CN111994923B - 一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，包括结晶器罐体与换热器，所述换热器的底部设置有循环泵，所述循环泵连接有循环管，所述循环管的末端延伸至结晶器罐体内，所述换热器的出气端连接有进气管，所述进气管的末端延伸至结晶器罐体底部内并连接有中心管，所述结晶器罐体内设有料斗与导流筒，所述循环管连接有原料气进口、碱液进口与母液进口，所述结晶器罐体底部设有放料口。本发明结构合理，通过调配反应所需的碱液量、二氧化碳量在结晶器内部生成碳酸氢钠，然后通过调节循环泵的频率使得碳酸氢钠在结晶器内部循环生长，生成一种粒度较大、堆积密度较高、流动性较好的单晶体大颗粒碳酸氢钠。

Description

一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统

技术领域

本发明涉及结晶器技术领域，尤其涉及一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统。

背景技术

传统碳酸氢钠堆积密度低且粒度不均匀在现有的市场环境下满足不了自动灌装生产线，该灌装方法要求同等质量的产品体积是一致的，因此对产品密度的均一性提出了较高的要求。

医用碳酸氢钠主要应用于医院血液透析患者，国际首屈一指的血液透析设备巨头德国费森尤斯医疗器械首先推出了透析B粉的联机B粉桶、袋配套透析机。该医疗器械的推出使得众多透析粉生产厂家开始上自动灌装生产线，提高分包速度，满足血透病患数量的增长需求各大透析粉/液厂争先恐后采购单晶体大颗粒碳酸氢钠，应对干粉透析机的市场普及，确保在产品升级换代的过程中市场份额不会萎缩。而传统碳酸氢钠因其本身体存在密度不均一的弱点，故无法适应先进的医疗器械，因此发明一种能够生产单晶体大颗粒碳酸氢钠的生产系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，包括结晶器罐体与换热器，所述换热器的底部设置有循环泵，所述循环泵连接有循环管，所述循环管的末端延伸至结晶器罐体内，所述换热器的出气端连接有进气管，所述进气管的末端延伸至结晶器罐体底部内并连接有中心管，所述结晶器罐体内设有料斗与导流筒，所述循环管连接有原料气进口、碱液进口与母液进口，所述结晶器罐体底部设有放料口，所述结晶器罐体的上端侧壁固定有支撑板，所述支撑板上设有温控机构与调速机构，所述进气管内设有传动机构，所述导流筒内设有吸料机构。

优选地，所述传动机构包括贯穿转动连接在进气管内的转轴，所述转轴的外壁固定有扇叶，所述转轴贯穿支撑板，所述转轴的上端固定有第一皮带轮。

优选地，所述吸料机构包括转动连接在导流筒底部内壁上的转环，所述转环的内壁周向等间距设有多个涡流片，所述转环的上端固定有贯穿结晶器罐体的转杆，所述转杆的上端固定有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮间套设有皮带，所述第一皮带轮与第二皮带轮内均设有与调速机构连接的控制机构。

优选地，所述控制机构包括设置在第一皮带轮与第二皮带轮外壁上的环形槽，所述环形槽内安装有环形气垫，所述第一皮带轮与第二皮带轮内设有与环形气垫连通的连接管，所述皮带与环形气垫外壁接触。

优选地，所述调速机构包括固定在支撑板上端的筒体，所述筒体内设有活塞，所述筒体的两端均连接有气管，所述支撑板的上端固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的末端固定有L形杆，所述L形杆的末端贯穿筒体并与活塞侧壁固定，所述气管的末端与连接管的上端通过旋转接头转动连接。

优选地，所述温控机构包括安装在支撑板上端的控制板，所述进气管上安装有温度传感器，所述温度传感器与控制板电性连接，所述控制板与电动伸缩杆电性连接。

优选地，所述换热器为列管式换热器，所述循环泵为调频水泵。

优选地，所述导流筒设置在结晶器罐体底部，所述中心管的末端延伸至导流筒底部内。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、结晶器由反应罐体、循环泵、及换热器组成，通过调配反应所需的碱液量、二氧化碳量在结晶器内部生成碳酸氢钠，然后通过调节循环泵的频率使得碳酸氢钠在结晶器内部循环生长，生成一种粒度较大、堆积密度较高、流动性较好的单晶体大颗粒碳酸氢钠。

