一种智能结晶纯化装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工技术领域，具体地说，是一种智能结晶纯化装置。


背景技术：

2.通过人工合成或者天然来源提取得到的功能性产品和物料，在生物、医药、化妆以及日用品等领域中具有广泛的应用。这些产物的纯度水平和其应用需求密切相关，比如，食品级纯度、药用级纯度、电子工业品纯度的要求都明显不同。业界一般通过分级萃取、精馏、结晶纯化等方式进行精制纯化。特别是结晶纯化方法，因其操作简单，精制效率高，被广泛用于生物医药，功能食品，日化用品的原料精制工艺中。同时，精制纯化的方法和效果往往和专属的纯化设备具有相关性。
3.现行结晶纯化装置，在智能性和效率性上还存在诸多缺陷，比如热量交换效率低，易产生结晶板结，或者需要专门配备刮板来清除晶垢，增加了设备构件的复杂性。结晶料液一般是过饱和溶液，粘度大，热传导效果差，在料液内部易产生温差梯度，导致析晶纯度或晶型不一致，影响整体结晶纯化效果。设备结构不紧凑，占用空间大，清洁和检修难度大等。行业急需性能更加优良的智能结晶纯化装置出现。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足之处，本实用新型提供一种高效智能结晶纯化装置，通过旋转式的、可通入热媒或冷媒的结晶板，大幅提高热量交换效率，智能控制温度曲线变化，减少晶体板结，形成颗粒均匀的结晶料液。通过温度和流体阻力的监控，能够方便的进行结晶过程调控，大幅提高结晶纯化效率。
5.为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种智能结晶纯化装置包含物料出口，转动支撑轴，蒸汽或冷媒进口，结晶传热器为可旋转结晶传热器，传热器转动台，蒸汽传热器，装置外壳，蒸汽或冷媒出口，压力控制器和物料进口；装置外壳由圆柱罐体，下半球形罐体和上半球形罐体组份，下半球形罐体的底部设置物料出口，在上半球形罐体的顶部设置物料进口和压力控制器；转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部，转动支撑轴中设置蒸汽或冷媒进口，蒸汽进口的一端与外接蒸汽管道连接，蒸汽进口的另一端与结晶器中的盘管相连接，结晶传热器下半部分，整合了温度传感器和压力传感器，结晶器上半部分是蒸汽传热器，蒸汽或冷媒通过盘管进行热交换后，尾气通过蒸汽出口流出，蒸汽出口设置在装置外壳的中心位置。所述结晶传热器包括结晶传热器本体、结晶传热器蒸汽进口，加热蒸汽进入后，通过进气口导入到结晶传热器内部的导热盘管进行热量的传递，同时结晶导热器的气体出口与蒸汽传热器链接，再通过管道联通到蒸汽出口-；所述结晶传热器蒸汽进口设于所述结晶传热器本体的底部，所述结晶传热器边框设于所述结晶传热器本体的外侧，所述结晶传热器温度压力检测器设于所述结晶传热器本体上。温度压力检测器为中心镂空的圆环形结构，数量若干，其可以对结晶过程中结晶溶液的温度进行实时检测，同时还可以在转动过程中检测结晶溶液的流体阻力。
7.所述的装置外壳中圆柱罐体其直径为50～500cm，高度为50～500cm，所述的下半球形罐体、上半球形罐直径与圆柱罐体的直径一致。
8.所述的物料出口为物料的总的出口，一端与外部管道相连，一端固定在下半球形罐体的底部中心位置。
9.所述的转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部中心位置，且起到固定和转动支撑结晶传热器的作用，且通过外部的控制能够推动结晶传热器的旋转运动。
10.所述的蒸汽进口设置在转动支撑轴内部，且转动支撑轴上设置结晶传热器，从而达到蒸汽或冷媒传输给结晶传热器，并且能够支撑和旋转结晶传热器。
11.所述的装置外壳的圆柱罐体内部设置四组结构相同的结晶传热器，且相邻的结晶传热器之间的夹角为45
°
；
12.所述结晶传热器包括结晶传热器本体、结晶传热器蒸汽进口；所述结晶传热器蒸汽进口设于所述结晶传热器本体的底部，所述结晶传热器边框设于所述结晶传热器本体的外侧，结晶传热器本体上设有若干的通孔，结晶传热器本体上设有若干温度传感器和压力检测器。圆饼形状的结晶传热器厚度为5～10mm，所述的半圆形圆饼结构的直径为圆柱罐体的直径95％，可以起到刮板的作用。
