Аппарат для проведения физико-химических процессов

(51)5 В 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ИЗИ(54) АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ . (57) Изобретение относится к аппара. мико-фармацевтических производст назначенных для проведения про суспендирования, кристаллизации, гированияфильтрации и сушки, и быть использовано в микробиологич родственных ей отраслях промышледля получения порошков антибиоти тодом кристаллизации, и позволяет сить надежность работы аппарата исключения загрязнения реакционн сы полупродуктами, Аппарат для пол выделения и сушки продуктов хими мацевтических производств сод о научнти биолиал Всесоюзно ого института а Н. Лукьяно антибиотик цин детельство СССРЭ 8/18, 1979.детельство СССР01 3 19/18, 1985.детельство СССР ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Производство1970, с, 134-135.Авторское свиМ 793633,.кл, В 0Авторское свиМ 1315011, кл. ВАвторское свиМ 1155289, кл, В 0 там хив, предцессов экстра- можетеской и н ности кав ме- повыза счет ой масучения, ко-Фзр- ержит1711962 10 20 30 35 40 корпус со штуцерами, рубашку, перемешивающее устройство с лопастями и скребками, реверсивный привод, перемешиваю- щего устройства. Перемешивающее устройство имеет механизм, обеспечивающий его возвратно-поступательное движение. К корпусу в нижней его части присоединен под дон и приемник конденсата. Во внутренней полости поддона между парой уплотняющих колец расположено днище в форме тела вращения, причем ось вращения днища перпендикулярна оси симметрии корпуса. Внутри днища имеется два сквозных переИзобретение относится к аппаратам химико-фармацевтических производств, предназначенным для проведения процессов суспендирования, кристаллизации, экстрагирования, фильтрации и сушки, и может быть использовано в медицинской и родственных ей отраслях промышленнос,и, например, для получения порошков антибиотиков методом кристаллизации.В медицинской промышленности для этих целей используются отдельные аппараты различного технологического назначения - реакторы, фильтры, сушилки. Процесс получения антибиотиков методом кристаллизации заключается в проведении реакций между различными жидкими химическими продуктами, сопровождающимися выделением твердой фазы, передачей полученной суспензии на фильтр для отделения и промывкой твердой фазы от реакционной массы, транспортировкой твердой фазы в сушильный аппарат и сушкой порошка. Такая схема производства помимо установки аппаратов различного функционального назначения требует больших затрат на обеспечение передачи реакционной массы в фильтр и твердой фазы из фильтра в сушилку. 8 отдельных случаях суспензия, подле,жащая фильтрованию, при охлаждении загустевает. что требует дополнительных затрат на устройство обогреваемых трубопроводов,Недостатком такой схемы производства является также и то, что при производстве иньекционных препаратов методом кристаллизации дополнительные аппараты, насосы, трубопроводы, фланцевые соединения, арматура являются источником попадания в конечный продукт различных механических и бактериальных включений, т.е, вызывают нестерильность процесса. секающихся отверстия, которые после разделения их глухой перегородкой образуют Г-образные каналы для удаления фильтрата и для отвода высушенного продукта, заканчивающиеся патрубками, Общая ось патрубков совпадает с осью вращения днища. Канал отделен от реакционной полости аппарата опорной решеткой и фильтровальной перегородкой. Глухие стенки днища имеют гладкую поверхность, Вращение днища осуществляется от реверсивного приводного устройства посредством редуктора. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. Тем самым снижается надежность и эффективность всей схемы, существует обьективная причина появления брака, значительно возрастают затраты на эксплуатацию и ремонт оборудования, что повышает себестоимость конечного продукта.