CN101941721B

CN101941721B - 连续结晶生产药用芒硝的工艺

Info

Publication number: CN101941721B
Application number: CN2010102586758A
Authority: CN
Inventors: 刘泽民; 刘文良; 李栋良; 苟兴无; 李洪清; 李春先; 张大明
Original assignee: SICHUAN PROVINCE CHUANMEI MIRABILITE CO Ltd
Current assignee: Sichuan province Chuanmei Pharmaceutical Co. Ltd.
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: CN101941721A

Abstract

一种连续结晶生产药用芒硝的工艺。通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标：浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³的条件下，将井下输送的一定浓度原硝水经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理，得到杂质含量低于1ppm的精硝水，将其输入连续化结晶工艺系统，经吊带式离心机进行固-液分离，得到含自由水为0.3-0.5％的医药级芒硝晶体，最后经过自动化包装系统进行无菌包装。

Description

连续结晶生产药用芒硝的工艺

所属技术领域：

本发明属于医药品的加工领域。

背景技术：

芒硝，也称十水硫酸钠，其化学分子式为：Na₂SO₄·10H₂O，英文名称：hydrous Thenardite。结晶水含量55.9％，硫酸钠含量44.1％。纯矿物含Na₂O 19.3％，SO₃24.8％。单斜晶系，通常呈粒状、块状，也有呈皮壳状或被膜状。无色透明，杂质将其染成灰、灰绿、淡黄、乳白、黑色等。玻璃样光泽。条痕白色。硬度1.5～2.0。比重1.48。微苦、味咸。在100℃时失去结晶水。在干燥空气中逐渐失去结晶水进而转变为白色粉末状无水芒硝，燃烧时火焰呈深黄色。溶于水和甘油，不溶于乙醇。无水硫酸钠也称无水硝、无水芒硝、元明粉；为白色细粒结晶或粉末，易溶于水，有吸湿性，无臭，无毒，药用芒硝主要是以晶体的形式运用于医药领域。

在中国专利号CN101041444A中，介绍了用盐水溶液冷冻结晶分离芒硝(硫酸钠)的方法，它用3-5％的硫酸溶液，经过调节PH值、预冷、控制结晶温度在0-10℃、分离、再结晶的方法，制得成品。该方法采用的工艺流程实际上是先将硝水制成含结晶水的芒硝，然后再脱除芒硝中的游离水，最后得到含结晶水的芒硝生产工艺流程；采用该工艺方法制造含结晶水的芒硝其能耗高，芒硝纯度也不高，同时不利于大规模生产。

在中国专利号97116654.4中介绍一种冷冻结晶生产含结晶水的芒硝的生产方法，它经过脱卤、浓缩、滩晒、收集、除杂等工艺流程，该方法主要采用冷却浓缩、晒制的方法，且热天温度控制在18℃，冬春季节控制在10℃，其目的是通过这样的方法制造含结晶水的芒硝，但是，这样制造出的芒硝纯度不高，且具有采收场地大等不利因数，要想年产数十万吨的可能性极小。

在中国专利号：2008100446515中介绍了一种高纯度特种芒硝的制造方法，它采用了物理和化学的方法处理含有各种杂质的硝水，与本发明中精制纯化硝水的方法有较大的区别，为提高处理硝水的效率，本发明不需要澄清硝水，直接经过过滤除去机械杂质。

本发明的目的，是研究一种在生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，连续结晶生产药用芒硝的生产工艺。在确保产品纯度高以及符合GMP要求，制造工艺流程、生产设施、产品符合GMP要求，生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，具有更加理想的单位产能，同时在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，采用管道过滤器、离子交换器以及吊带式离心机脱水，使之更有利于规模化的生产；同时还克服了芒硝生产工艺流程中储存设备过多等缺点，从而使生产工艺流程缩短近50％，因此该工艺流程可规模化生产，同时，还满足医药药品的生产环境要求。

发明内容：

连续结晶生产药用芒硝的工艺，通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标：浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³的条件下，将原硝水(Na₂SO₄水溶液)的浓度控制在15-20％，原硝水(Na₂SO₄水溶液)经管道过滤器去除机械杂质、离子交换器精制纯化处理，得到金属离子杂质含量极低的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，经吊带式离心机进行连续固-液分离，得到医药级的芒硝。其具体生产工艺如下：

1、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，采用管道过滤系统为三级的管道过滤器，经过初级管道过滤器除去0.5mm以上的机械杂质，经过次级管道过滤器除去0.01mm以上的机械杂质，经过第三级管道过滤器除去0.5um以上的机械杂质。