13.所述的结晶传热器温度压力检测器均匀的设置在结晶传热器本体上，结晶传热器温度压力检测器为中空圆形结构，其中空圆形直径为5～10mm，在中空圆形的中空结构边缘设置压力和温度的传感器，检测周围温度和压力以及阻力情况。
14.所述的结晶传热器边框为圆管结构，其主要为蒸汽传导以及固定结晶传热器。
15.所述的传热器转动台为圆环形平台，传热器转动台固定在装置外壳中圆柱罐体上，传热器转动台能够固定支撑结晶传热器边框和蒸汽传热器，且所述结晶传热器和所述蒸汽传热器在传热器转动台上转动。
16.所述的蒸汽传热器设置在传热器转动台上，通过与蒸汽管道与结晶传热器连接。
17.结晶料液加到该装置后，利用转动支撑轴带动结晶传热器转动，进行高效的热交换，通过温度传感器和流体阻力监控，进行结晶过程跟踪。大面积的转动结晶器，起到搅拌和刮板的作用，保障产品结晶的均匀性，减少晶垢或局部过度析晶给产品质量带来的负面影响，提高了结晶效率。
18.与现有技术相比，本技术的积极效果是：
19.集合式的结晶器，整合了控温，搅拌和刮板的功能，大大简化了结晶装置的结构，降低了设备成本，同时还提高了结晶效率。
20.通过预设温度的外置蒸汽或者冷媒的导入，能有效控制结晶料液的整体温度，在升降温速度，晶体孵化和晶体老化阶段都能实现有效控制。内置的温度传感器也能实时在线的反馈温度变化。
21.利用转动支撑轴带动结晶传热器转动，起到搅拌效果，加强了系统内的热交换，有助于实现快速降温或者程序性降温。特别是针对浓度大的结晶母料，能有效保持温度均匀性，避免局部温差过大的情况发生。
22.大面积的可转动结晶器，起到搅拌和刮板的作用，保障产品结晶的均匀性，减少晶垢或局部过度析晶给产品质量带来的负面影响，提高结晶效率。避免了常规结晶过程中由于料液流动性差，局部温度差异导致结晶以致结晶不均一，局部杂质富集的问题。
23.通过温度传感器和流体阻力监控，从而分析预判装置内的结晶情况，有助于控制结晶终点，从而指导排料等情况。同时可以有效预测和预判结晶的效率和产物的纯度，提高结晶过程的智能化水平。
24.压力控制器的引入，提高结晶操作的安全性，特别是针对一些需加热的低沸点结晶溶剂体系。
25.本实用新型的智能结晶装置用于活性成分的提取、萃取和结晶具有效率高，自动化智能性好，能够对物料的提取进行温度和压力的控制，效果显著。
附图说明
26.图1一种智能结晶纯化装置的结构示意图；
27.图2一种智能结晶纯化装置中结晶传热器的结构示意图；
28.其中，1为物料出口，2为转动支撑轴，3为蒸汽进口，4为结晶传热器，5为传热器转动台，6为蒸汽传热器，7为装置外壳，8为蒸汽出口，9为压力控制器，10为物料进口；401为结晶传热器蒸汽进口，402为通孔，403为结晶传热器边框。
具体实施方式
29.以下提供本实用新型一种智能结晶纯化装置的具体实施方式。
30.实施例1
31.请参见附图1和附图2，一种智能结晶纯化装置包含物料出口，转动支撑轴2，蒸汽进口3，结晶传热器4，传热器转动台5，蒸汽传热器6，装置外壳7，蒸汽出口8，压力控制器9和物料进口10；装置外壳7由圆柱罐体，下半球形罐体和上半球形罐体组份，下半球形罐体的底部设置物料出口1，在上半球形罐体的顶部设置物料进口和压力控制器；转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部，转动支撑轴中设置蒸汽进口，蒸汽进口的一端与外接蒸汽管道连接，蒸汽进口的另一端与结晶传热器连接，结晶传热器与蒸汽传热器连接，蒸汽传热器与蒸汽出口接连，蒸汽出口设置在装置外壳的中心位置。
32.所述的装置外壳中圆柱罐体其直径为500cm，高度为200cm，所述的下半球形罐体、上半球形罐直径与圆柱罐体的直径一致。
33.所述的物料出口为物料的总的出口，一端与外部管道相连，一端固定在下半球形罐体的底部中心位置。
34.所述的转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部中心位置，且起到固定和转动支撑结晶传热器的作用，且通过外部的控制能够推动结晶传热器的旋转运动。
