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连续结晶器技术原理分析

发布时间:2019-09-07 17:13          编辑:bet9城          点击次数:

  连续结晶器技术原理
 
  结晶是从溶液中析出固体的过程,显而易见固体在溶液中的溶解度与确定结晶过程密切相关。溶液的过饱和度是工业结晶的主要推动力。
 
  连续结晶器与间歇结晶器相比具有以下优点:连续结晶具有收效高、能耗低、母液少、产品质量好、自动化程度高、设备占地面积小及操作人员少等优点。由于连续结晶器具有较高的生产效率,一套连续结晶器往往可以取代数套乃至数十套间歇结晶器,相应配套设备的数量也大大减少。对于医药产品的结晶,由于连续结晶器都是全密闭的:结晶器可以布置在GMP车间的外面:而仅将离心机、烘干和包装布置在GMP车间的里面,这将极大地减少GMP车间的面积,从而降低整个工程的投资。连续结晶器可以方便地和机械压缩泵组合,在低温下进行蒸发结晶,不但不需要蒸汽,而且无需冷冻水。节能的同时也避免了庞大的冷冻机投资。
 
  结晶过程产量决定于结晶固体与其溶液之间的相平衡关系,通常可用固体在溶液中的溶解度来表示这种相平衡关系。溶液的过饱和与溶解度曲线的关系如下图所示。图中的AB线为普通的溶解度曲线,CD线代表溶液过饱和而能自发地产生晶核的浓度曲线(超溶解度曲线)。这两根曲线将浓度——温度图分割为三个区域。AB线以下是稳定区,在此区中溶液尚未达到饱和,因此没有结晶的可能。AB线以上为过饱和溶液区,此区又分为两部分:在AB与CD线之间称为介稳区,在这个区域中,不会自发地产生晶核,但如果溶液中已加了晶种,这些晶种就会长大。CD线以上是不稳区,在此区域中,溶液能自发地产生晶核。工业结晶过程要避免自发成核,才能保证得到平均粒度大的结晶产品。只有尽量控制在介稳区才能达到这个目的。
 
  在已有晶核形成或加入晶种的过饱和溶液中,以过饱和度为推动力晶核或晶种将长大。晶体的生长由三个步骤组成1)带结晶的溶质经扩散穿过晶体表面的一个静止液层,从溶液中转移到晶体表面。2)到达晶体表面的溶质长入晶面,使结晶长大,同时放出结晶热。3)放出来的结晶热借传导传入溶液中。第一步扩散过程中必须有浓度差作为推动力。第二步溶质长入晶面的过程中不外乎要使溶质分子或离子在空间晶格上排列而组成有规则的结垢。表面反应的过程极为溶质长入晶面的过程中借助另一部分的浓度差作为推动力。

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