2、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下所述用于离子交换器，是直接安装在工艺流程的管道上，共有8级离子交换器，即一级阳离子交换器→二级阳离子交换器→三级阳离子交换器→一级阴离子交换器→四级阳离子交换器→五级阳离子交换器→六级阳离子交换器→二级阴离子交换器将1)处理后的硝水，经过离子交换器处理除去硝水中的钙、镁、氯离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子，使其砷、铅、镉、锑等金属离子在硝水中的总含量低于1ppm，从而得到精制的芒硝水。

3、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，将2)精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统。在该系统中，硝液从热交换器底部进入管程，与管外1.5±0.1℃的冷水进行热交换，形成温度为10.0±0.1℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液——晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.0-1.2mm，从而形成35-40％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液返回热交换器进一步参与循环冷却，这样就实现了医药芒硝的连续化结晶工艺。

4、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，将3)得到35-40％的晶浆输入稠厚器，在稠厚器中使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度提升到50-80％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，在稠厚器形成的高浓度芒硝晶体混合液则输入吊带式离心机进行脱水。

5、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，将4)得到的高浓度芒硝晶体混合液输入离心机，高浓度的晶浆混合液经离心机脱水后，形成含自由水0.3-0.5％的医药芒硝。

6、在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控下，将5)得到的含自由水为0.3-0.5％的医药级芒硝晶体，输送到自动化包装系统进行无菌包装、检验、入库、销售。

本发明的连续化结晶药用芒硝的生产工艺具有以下特点：

1、对连续化结晶药用芒硝生产工艺流程中每一个工序、工段的设备，均安装有红外探头。

2、粘附在热交换器的内壁、结晶器内壁、稠厚器内壁的芒硝晶体少，减少了清理时间，提高了生产效率。

3、采用多孔板液体平衡流量计，控制调节原硝水(Na₂SO₄水溶液)、精制硝水的体积流量。

4、采用远红外计算机自动化监控系统进行监控，同时采用多孔板液体平衡流量计调节控制原硝水(Na₂SO₄水溶液)的硫酸钠浓度。

5、采用结晶器能够在很短的时间之内使晶体长大到1.0-1.2mm。

6、采用晶体稠厚器，在很短的时间之内能够使晶浆浓度提高到50-80％，

7、采用吊带式离心脱水技术，提高药用芒硝的产能。

8、其制造工艺流程生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³＝的条件下

本发明生产工艺流程的生产环境空气洁净处理系统在在线红外计算机系统的监控下，自动调节处理，使生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)，以保证药用芒硝的正常生产。

本发明采用管道过滤器的目的，一方面减少过滤用的原硝水沉降池，另一方面也缩短了工艺流程，还减少原硝水沉降池的清淤等工作，降低了生产运营成本，同时还将少了管道过滤器的清洗次数，以及清洗用水量。

本发明采用离子交换器的目的，一方面使精制芒硝水中除钠离子以外的各种金属离子含量降到最低，另一方面是不使用添加剂去除钙、镁等离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子，降低了运营成本，同时使工艺流程缩短到以前工艺流程的50％，减少了各种超大型储罐多达10台套。

本发明采用结晶器的目的是，一方面提高生产效率，另一方面降低能源消耗。因为在连续结晶系统中，必须使晶浆混合液的温度保持在10±0.1℃，只有这样才能促使芒硝晶体的浓度保持在稳定的状态，有利于芒硝饱和液体的结晶。

本发明所采用稠厚器的目的，是保证输入连续离心脱水系统的芒硝晶浆混合液的晶体含量，促进产量的稳定、高产。

本发明所采用吊带式离心脱水系统的目的是，一方面提高离心机的脱水能力，另一方面是提高产能，降低生产运营成本。

为此，本发明完全打破了以往芒硝的生产方式，采用连续化结晶芒硝的生产工艺流程，通过采用远红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控系统、管道过滤系统、离子交换系统、连续结晶系统、以及连续离心脱水系统等工艺流程，不仅提高了药用芒硝的产能、而且还缩短药用芒硝的生产工艺流程，同时还提高药用芒硝的产品纯度，降低生产运营成本。