35.所述的蒸汽进口设置在转动支撑轴内部，且转动支撑轴上设置结晶传热器，从而达到蒸汽传输给结晶传热器，并且能够支撑和旋转结晶传热器。
36.所述的装置外壳的圆柱罐体内部设置四组结构相同的结晶传热器，且相邻的结晶传热器之间的夹角为45
°
；
37.所述的结晶传热器4为半圆形圆饼结构，结晶传热器边框403设于所述结晶传热器本体的外侧，结晶传热器本体上设有若干的通孔402，结晶传热器本体上设有若干温度传感器和压力检测器，温度传感器和压力检测器设于通孔上或结晶传热器本体上，结晶传热器本体上还设有结晶传热器蒸汽进口401。圆饼形状的结晶传热器厚度为5mm，所述的半圆形
圆饼结构的直径为圆柱罐体的直径95％。
38.所述的结晶传热器温度压力检测器均匀的设置在结晶传热器本体上，结晶传热器温度压力检测器为中空圆形结构，其中空圆形直径为5mm，在中空圆形的中空结构边缘设置压力和温度的传感器，检测周围温度和压力以及阻力情况。
39.所述的结晶传热器边框为圆管结构，其主要为蒸汽或者冷媒传导以及固定结晶传热器。
40.所述的传热器转动台为圆环形平台，传热器转动台固定在装置外壳中圆柱罐体上，传热器转动台能够固定支撑结晶传热器边框的作用；
41.所述的蒸汽传热器设置在传热器转动台上，通过与蒸汽管道与结晶传热器连接。
42.本实用新型中的蒸汽传热器其本质上和结晶传热器是一体的，相当于一个大结晶板，下半部分整合了温度压力传感器，定义为结晶传热器。上半部分只是热量交换。有这一部分，可以增加传热面积。也可以缩减这一部分的面积比例，变成单一的结晶传感器。
43.利用转动支撑轴带动结晶传热器，从而实现结晶的动态过程，提高结晶面的有效接触时间和接触面积；利用压力对蒸汽的温度控制，从而提高结晶纯化的有效性和均匀度控制，避免了常规的结晶过程液体冷却介质流动性差，易产生局部温差，使结晶物杂质含量差异大的问题；同时利用半圆形结晶传热器的温度传感以及压力传感，可以对结晶过程中物料纯化和结晶过程进行控制，同时可以有效预测和预判结晶的效率和产物的纯度，提高结晶过程的智能化水平，避免产物结晶批次之间纯度以及杂质差异大等问题，提高结晶纯化的均匀性。
44.所述的智能结晶纯化装置对于药妆活性成分中使用的脂肪酸类，比如月桂酸、肉豆蔻酸、亚油酸。或者从药食同源食材中提炼出来的活性成分，如马齿苋抗炎组分等，具有良好的结晶纯化效果。目标物的纯度能提高到99％以上，产物批次的杂质含量差异小于1.0％。
45.实施例2
46.请参见附图1和附图2，一种智能结晶纯化装置包含物料出口，转动支撑轴，蒸汽进口，结晶传热器，传热器转动台，蒸汽传热器，装置外壳，蒸汽出口，压力控制器和物料进口；装置外壳由圆柱罐体，下半球形罐体和上半球形罐体组份，下半球形罐体的底部设置物料出口，在上半球形罐体的顶部设置物料进口和压力控制器；转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部，转动支撑轴中设置蒸汽进口，蒸汽进口的一端与外接蒸汽管道连接，蒸汽进口的另一端与结晶传热器连接，结晶传热器与蒸汽传热器连接，蒸汽传热器与蒸汽出口接连，蒸汽出口设置在装置外壳的中心位置。
47.所述的装置外壳中圆柱罐体其直径为50cm，高度为50cm，所述的下半球形罐体、上半球形罐直径与圆柱罐体的直径一致。
48.所述的物料出口为物料的总的出口，一端与外部管道相连，一端固定在下半球形罐体的底部中心位置。
49.所述的转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部中心位置，且起到固定和转动支撑结晶传热器的作用，且通过外部的控制能够推动结晶传热器的旋转运动。
50.所述的蒸汽进口设置在转动支撑轴内部，且转动支撑轴上设置结晶传热器，从而达到蒸汽传输为结晶传热器，并且能够支撑和旋转结晶传热器。
51.所述的装置外壳的圆柱罐体内部设置四组结构相同的结晶传热器，且相邻的结晶传热器之间的夹角为45
°
；
52.结晶传热器4包括结晶传热器本体、结晶传热器蒸汽进口；所述结晶传热器蒸汽进口设于所述结晶传热器本体的底部，所述结晶传热器边框设于所述结晶传热器本体的外侧，结晶传热器本体上设有若干的通孔，结晶传热器本体上设有若干温度传感器和压力传感器。
