连续结晶器技术原理_江苏沃德托普热力科技有限公司
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    详细介绍:

                  

    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。如下图所示:

                  
    若用方程式的模型则可表示为: 
                        

         作为晶体生长的总系数;作为总推动力的总浓度差。因此表面 反应速率很快时结晶过程由扩散速率控制;扩散速率很高时结晶过 程由表面反应速率控制。在较高温度时表面反应速率有较大幅度提 高而扩散速率的增大则有限。

    

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