CN212881886U - 一种药物纳滤浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种药物纳滤浓缩装置，包括原液箱、原液泵、冷却换热单元、精密过滤器和纳滤单元；所述原液泵的进液口连接所述原液箱的原液出口；所述冷却换热单元包括换热器、冷水泵和空冷装置，所述换热器的热流进口连接原液泵的出液口、热流出口连接精密过滤器的进液口，所述换热器的冷流进、出口通过所述冷水泵和管路与空冷装置连接成冷却水循环回路；所述纳滤单元包括依次设置的高压泵、一级纳滤组件和二级纳滤组件，所述高压泵的进液口连接所述精密过滤器的出液口，所述二级纳滤组件的浓液出口通过管路接入所述原液箱。采用本实用新型药物浓缩方法，可以实现低成本、浓缩液恒温过滤、节水以及运行费用低的药物浓缩。

Description

一种药物纳滤浓缩装置

技术领域

本发明属于药物制备技术领域，尤其涉及一种药物纳滤浓缩装置。

背景技术

近年来，我国的医药产业得到快速发展，而药物浓缩是药物生产中极为重要步骤，其目的在于将提取结束含有大量溶剂的溶液，去除多余的溶剂，药物浓缩是常见的胶囊制剂或颗粒制剂的生产方法。

现在制药企业在实际生产中主要通过蒸发浓缩的方法对药物原液进行浓缩，例如专利号：201620765918.X公布的一种药物浓缩装置，一种药物浓缩装置，包括蒸发罐，所述蒸发罐顶端设有浸出液入口和冷凝管，所述冷凝管与回收池连通，所述蒸发罐底端设有浸出液排出口，所述蒸发罐中部的中心设有固定柱，所述固定柱从上至下依次接有多个加热圆盘，所述加热圆盘的中心设有供固定柱穿过的通孔，所述加热圆盘间接有导热柱。专利号：201920339457.3公布一种药物浓缩器，包括一效加热室、一效蒸发室、二效加热室、二效蒸发室、进口管和出口管，所述一效加热室的上端连接有进口管，一效加热室的底端通过管道连接至一效蒸发室，一效蒸发室的上端通过管道连接至二效加热室，二效加热室的底端通过管道连接至二效蒸发室，二效蒸发室的上端连接有出口管。均属于蒸发浓缩类型，具有换热效果好，浓缩速度快等优点。但蒸发浓缩由于蒸汽余热无法得到充分利用，大量热能被白白浪费掉，此外，蒸发浓缩设备存在着占用场所面积大、设备结构复杂、生产成本高等问题。

膜分离技术是在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变，节能、体积小、可拆分等特点，使膜广泛应用在发酵、制药、化工、水处理以及环保行业中。对不同组成的有机物，根据有机物分子量，选择不同的膜，选择合适的膜工艺，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的压力驱动膜分离过程，又称为低压反渗透，允许一些无机盐和某些溶剂透过膜，从而达到分离的效果。但使用纳滤装置对药物原液进行浓缩时，原液因高压泵增压而升温，会对热敏性药物成分和透过膜产生不利影响，因此，进入纳滤装置前需对进料液降温。

因此，亟需一种低成本、恒温、浓缩倍率高以及运行费用低药物纳滤浓缩装置及方法。

实用新型内容

本申请提供一种药物纳滤浓缩装置，用于制药企业的药物原液浓缩，恒温浓缩，在实现高浓缩倍率的同时实现低能耗和水耗，降低制药企业运行成本。

一种药物纳滤浓缩装置，包括原液箱、原液泵、冷却换热单元、精密过滤器和纳滤单元；所述原液泵的进液口连接所述原液箱的原液出口；所述冷却换热单元包括换热器、冷水泵和空冷装置，所述换热器的热流进口连接原液泵的出液口、热流出口连接精密过滤器的进液口，所述换热器的冷流进、出口通过管路和所述冷水泵与空冷装置连接成冷却水循环回路；所述纳滤单元包括依次设置的高压泵、一级纳滤组件和二级纳滤组件，所述高压泵的进液口连接所述精密过滤器的出液口，所述二级纳滤组件的浓液出口通过浓液回流管接入所述原液箱。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述原液箱的底部设置排出口，所述排出口连接排除管路，所述排除管路分两路且分别设置控制阀，其中一路连接所述原液泵的进液口、另一路为浓缩液排出管路；所述原液箱的顶部设置与所述浓液回流管相连的回流口。