本发明的连续化结晶药用芒硝的生产工艺，在确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合GMP要求。生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，将井下输送的15-20％浓度原硝水(Na₂SO₄水溶液)经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，在连续化结晶系统中有热交换器、结晶器和稠厚器等设备，精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统。在该系统中，硝液从热交换器底部进入管程，与管外1.5±0.1℃的冷水进行热交换，形成温度为10.0±0.1℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液——晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.0-1.2mm，从而形成35-40％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液返回热交换器进一步参与循环冷却，在稠厚器中继续使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度增到50-80％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，在稠厚器形成的高浓度芒硝晶体的混合液输入吊带式离心机脱水。形成含自由水0.3-0.5％的医药芒硝，最后将其输送到自动化包装系统进行无菌包装、检验、入库、销售。

本发明采用进口多孔板液体平衡流量计是由不锈钢作为板孔流量的材料，同时消除板孔流量计运行时因板孔附近产生涡流计量误差，该流量计是在主孔板的周围在打一些孔，以消除涡流。

本发明所采用的管道过滤器采用进口全不锈钢过滤芯，过滤孔用激光打孔，孔径大小均匀，过滤孔分布合理，满足除去不同粒径的机械杂质，该过滤器具有冲洗简单，消耗少，使用寿命长、运营成本低等特点，同时可以根据流体压力的变化及时更换滤芯，不需要用水反冲洗，因用水反冲洗时，会使工艺管道易受到其它污染，不利于药用芒硝的生产，从而造成药用芒硝因此而污染，使之成为不合格品。

本发明所采用的离子交换器是安装在工艺流程的管道上，一共安装8台离子交换器，即一级阳离子交换器→二级阳离子交换器→三级阳离子交换器→一级阴离子交换器→四级阳离子交换器→五级阳离子交换器→六级阳离子交换器→二级阴离子交换器。

原硝水(Na₂SO₄水溶液)经过工艺管道上的三级管道过滤器除去机械杂质以后，输入一级阳离子交换器，再输入二级阳离子交换器，再输入三级阳离子交换器，再输入一级阴离子交换器，再输入四级阳离子交换器，再输入五级阳离子交换器，再输入六级阳离子交换器，最后输入二级阴离子交换器，经过这样处理，使精制芒硝水中除钠离子以外的各种金属离子含量降到最低，同时不加入因去除钙、镁等离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子而使用的添加剂，防止因带入其他离子而降低精制硝水的品质；该离子交换器中的离子交换树脂具有以下特点：

1有针对性地对硝水溶液中的非钠离子和非硫酸根离子进行交换，降低了硝水处理时的运营成本。

2离子交换树脂的还原简单、快捷。

3一次性投资少、且使用寿命长。

DTB结晶器连续冷却结晶器(DTB)底部为锥体结构，上部为多层套筒式结构，内置导流筒挡板、可以分为结晶区和母液澄清区两个主体区域；设备材质为316L不锈钢，内表面抛光；可连续操作，生产主粒度高达0.5～1.2mm的晶体，

稠厚器是一个中转储存沉降设备，内有一个用于芒硝晶体沉降的内胆，内胆上部配备有一台小型低速搅拌电机，提高了进入离心机晶浆的浓度，可确保晶浆全部用于离心分离。通过稠厚器分离母液后，清夜通过溢流口返回矿井下继续使用。

本发明采用全自动立式包装机，储料斗组成的全自动包装系统，它是通过离心机将得到的芒硝晶体，输入全自动立式包装系统，进行密封包装。

该包装机可以根据包装需要，将产品包装成不同规格的产品，以满足医药市场的需求。

附图说明：

附图1为本发明实施例的芒硝的各个特征指标。

附图2为本发明工艺流程简图。

具体实施方式

下面对本发明工艺作进一步的详述。

实施例1：

是在线红外计算机自动化监控系统的监控和多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，将井下输送的15％浓度原硝水(Na₂SO₄水溶液)经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理，得到杂质含量极低的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，在连续化结晶系统中有热交换器、结晶器和稠厚器等设备，精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统。在该系统中，硝液从热交换器底部进入管程，与管外1.4℃的冷水进行热交换，形成温度为9.9℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液——晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.0mm，从而形成35％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液返回热交换器进一步参与循环冷却，在稠厚器中继续使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度增到50％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，在稠厚器形成的高浓度芒硝晶体的混合液输入吊带式离心机脱水。形成含自由水0.3％的医药芒硝，最后将其输送到自动化包装系统进行无菌包装、检验、入库、销售。