Известен аппарат для совмещенных процессов получения и выделения продуктов биохимических производств, содержащий корпус с патрубками различного технологического назначения, мешалку, состоящую из полого вала и полых перфорированных лопастей, на которых закреплен фильтрующий материал, стакан, установленный в выходном патрубке, в котором закреплена гаэораспределительная решетка, выполненная в виде полого поршня с отверстиями на обтянутой фильтрующим материалом боковой поверхности и установленная с возможностью возвратно-поступательного движения,Известный аппарат обеспечивает совмещение функций трех аппаратов - реактора, фильтра и сушилки,25, Данный аппарат характеризуется ненадежностью конструкции и невысокойэф-; фективностью, Аппарат реализуется как реактор при нижнем положении поршня, когда патрубок закрывается запирающим диском, При верхнем положении поршня,когда аппарат работает как фильтр, происходит разгерметизация патрубка, в который. попадает суспензия. Образуется "мертвое" пространство с наличием в нем не участвующих в процессе продуктов, что снижает эффективность работы аппарата. Кроме того, запирающий диск может закрывать и уплотнять патрубок в нижнем положении только при наличии уплотняющего кольца или манжеты на его боковой поверхности. А так как диск в верхнем положении выводится на патрубке, то его ввод обратно (уплотняющие кольца или манжеты всегда подпружинены за счет сил упругости материала;или за счет специальных пружин) практиче- .,ски невозможно. Фильтрующий материалзакрепленный нэ боковой поверхности пор-в,шня, непременно нарушит его правильнуюгеометрическую форму, что исключает возможность герметизации поршня в стакане.К тому же назначение фильтрующего материала - фильтровать, а использование его в 1 Окачестве уплотнения неэффективно и нена-,дежно.Расположение фильтрующей перегородки на лопастях мешалки также снижаетее эфФективность и надежность, так какснижаются ее функциональные возможности как перемешивающего устройства и нарушается гидродинамика процессаперемешивания,Совмещением функций мешалкиифильтрующего элемента ввиду их конструктивного исполнения и взаимоположения, атакже невозможностью уплотнения поршняпосле процесса фильтрации повышается вероятность загрязнения реакционной массы 25компонентами, выделяющимися на фильтровальной перегородке, на Различных ста-,диях технологического процесса. Закреп-ление фильтровальной ткани на лопастяхмешалки очень сложно и ненадежно.Известен аппарат, обладающий конструктивными признаками, позволяющимисовмещать процессы получения, выделенияи сушки продуктов химико-фармацевтиче.ских производств, 35Основным недостатком этого аппаратаявляется проведение процессов получения,выделения, промывки и сушки на фильтровальной перегородке, так кэк через нее происходит загрязнение реакционной массы на. 4 Оразличных стадиях технологического процесса, Так выделяемый на фильтровальнойперегородке полупродукт сообщается пожидкой фазе со средой. реакции; Образуется Другои полупрОДукт. А высушивэемыи по 45лупродукт сообщается по газовой фазе сполупродуктом на фильтре. Таким образом,в корпусе аппарата происходит взаимноезагрязнение токсичных и нетоксичных полупродуктов, так как в аппарате одновремен Оно находятся три и более полупродуктов,Наиболее близким к предлагаемому является аппарат, содержащий корпус с рубашкой, перемешивающее устройство с,приводом, приемник фильтрата, установленную под перемешивающим устройствомфильтровальную перегородку, закреплен-:,ную на опорной перегородке в горизонтальной плоскости. размещенный в нижнейчасти корпуса поршень. связанный с приводом полым штоком, полость которого сообщена входным отверстием с приемником фильтрата и патрубками подвода и отвода компонентов и теплоносителя, причем опорная перегородка выполнена сплошной в центральной части, перекрывающей сече- ние входного отверстия полого штока.