可选的，所述原液箱内设置原液液位传感器。可选的，该液位传感器与进新鲜原液控制系统联动，及时补充原液。

可选的，连接原液箱和原液泵的管路上设置蝶阀。

可选的，所述空冷装置包括空冷塔塔体，所述空冷塔塔体内的底部设置冷水池、冷水池上方设置喷淋器，所述冷水泵的进液口与冷水池相连；所述换热器的冷流进口与冷水泵的出液口相连、冷流出口与所述喷淋器相连；所述空冷塔塔体的侧壁上且位于冷水池和喷淋器之间开设空气进口，所述空冷装置顶部设置引风机。

可选的，所述引风机为轴流风机。

可选的，所述换热器为管壳式换热器，管层为供原液流通的热流通道，壳层为供冷却液流通的冷流通道。高温原液走管程，低温冷却水走壳程。

可选的，所述精密过滤器的顶部设有排气孔、内部装有PP棉滤芯；所述PP棉滤芯的孔径为0.5μm-3μm。

可选的，所述一级纳滤组件和二级纳滤组件分别包含至少两个纳滤膜组；所述纳滤膜组的纳滤膜采用卷式复合膜。可理解为一级纳滤组件包含至少两组纳滤膜组，二级纳滤组件也包含至少两组纳滤膜组。

可选的，膜材料包括芳香聚酰胺类、聚哌嗪酰胺类、璜化聚(醚)砜类以及聚乙烯醇和聚哌嗪酰胺混合型。

可选的，每个纳滤膜组的清液出口管路上设置药物浓度检测管口。

可选的，还包括清洗水箱，所述清洗水箱的出水口通过管路连接所述原液泵的进液口，所述一级纳滤组件和二级纳滤组件的清液出口管路均通过支路接入所述清洗水箱。

可选的，所述清液出口管路均设有直接外排支流。

可选的，所述清洗水箱内设置清洗水液位传感器。

采用本申请装置进行药物浓缩的一种方法包括：

(1)新鲜原液经原液泵输送至换热器进口，原液流过换热器的换热管时，与换热器空冷塔塔体内冷水进行间接换热，原液温度降低，并经过精密过滤器对原液中杂质进行截留过滤。

(2)除杂后的低温原液经高压泵输送至一级纳滤模组内，浓液进入二级纳滤模组，二级纳滤模组浓液经管路回流至原液箱，一级纳滤和二级纳滤模组中较高溶质清液由透过液排出管排出，含有较低溶质清液回流至清洗水箱。

(3)由冷水泵抽取一定量的冷水进入换热器，与物料原液间接换热后带走部分原液热量，原液温度降低而冷水温度升高，高温冷水进入空冷装置，由喷淋层雾化成细小雾滴，与空冷塔顶部轴流风机抽取的空气进行直接换热，水温降低，完成一次冷却降温循环。

(4)经多次循环后原液箱中药物浓度达到一定浓度时由浓液排出口后端药物生产车间，并通过原液液位传感器及时补充新鲜原液。

(5)定时或纳滤装置进出口压差变化时对纳滤装置进行清洗，关闭原液箱出口蝶阀，打开清洗水箱出口阀门，经原液泵输送清水对换热器管、精密过滤器以及一级纳滤模组和二级纳滤模组进行清洗，清洗液由浓液排出口通过清洗浓液排出管排出。

与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果之一：

(1)本实用新型提供了一种药物浓缩的解决方案：通过设置换热器对一次加压前物料原液进行降温，保证进入纳滤模组的原液温度不会太高，避免热敏性药物成分发生变化以及对模组透过膜的损坏。

(2)本实用新型提供了一种药物浓缩装置清洗的解决方案，采用纳滤清液回流清洗水箱，利用纳滤产水进行清洗，节约药物生产用水。

(3)本实用新型提供了一种药物浓缩装置原液降温的解决方案，利用换热器通过冷水与原液进行间接换热到达对原液进行降温的目的，并采用空冷装置利用冷空气对换热后的高温冷水进行降温，降低药物浓缩装置原液降温运行能耗。

附图说明

图1为本申请的结构示意图。

图中所示附图标记如下：

1-原液箱 2-原液液位传感器 3-浓液排出阀

4-原液供给阀 5-清洗水电动进水阀 6-清洗水液位传感器

7-清洗水箱 8-排污阀 9-清洗水供给阀

10-原液泵 11-换热器 12-冷水泵

13-空冷装置 14-喷淋层 15-引风机

16-精密过滤器 17-排气孔 18-高压泵

19-一级纳滤组件 20-药物浓度检测管口 21-二级纳滤组件

22-清液回流管 23-浓液回流管 24-空冷塔塔体

25-冷水池 26-空气进口

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1所示，一种药物纳滤浓缩装置，包括原液箱1、原液泵10、冷却换热单元、精密过滤器16和纳滤单元；原液泵10的进液口通过管路连接原液箱1的原液出口；冷却换热单元包括换热器11、冷水泵12和空冷装置13，换热器11的热流进口连接原液泵10的出液口、热流出口连接精密过滤器16的进液口，换热器11的冷流进、出口通过冷水泵12和管路与空冷装置13连接成冷却水循环回路；纳滤单元包括依次设置的高压泵18、一级纳滤组件19和二级纳滤组件21，高压泵18的进液口连接精密过滤器16的出液口，一级纳滤组件19的浓液出口连接二级纳滤组件21的进液口，二级纳滤组件21的浓液出口通过浓液回流管23接入原液箱1。