用以上工艺控制指标生产得到药用芒硝检测各种数据将在图1表中表现出来。

实施例2：

是通过在线红外计算机自动化监控系统的监控和多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，将井下输送的20％浓度原硝水(Na₂SO₄水溶液)经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理，得到杂质含量极低的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，在连续化结晶系统中有热交换器、结晶器和稠厚器等设备，精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统。在该系统中，硝液从热交换器底部进入管程，与管外1.5℃的冷水进行热交换，形成温度为10.0℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液——晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.1mm，从而形成38％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液返回热交换器进一步参与循环冷却，在稠厚器中继续使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度增到73％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，在稠厚器形成的高浓度芒硝晶体的混合液输入吊带式离心机脱水。形成含自由水0.4％的医药芒硝，最后将其输送到自动化包装系统进行无菌包装、检验、入库、销售。

得到药用芒硝检测数据将见图1表中。

实施例3：

是通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程生产设施、产品符合GMP要求。在生产车间室内空气洁净度达到如下指标(浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³)的条件下，将井下输送的18％浓度原硝水(Na₂SO₄水溶液)经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理得到杂质含量极低的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，在连续化结晶系统中有热交换器、结晶器和稠厚器等设备，精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统。在该系统中，硝液从热交换器底部进入管程，与管外1.6℃的冷水进行热交换，形成温度为10.1℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液——晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.2mm，从而形成40％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液返回热交换器进一步参与循环冷却，在稠厚器中继续使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度增到80％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，在稠厚器形成的高浓度芒硝晶体的混合液输入吊带式离心机脱水。形成含自由水0.5％的医药芒硝，最后将其输送到自动化包装系统进行无菌包装、检验、入库、销售。

得到药用芒硝检测数据将见图1表中。

Claims

1.一种连续结晶生产药用芒硝的工艺，在生产车间室内空气洁净度达到一定指标的条件下，即；浮游菌＜100cfu/m³，沉降菌＜50cfu/4小时，表面微生物接触碟＜25cfu/碟，大于0.5μm的悬浮粒子数＜350000个/m³，大于5μm的悬浮粒子数＜2900个/m³的条件下，将井下输送的15-20％原硝水经管道过滤器去除机械杂质、并通过离子交换器精制纯化处理，得到重金属离子、杂质含量极低的精硝水，输入连续化结晶工艺系统，经吊带式离心机进行连续固-液分离，得到医药级的芒硝，其具体生产工艺如下：

1)、从矿井下输出的原硝水在工艺流程管道中，经管道过滤器，除去其机械杂质；

2)、将1)处理后的硝水，通过离子交换器，去除硝水中的钙、镁、氯离子以及铁、砷、铅、镉、锑重金属离子，使砷、铅、镉、锑重金属离子在硝水中的总含量低于1ppm，从而得到精制硝水；

3)、将2)精制纯化后的精硝水泵入连续化结晶系统，在该系统中，精硝水从热交换器底部进入管程，与管外1.5±0.1℃的冷水进行热交换，形成温度为10.0±0.1℃且含有硫酸钠晶体的过饱和溶液即晶浆；用循环泵将晶浆从结晶器的底部输入，晶体在结晶器内长大到1.0-1.2mm，从而形成35-40％的晶浆，然后再用活塞泵将晶浆输入稠厚器，含硫酸钠的饱和溶液清液则返回热交换器进一步参与循环冷却，这样就实现了医药芒硝的连续化结晶工艺；

4)、通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合医药制药行业的要求，在生产车间室内空气洁净度达到一定指标的条件下，将3)得到的35-40％的晶浆输入稠厚器，在稠厚器中，使晶浆混合液中的芒硝晶体浓度提升到50-80％，其过程中产生的清液从稠厚器的顶部返回矿井继续使用，将稠厚器形成的高浓度芒硝晶体混合液输入吊带式离心机脱水；

5)、通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，确保药用芒硝的制造工艺流程、生产设施、产品符合医药制药行业的要求，在生产车间室内空气洁净度达到一定指标的条件下，将4)得到的高浓度芒硝晶体混合液输入离心机，高浓度的晶浆混合液经离心机脱水后，形成含自由水0.3-0.5％的医药芒硝。

2.根据权利要求1所述连续结晶生产药用芒硝的工艺，其特征在于，通过在线红外计算机自动化监控系统的监控以及多孔板液体平衡流量计的调控，采用的管道过滤器为三级的管道过滤器，经过初级管道过滤器除去0.5mm以上的机械杂质，经过次级管道过滤器除去0.01mm以上的机械杂质，经过第三级管道过滤器除去0.5um以上的机械杂质。

3.根据权利要求1所述连续结晶生产药用芒硝的工艺，其特征在于，处于连续化结晶药用芒硝生产工艺流程中的每一个工序工段的设备上，均安装有红外探头。