Цель изобретения - повышение надежности работы аппарата за счет исключения загрязнения реакционной массы полупродуктами.. Поставленная цель достигается тем, что аппарат для проведения физико-химических процессов, содержащий корпус с рубашкой, перемешивающее устройство с реверсивным приводом вращения и возвратно-поступательного движения, днище и фильтровальную перегородку, закрепленную на опорной решетке, снабжен установленным в нижней части корпуса поддоном с патрубками и кольцами, между которыми размещено днище, выполненное в форме тела вращения со сквозными пересекающимися отверстиями, разделенными глухой перегородкой на Г-образные каналы, соединенные с патрубками, при этом фильтровальная перегородка размещена в одном из каналов, а днище установлено с возможностью вращения вокруг оси Г-образных каналов, Кроме того, поддон снабженприемником конденсата со сливным патрубком.На фиг. 1 представлен предлагаемый аппарат разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема технологическогоцикла работы аппарата.Аппарат содержит корпус 1 со штуцерами 2 различного технологического назначения, рубашку 3, перемешивающее устройство 4 с лопастями 5 и скребками 6, реверсивный привод 7 перемешиваюЩего устройства 4. Перемешивающее устройство 4 имеет механизм 8, обеспечивающий его возвратно-поступательное движение. К корпусу 1 присоединен поддон 9 и приемник конденсата 10 со сливным патрубком.11, Во внутренней полости поддона 9 между парой уплотняющих колец 12 расположено днище13 аппарата в форме тела вращения. А ось вращения днища 13 перпендикулярна осисимметрии корпуса 1. Внутри днища 13 имеются два сквозных пересекающихся отверстия разного диаметра, причем ось большого отверстия 14 совпадает С осью корпуса 1 аппарата, а ось меньшего отверстия 15 проходит через ось вращения днища 13, В месте пересечения отверстия 14 и 15 разделены глухой перегородкой 16 по диагонали таким образом, что образуются Г-образные каналы 17 и 18 для удаленияфильтрата и для отвода высушенного продукта, соответственно, заканчивающиеся патрубками 19 и 20. Канал 17 отделен от реакционной полости 21 аппарата опорной решеткой 22 и фильтровальной перегород кой 23, Патрубки 19 и 20 уплотняются с помощью кольцевых прокладок 24. Вращение днища 13 осуществляется от реверсивного приводного устройства 25 посредством редуктора 26. Глухие стенки 27 и 28 10 имеют гладкую поверхность.Аппарат работает следующим образом.Весь технологический цикл работы аппарата состоит из 4 этапов.1. В исходном положении днище 13, за крепленное между парой уплотняющих ко-. лец 12 в поддоне 9, повернуто глухой стенкой 27 вверх, чем обеспечивается гарантированное уплотнение реакционной полости 21 аппарата от окружающей среды, 20 а также изоляция Фильтровальной перегородки 23 от компонентов реакционной массы. Перемешивающее устройство 4 опускается в нижнее положение с помощью механизма 8, Аппарат готов к работе как 25 реактор.В реакционную полость 21 корпуса 1 через штуцер 2 подаются необходимыежидкие компоненты, включается привод 7 перемешивающего устройства 4, в рубашку 3 30 подается при необходимости теплоноситель или хладагент, Протекает реакция, результатом которой является образование суспенэии и выделение твердой фазы, Для улучшения условий протекания процесса 35 кристаллизации лопасти 5 перемешиваю- . щего устройства 4 постепенно выдвигаются в верхнюю часть реакционной полости 21 корпуса 1.2; После окончания реакционного про цесса с помощью приводного устройства 25 днище 13 поворачивается на 90 вокруг своей оси, обеспечивая через опорную решетку 22 с фильтровальной перегородкой 23 сообщение реакционной полости 21 корпу са 1 с каналом 17. В этом положении аппарат работает как,фильтр, Фильтрат поступает в канал 17 и удаляется через патрубок 19 во внешний приемник, При необходимости во время процесса фильтрации в 50 пространстве 21 над фильтровальной перегородкой создается избыточное давление или патрубок 19 для удаления фильтрата подсоединяется к источнику вакууме. Для промывки осадка днище 13 возвращается в 55 исходное положение, разделяя реакционную полость 21 корпуса 1 с внутренней полостью канала 17 глухой стенкой 27. Перемешивающее устройство 4 отводится в верхнее положение, в реакционную полость 21 подается промывная жидкость и при непрерывном перемешивании с одновременным опусканием мешалки