本申请装置通过间接换热方式降低原液因高压泵增压而引起的温升，并利用空冷装置对间接换热媒介-水进行降温；通过两级纳滤装置串联运行，提高原液浓缩倍率，纳滤产出清水回收，可用于对浓缩装置进行清洗。采用本实用新型药物浓缩方法，可以实现低成本、浓缩液恒温过滤、节水以及运行费用低的药物浓缩。

作为原液箱1的一种实施方式，原液箱的底部设置原液排出口，排出口连接排除管路，排除管路分两路，一路连接原液泵10的进液口、另一路作为浓缩液排出管路。连接原液泵的管路上设置原液供给阀4，原液供给阀可采用蝶阀，作为浓缩液排除管路的管路上设置浓缩液排出阀3。原液箱1的顶部设置回流口，连接二级纳滤组件21的浓液出口的浓液回流管23接入该回流口。

进一步地，原液箱1内设置原液液位传感器2。当原液的浓缩浓度至25％-35％时由于浓液排出口排出原液箱，该液位传感器与进新鲜原液控制系统联动，以及时补充原液。作为一种实施方式，原液液位传感器可设于原液箱内的靠近底部处。

作为换热器11的一种实施方式，采用管壳式换热器，管层内流通高温原液，壳层内流通冷却水。管层的进液口作为热流进口，通过管路连接原液泵10的出液口，管层的出液口作为热流出口，通过管路连接精密过滤器的进液口。壳层作为冷却液流通通道，与空冷装置之间通过冷水泵形成冷却水循环回路。作为空冷装13的一种实施方式，空冷装置13包括空冷塔塔体24，空冷塔塔体内底部设置冷水池25，空冷塔塔体内且位于冷水池上方设置喷淋器，若干喷淋器形成喷淋层14，空冷塔塔体的顶部设置引风机15，引风机可采用轴流风机，空冷塔塔体的侧壁上且位于冷水池和喷淋层之间开设空气进口26。冷水泵12的进口通过管路连接冷水池，冷水泵12的出口通过管路连接换热器的壳层进口，换热器的壳层出口通过管路连接喷淋器的进液口，换热器11与空冷装置13之间形成冷却水循环回路。

低温冷却水在冷水泵的作用下在换热器的壳层与空冷装置之间循环，由冷水泵抽取一定量的冷水进入换热器11，与物料原液间接换热后带走部分原液热量，原液温度降低而冷水温度升高，高温冷水进入空冷装置13，由喷淋层14雾化成细小雾滴，与空冷塔顶部轴流风机抽取的空气进行直接换热，水温降低，完成一次冷却降温循环。

作为精密过滤器16的一种选择，精密过滤器的顶部设有排气孔17、内部装有PP棉滤芯；PP棉滤芯的孔径为0.5μm-3μm。

一级纳滤组件和二级纳滤组件均可采用纳滤膜分离设备，作为一级纳滤组件19和二级纳滤组件21的一种实施方式，一级纳滤组件至少包含两种纳滤膜组，二级纳滤组件至少包含两组纳滤模组(图1中所示实施方式中为两组纳滤膜组)；纳滤膜组的纳滤膜可采用卷式复合膜，膜材料包括芳香聚酰胺类、聚哌嗪酰胺类、璜化聚(醚)砜类以及聚乙烯醇和聚哌嗪酰胺混合型。

一级纳滤膜组件的纳滤膜组的浓液出口与二级纳滤膜组件中对应的纳滤膜组的进口连接。一级纳滤模组件和二级纳滤膜组件的所有纳滤膜组的清液出口管路上均设置药物浓度检测管口20，用作对清液中药物浓度进行检测，清液出口管路在检测管口下游可分两条支路，一路回用、另一路外排，当清液中溶质超过1％时由透过液排出管排出，溶质小于1％含有较低溶质清液回流至清洗水箱。

精密过滤器和纳滤组件在运行一段时间后需进行清洗，因此，一种实施方式中，还设置清洗水箱7，清洗水箱的出水口分两路，一路连接原液泵10的进液口、另一路作为排水管路，连接原液泵10的管路上设置清洗液供给阀9，该供给阀可采用球阀，排水管路上设置排水阀8。清洗水箱7连接自来水/去离子水管路，该管路上设置清洗水电动进水阀5。