2、通过设置温控机构、调速机构、传动机构与吸料机构，能够根据进气管内的温度调节结晶器罐体内部的循环速度，进而更好的控制碳酸氢钠的生产速度与质量。

附图说明

图1为本发明提出的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统的环形气垫示意图；

图3为本发明提出的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统的工艺流程示意图；

图4为本发明中传统碳酸氢钠与大颗粒碳酸氢钠堆积晶型对比图。

图中：1结晶器罐体、2第二皮带轮、3气管、4皮带、5转杆、6转轴、7活塞、8筒体、9电动伸缩杆、10控制板、11支撑板、12扇叶、13换热器、14碱液进口、15原料气进口、16循环泵、17循环管、18进气管、19导流筒、20涡流片、21转环、22中心管、23放料口、24连接管、25环形气垫。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1-3，一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，包括结晶器罐体1与换热器13，换热器13的底部设置有循环泵16，换热器13为列管式换热器，换热面积大，换热效率高，通过其中的冷却水量，有效的调节结晶器的内部温度，循环泵16为调频水泵，通过自动化操作系统可调节其循环流量及扬程，通过循环泵16使得碳酸氢钠在结晶器罐体1内部经过不断的循环生长，使得碳酸氢钠颗粒度逐渐增加。

循环泵16连接有循环管17，循环管17的末端延伸至结晶器罐体1内，换热器13的出气端连接有进气管18，进气管18的末端延伸至结晶器罐体1底部内并连接有中心管22，结晶器罐体1内设有料斗与导流筒19，导流筒19设置在结晶器罐体1底部，中心管22的末端延伸至导流筒19底部内，循环管17连接有原料气进口15、碱液进口14与母液进口，结晶器罐体1底部设有放料口23，将生成的物料释放出来，生成的物料通过晶浆排出泵将其输送至后续离心工序。

结晶器罐体1的上端侧壁固定有支撑板11，支撑板11上设有温控机构与调速机构，调速机构包括固定在支撑板11上端的筒体8，筒体8内设有活塞7，筒体8的两端均连接有气管3，支撑板11的上端固定有电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的末端固定有L形杆，L形杆的末端贯穿筒体8并与活塞7侧壁固定，气管3的末端与连接管24的上端通过旋转接头转动连接，温控机构包括安装在支撑板11上端的控制板10，进气管18上安装有温度传感器，温度传感器与控制板10电性连接，控制板10与电动伸缩杆9电性连接，温度传感器能够实时监测到进气管内的温度，通过控制板10控制电动伸缩杆9的伸缩。

进气管18内设有传动机构，传动机构包括贯穿转动连接在进气管18内的转轴6，转轴6的外壁固定有扇叶12，转轴6贯穿支撑板11，转轴6的上端固定有第一皮带轮，进气管18内的气体流速带动扇叶12转动，转轴6随之转动。

导流筒19内设有吸料机构，吸料机构包括转动连接在导流筒19底部内壁上的转环21，转环21的内壁周向等间距设有多个涡流片20，转环21的上端固定有贯穿结晶器罐体1的转杆5，转杆5的上端固定有第二皮带轮2，第一皮带轮与第二皮带轮2间套设有皮带4，第一皮带轮与第二皮带轮2内均设有与调速机构连接的控制机构，控制机构包括设置在第一皮带轮与第二皮带轮2外壁上的环形槽，环形槽内安装有环形气垫25，第一皮带轮与第二皮带轮2内设有与环形气垫25连通的连接管24，皮带4与环形气垫25外壁接触。

二氧化碳气体进入结晶器罐体1倒置的锥形口，冲向导流筒19并上升(起到悬浮和沉积大颗粒碳酸氢钠结晶的作用)。上升的二氧化碳气体在导流筒19中心管22内上升膨胀的过程中释放能量并传递给碳化液晶浆(小苏打结晶+碳化液)，带动其在导流筒19中心管内一起上升，离开中心管22顶端的气体和碳化液晶浆上升导流筒19顶端被分离，CO2气体及一部被碳化液晶浆CO2气体吹动经上部进入上一段；另一部碳化液晶浆沿导流筒19中心管外的环形空间向下流动(导流筒19内外因CO2气作用，内部含CO2多，经膨胀导致晶浆密度小，外部环形空间含CO2少，晶浆密度大。且二氧化碳气体在导流筒19向上吹，在导流筒19底部内、外形成差压)，下降至中心管22底端又被喷射的气体带进导流筒19中心管，形成环流(循环)。

在环流过程中,二氧化碳的吸收主要在导流筒19中心内进行,二氧化碳气体进入导流筒19中心管并带动碳化液晶浆在中心管内一起上升的过程中，气液两相接触，尤其是气、液两相相对迅速滑动不断更新接触表面的情况下,二氧化碳被碳化液吸收。其次,碳化液晶浆沿环形空间向下流动的过程中，溶解于其中的二氧化碳继续被吸收。