осуществляется промывка твердой Фазы, После этого днище 13 аппарата переводится на работу в фильтрационный режим и полученная суспензия отфильтровывается.3. По окончании процессов фильтрации и промывки осадка аппарат переводится на работу в сушильном режиме, При этом днище 13 еще раз поворачивается на 90 и глухой стенкой 28 изолирует реакционную полость 21 от каналов 17 и 18,Перемешивающее устройство 4 реверсивным приводом 7 вращается в таком направлении, чтобы скребки 6 отбрасывали твердую фазу к периферии корпуса 1. Процесс саки производится как в вакууме, так и под,давлением и осуществляется за счет подачи теплоносителя в рубашку 3 или в реакционную полость 21 корпуса 1. Избыток газа относися через один из технологических штуцеров 2 на корпусе 1 аппарата, в уносимый частично порошок улавливается на соответствующем оборудовании.4. На следующем этапе работы аппарата днище 13 поворачивается на 90 в том же направлении, как и при сушке. Затем эа счет реверсивного привода 7 меняет направления вращения перемешивающее устройство 4. При этом скребки 6 "перемещают высушенный порошок от периферии к центру. Патрубок 20 подсоединяется к источнику вакуума и через сквозной канал 18 происходит засасывание высушенного порошка подобно пылесосу и транспортировка его в соответствующую тару без разгерметизации аппарата.При завершении полного технологического цикла работы аппарата появляется необходимость промыть и стерилизовать реакционную полость 21 корпуса 1 и проходные каналы 17 и 18 без разбора аппарата, а промывную жидкость и конденсат стерилизующего пара собрать в приемник 10 и удалить через патрубок 11,Предложенная конструкция аппарата позволяет просто и надежно решить вопрос его использования как реактора для проведения процессов, сопровождающихся выделением твердой фазы, как фильтра для фильтрации полученной суспензии и.как сушилки для сушки порошка, Оборудование аппарата, специальным днищем в форме тела вращения со сквозными Г-образными ка- налами и с возможностью вращения вокруг оси перпейдикулярной оси корпуса аппарата, исключающим загрязнение реакционной массы полупродуктами, выделяющимися на фильтровальной перегородке на различных. стадиях технологического процесса, повышает эффективность и надежность его работы и обеспечивает разгрузку беэ разгерметизации аппарата. Это создает предпосылки для создания асептических условий работы гри получении инъекционных препаратов, Повышение надежности аппарата увеличивает выход и качество конечного продукта, что дает значительный зкономический эффект,Кроме того, использование многофункционального аппарата позволяет экономить капитальные средства, сокращает текущие затраты иа ремонт и содержание оборудования, что снижает себестоиююв вредукции.Формула изобретения 1. Аппарат для проведения физике-химических процессов, содержащий корпус с рубашкой, перемешивающее устройство с реверсивным приводом вращения и возвратно-поступательного движения, днище и фильтровал ьную перегородку, закрепленную на опорной решетке, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения надежно сти в работе аппарата эа счет исключениязагрязнения реакционной массы полупродуктами, аппарат снабжен установленным в нижней части корпуса поддоном с патрубками и уплотняющими кольцами, между кото рыми размещено днище, выполненное вформе тела вращения со сквозными пересекающимися отверстиями, разделенными глухой перегородкой на Г-образные каналы, соединенные с патрубками, при этом филь тровальная перегородка размещена в одном из каналов, а днище установлено с возможностью вращения вокруг оси Г-об разных каналов,2. Аппарат по п.1, отл ич аю щи й с я тем, что поддон снабжен приемникомконденсата со сливным патрубком.1711962 Составитель Н.Кзцовскэя едактор М.Недолуженко Техред ММоргентал Корректор О.КравцоваТ СССР Производственно-издательскиЯ комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 акэз 488 ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям й открытиям и 3035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/