一种实施方式中，清洗水箱的顶部设置清液回流口，一级纳滤模组件和二级纳滤膜组件的所有纳滤膜组的清液出口管路均通过该清液回流口接入清洗水箱7，用纳滤产水对精密过滤器和纳滤组件进行清洗，清洗水通过纳滤组件的浓水出口外排。

一种实施方式中，清洗水箱内还设置清洗水液位传感器6；该液位传感器可设置于清洗水箱内的底部处，该液位传感器可与清洗水进水电动阀联动，对清洗水箱内的清洗水进行补给。

采用上述装置实现药物浓缩的工艺流程如下：

新鲜原液经原液泵输送至换热器进口，原液流经换热器换热管时，与换热器壳体内冷水进行间接换热，原液温度降低45℃以内，并经过精密过滤器对原液中杂质进行截留过滤。除杂后的低温原液经高压泵输送至一级纳滤两个模组内，浓液进入二级纳滤两个模组，二级纳滤浓液经管路回流至原液箱，一级纳滤和二级纳滤清液出口当清液中溶质超过1％时由透过液排出管排出，溶质小于1％含有较低溶质清液回流至清洗水箱。

冷水泵抽取一定量的冷水进入换热器，与物料原液间接换热后带走部分原液热量，原液温度降低而冷水温度升高，高温冷水进入空冷装置，由喷淋层雾化成细小雾滴，与空冷塔顶部轴流风机抽取的空气进行直接换热，水温降低，完成一次冷却降温循环。

经纳滤装置多次循环浓缩后原液箱药物浓度达到25％～35％时由浓液排出口后端药物生产车间，并通过原液液位传感器控制新鲜原液进料及时补充新鲜原液。

为了避免药物大分子对精密过滤器和纳滤透过膜堵塞，需定时或根据纳滤进出口压差变化通过原液泵抽取清洗水箱水对精密过滤器和纳滤装置进行清洗，此时关闭原液箱出口蝶阀，打开清洗水箱出口阀门，经原液泵输送清水对换热器管、精密过滤器以及一级纳滤模组和二级纳滤模组进行清洗，清洗液由浓液排出口通过清洗水浓液排出管外排。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种药物纳滤浓缩装置，其特征在于，包括原液箱、原液泵、冷却换热单元、精密过滤器和纳滤单元；所述原液泵的进液口连接所述原液箱的原液出口；所述冷却换热单元包括换热器、冷水泵和空冷装置，所述换热器的热流进口连接原液泵的出液口、热流出口连接精密过滤器的进液口，所述换热器的冷流进、出口通过管路和所述冷水泵与空冷装置连接成冷却水循环回路；所述纳滤单元包括依次设置的高压泵、一级纳滤组件和二级纳滤组件，所述高压泵的进液口连接所述精密过滤器的出液口，所述二级纳滤组件的浓液出口通过浓液回流管接入所述原液箱。

2.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述原液箱的底部设置排出口，所述排出口连接排除管路，所述排除管路分两路且分别设置控制阀，其中一路连接所述原液泵的进液口、另一路为浓缩液排出管路；所述原液箱的顶部设置与所述浓液回流管相连的回流口。

3.根据权利要求2所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述原液箱内设置原液液位传感器。

4.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述空冷装置包括空冷塔塔体，所述空冷塔塔体内的底部设置冷水池、冷水池上方设置喷淋器，所述冷水泵的进液口与冷水池相连；所述换热器的冷流进口与冷水泵的出液口相连、冷流出口与所述喷淋器相连；所述空冷塔塔体的侧壁上且位于冷水池和喷淋器之间开设空气进口，所述空冷装置顶部设置引风机。

5.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述换热器为管壳式换热器，管层为供原液流通的热流通道，壳层为供冷却液流通的冷流通道。

6.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述精密过滤器的顶部设有排气孔、内部装有PP棉滤芯；所述PP棉滤芯的孔径为0.5μm-3μm。

7.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述一级纳滤组件和二级纳滤组件分别包含至少两个纳滤膜组；所述纳滤膜组的纳滤膜采用卷式复合膜。

8.根据权利要求7所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，每个纳滤膜组的清液出口管路上设置药物浓度检测管口。

9.根据权利要求1所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，还包括清洗水箱，所述清洗水箱的出水口通过管路连接所述原液泵的进液口，所述一级纳滤组件和二级纳滤组件的清液出口管路均通过支路接入所述清洗水箱。

10.根据权利要求9所述的药物纳滤浓缩装置，其特征在于，所述清洗水箱内设置清洗水液位传感器。

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