53.所述的结晶传热器为半圆形圆饼结构，结晶传热器包含结晶传热器蒸汽进口，结晶传热器温度压力检测器，结晶传热器边框；圆饼形状的结晶传热器厚度为10mm，所述的半圆形圆饼结构的直径为圆柱罐体的直径95％。
54.所述的结晶传热器温度压力检测器均匀的设置在结晶传热器本体上，结晶传热器温度压力检测器为中空圆形结构，其中空圆形直径为10mm，在中空圆形的中空结构边缘设置压力和温度的传感器，检测周围温度和压力以及阻力情况。
55.所述的结晶传热器边框为圆管结构，其主要为蒸汽传导以及固定结晶传热器。
56.所述的传热器转动台为圆环形平台，传热器转动台固定在装置外壳中圆柱罐体上，传热器转动台能够固定支撑结晶传热器边框的作用；
57.所述的蒸汽传热器设置在传热器转动台上，通过与蒸汽管道与结晶传热器连接。
58.利用转动支撑轴带动结晶传热器，从而实现结晶的动态过程，提高结晶面的有效接触时间和接触面积；利用压力对蒸汽的温度控制，从而提高结晶纯化的有效性和均匀度控制，避免了常规的结晶过程液体冷却介质流动性差，导致的局部温度差异，结晶物杂质含量差异大的问题；同时利用半圆形的结晶传热器的温度传感以及压力传感，可以对结晶过程中物料纯化和结晶过程进行控制，同时可以有效预测和预判结晶的效率和产物的纯度，提高结晶过程的智能化水平，避免产物结晶批次之间纯度以及杂质差异大等问题，提高结晶纯化的均匀性。
59.所述的智能结晶纯化装置对于特定维生素d类活性物质，具有良好的结晶纯化效果，产品纯度可达到99.9％，动态控温结晶器的存在，大幅提高结晶效率。
60.实施例3
61.请参见附图1和附图2，一种智能结晶纯化装置包含物料出口，转动支撑轴，蒸汽进口，结晶传热器，传热器转动台，蒸汽传热器，装置外壳，蒸汽出口，压力控制器和物料进口；装置外壳由圆柱罐体，下半球形罐体和上半球形罐体组份，下半球形罐体的底部设置物料出口，在上半球形罐体的顶部设置物料进口和压力控制器；转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部，转动支撑轴中设置蒸汽进口，蒸汽进口的一端与外接蒸汽管道连接，蒸汽进口的另一端与结晶传热器连接，结晶传热器与蒸汽传热器连接，蒸汽传热器与蒸汽出口接连，蒸汽出口设置在装置外壳的中心位置。
62.所述的装置外壳中圆柱罐体其直径为150cm，高度为100cm，所述的下半球形罐体、上半球形罐直径与圆柱罐体的直径一致。
63.所述的物料出口为物料的总的出口，一端与外部管道相连，一端固定在下半球形罐体的底部中心位置。
64.所述的转动支撑轴固定在下半球形罐体的底部中心位置，且起到固定和转动支撑结晶传热器的作用，且通过外部的控制能够推动结晶传热器的旋转运动。
65.所述的蒸汽进口设置在转动支撑轴内部，且转动支撑轴上设置结晶传热器，从而达到蒸汽传输给结晶传热器，并且能够支撑和旋转结晶传热器。
66.所述的装置外壳的圆柱罐体内部设置四组结构相同的结晶传热器，且相邻的结晶传热器之间的夹角为45
°
；
67.所述的结晶传热器为半圆形圆饼结构，结晶传热器包含结晶传热器蒸汽进口，结晶传热器温度压力检测器，结晶传热器边框；圆饼形状的结晶传热器厚度为7.5mm，所述的半圆形圆饼结构的直径为圆柱罐体的直径95％。
68.所述的结晶传热器温度压力检测器均匀的设置在结晶传热器本体上，结晶传热器温度压力检测器为中空圆形结构，其中空圆形直径为10mm，在中空圆形的中空结构边缘设置压力和温度的传感器，检测周围温度和压力以及阻力情况。
69.所述的结晶传热器边框为圆管结构，其主要为蒸汽传导以及固定结晶传热器。
70.所述的传热器转动台为圆环形平台，传热器转动台固定在装置外壳中圆柱罐体上，传热器转动台能够固定支撑结晶传热器边框的作用；
71.所述的蒸汽传热器设置在传热器转动台上，通过与蒸汽管道与结晶传热器连接。
72.所述的智能结晶纯化装置对于功能药妆活性成分中使用的脂肪酸类，比如月桂酸、肉豆蔻酸、亚油酸。或者从药食同源食材中提炼出来的活性成分，如马齿苋抗炎组分等，具有良好的结晶纯化效果。
73.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。