温度传感器能够实时监测到进气管内的温度，通过控制板10控制电动伸缩杆9的伸缩，当温度较低时，电动伸缩杆9带动L形杆前移，从而使活塞7在筒体8内右移，将右侧的气体通过气管3挤入右侧的环形气垫25内，同时左侧的环形气垫25内的部分气体被吸入筒体8内，从而实现第一皮带轮的直径扩张，第二皮带轮2直径减少，进气管18内的气体流速带动扇叶12转动，转轴6随之转动，在皮带4的传动下，带动转杆5转动，转杆5通过转环21带动涡流片20转动，由于此时第一皮带轮的直径大于第二皮带轮2，从而转杆5的转速较快，增强内部的循环，当温度较高时，则相反。

参照图4，传统碳酸氢钠与大颗粒碳酸氢钠堆积密度对比

传统碳酸氢钠

大颗粒碳酸氢钠

关键参数

进结晶罐体1的溶液浓度和温度需要控制，一般控制NaCO3浓度为14.1％～16.3％，NaHCO3浓度为5.2％～8.6％，NaC1浓度为4.8％以下，溶液温度控制在80℃～85℃。结晶器操作压力在35kPa左右，晶浆取出温度控制在60℃左右。

工艺参数

1.进料量：20～30m3/h；

2.结晶温度：60℃；

3.99％含量二氧化碳通气量230m3/h；0.2Mpa(折合常温下、一个大气压：460m3/h)；

停留时间2h；

5.固液比调控范围：10％～13％；

6.30℃冷却水需求量：7m3/h

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，包括结晶器罐体(1)与换热器(13)，其特征在于，所述换热器(13)的底部设置有循环泵(16)，所述循环泵(16)连接有循环管(17)，所述循环管(17)的末端延伸至结晶器罐体(1)内，所述换热器(13)的出气端连接有进气管(18)，所述进气管(18)的末端延伸至结晶器罐体(1)底部内并连接有中心管(22)，所述结晶器罐体(1)内设有料斗与导流筒(19)，所述循环管(17)连接有原料气进口(15)、碱液进口(14)与母液进口，所述结晶器罐体(1)底部设有放料口(23)，所述结晶器罐体(1)的上端侧壁固定有支撑板(11)，所述支撑板(11)上设有温控机构与调速机构，所述进气管(18)内设有传动机构，所述导流筒(19)内设有吸料机构。

2.根据权利要求1所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述传动机构包括贯穿转动连接在进气管(18)内的转轴(6)，所述转轴(6)的外壁固定有扇叶(12)，所述转轴(6)贯穿支撑板(11)，所述转轴(6)的上端固定有第一皮带轮。

3.根据权利要求2所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述吸料机构包括转动连接在导流筒(19)底部内壁上的转环(21)，所述转环(21)的内壁周向等间距设有多个涡流片(20)，所述转环(21)的上端固定有贯穿结晶器罐体(1)的转杆(5)，所述转杆(5)的上端固定有第二皮带轮(2)，所述第一皮带轮与第二皮带轮(2)间套设有皮带(4)，所述第一皮带轮与第二皮带轮(2)内均设有与调速机构连接的控制机构。

4.根据权利要求3所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述控制机构包括设置在第一皮带轮与第二皮带轮(2)外壁上的环形槽，所述环形槽内安装有环形气垫(25)，所述第一皮带轮与第二皮带轮(2)内设有与环形气垫(25)连通的连接管(24)，所述皮带(4)与环形气垫(25)外壁接触。

5.根据权利要求4所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述调速机构包括固定在支撑板(11)上端的筒体(8)，所述筒体(8)内设有活塞(7)，所述筒体(8)的两端均连接有气管(3)，所述支撑板(11)的上端固定有电动伸缩杆(9)，所述电动伸缩杆(9)的末端固定有L形杆，所述L形杆的末端贯穿筒体(8)并与活塞(7)侧壁固定，所述气管(3)的末端与连接管(24)的上端通过旋转接头转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述温控机构包括安装在支撑板(11)上端的控制板(10)，所述进气管(18)上安装有温度传感器，所述温度传感器与控制板(10)电性连接，所述控制板(10)与电动伸缩杆(9)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述换热器(13)为列管式换热器，所述循环泵(16)为调频水泵。

8.根据权利要求1所述的一种生产医药级大颗粒碳酸氢钠结晶系统，其特征在于，所述导流筒(19)设置在结晶器罐体(1)底部，所述中心管(22)的末端延伸至导流筒(19)底部内。

Images