀化处理装置，其特征在于：所述的配套设施，包括蠕动泵、循环冷冻水源、控制器、超声波发生器、电动阀，其中，蠕动泵为用于泵送流体制剂的设备；循环冷冻水源为向所述恒温冷却罐(3)提供压力循环冷却水的设施；控制器为根据人工输入的设定数据和对所述温度传感器(5)反馈的信号进行处理，通过PID比例、微分、积分来随动调节所述电动阀的张角，控制流经电动阀的冷却水流量，且设有显示屏显示实时温度的控制单元；超声波发生器为超声电振荡发生与输出的电气装置；电动阀为用于调节流经所述恒温冷却罐(3)冷却水流量的电动调节阀门；
工作连接关系为，螺旋盘管(1)的制剂进口(11)通过输入软管与处理前的流体制剂储存罐相连，螺旋盘管(1)的制剂出口(12)通过输出软管与处理后的流体制剂储存罐相连，蠕动泵位于输入软管处；恒温冷却罐(3)的冷却水进口(31)、冷却水出口(32)通过软管经电动阀与循环冷冻水源闭环相连；其中，冷却水进口(31)经电动阀与循环冷冻水源的输出端相连，冷却水出口(32)与循环冷冻水源的循环回收端相连；温度传感器(5)的馈线与控制器的反馈接口相连；超声波振子(2)通过接插件(6)与超声波发生器输出振荡电能的电缆(7)相连。
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