本發(fā)明涉及夾套式釜，具體為一種基于相變換熱的夾套式結(jié)晶釜。
背景技術(shù)：
1、自從上個世紀(jì)二十年代以來，藥物的晶型研究越來越獲得關(guān)注。晶型會影響溶解度、溶出速率和生物利用率等理化性質(zhì)，同種藥物的不同晶型可能有截然不同的藥物活性。因此在多晶型藥物的結(jié)晶過程中，針對藥物的多晶型篩選至關(guān)重要。對于亞穩(wěn)晶型為高藥用價值的藥物，在結(jié)晶工藝中需要針對亞穩(wěn)晶型進行篩選。由于最穩(wěn)定的晶型溶解度上的優(yōu)勢，藥物的結(jié)晶過程更難獲得亞穩(wěn)晶型，亞穩(wěn)晶型的篩選需要針對其理化性質(zhì)設(shè)計特定的結(jié)晶工藝，這往往需要特定的溶劑、降溫速率、溫度均勻性等工藝參數(shù)，這對結(jié)晶的設(shè)備提出了新的要求。
2、以甲基咪唑為例，甲苯咪唑又稱甲苯達唑，分子式為c16h13n3o3，是一種廣譜驅(qū)腸蟲藥，用于治療蟯蟲病、蛔蟲病、鞭蟲病等。甲苯咪唑有a，b，c三種晶型，其中c晶型因其相對良好的水溶性而成為醫(yī)學(xué)上廣泛使用的晶型。然而c晶型為亞穩(wěn)態(tài)晶型，常規(guī)的結(jié)晶方法很難得到高純度的c晶型晶體。在2-丙醇中降溫結(jié)晶是一種得到c晶型甲苯咪唑晶體的方法，通過改變降溫速率、結(jié)晶溫度等來改變得到的晶體形貌，過高的降溫速率以及物料內(nèi)部不均勻的溫度場會導(dǎo)致晶體粒徑分布不均，降溫速率小于3℃/h時能夠得到粒徑統(tǒng)一的c晶型甲苯咪唑晶體。
3、常規(guī)的結(jié)晶設(shè)備無法滿足甲苯咪唑結(jié)晶過程的降溫速率需求，同時物料內(nèi)部溫度的均勻性也難以滿足亞穩(wěn)態(tài)晶型的結(jié)晶要求。因此本發(fā)明基于熱管相變換熱原理，設(shè)計了一款利用工質(zhì)的蒸發(fā)冷凝過程進行傳熱，從而控制釜內(nèi)甲苯咪唑物料溫度的結(jié)晶裝置。該裝置能夠保證甲苯咪唑物料內(nèi)部溫度的統(tǒng)一，以及結(jié)晶溫度的勻速、緩慢下降，從而能夠使得甲苯咪唑晶體結(jié)晶得到亞穩(wěn)態(tài)晶型c的晶體。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對藥物亞穩(wěn)晶型的結(jié)晶過程，物料的內(nèi)部溫度均勻性以及結(jié)晶溫度的慢速勻速下降是至關(guān)重要的。本發(fā)明提供了一種基于相變換熱的釜設(shè)備，該結(jié)晶設(shè)備能夠在保證藥物結(jié)晶過程安全的基礎(chǔ)上，得到特定亞穩(wěn)晶型的藥物晶體。
2、為實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，包括釜體1和攪拌設(shè)備2，攪拌設(shè)備2由釜體1頂部插入釜體1；夾套3從外部包裹整個釜體1、并與釜體1共同形成換熱區(qū)域4，所述換熱區(qū)域4頂端位置設(shè)有冷卻盤管10，換熱區(qū)域4底端設(shè)有加熱盤管11，換熱區(qū)域4中填充工質(zhì)。換熱區(qū)域4內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器a107，用于監(jiān)控工質(zhì)的實時溫度。
4、進一步地，所述釜體1中設(shè)置攪拌槳9、溫度傳感器b110和擋板7，攪拌槳9用于對釜體主體5中的物料進行攪拌，溫度傳感器b110用于監(jiān)控反應(yīng)物料的實時溫度，擋板7設(shè)置于釜體主體5的內(nèi)壁上，呈軸對稱分布，用于增加物料的混合程度。
5、進一步地，所述的釜體1由筒體主體5和封頭6組成；所述的物料由調(diào)速電機8及其驅(qū)動的攪拌槳9進行攪拌混合。
6、進一步地，所述的冷卻盤管10兩端分別與設(shè)置在夾套3外壁面的冷媒進液口101、冷媒出液口102相連，加熱盤管11兩端分別與設(shè)置在夾套3外壁面的熱媒進液口103、熱媒出液口104相連。
7、進一步地，夾套3外壁上設(shè)置真空閥12，與換熱區(qū)域4連通，用于工質(zhì)填充以及抽真空操作；換熱區(qū)域設(shè)有壓力傳感器105和爆破片106，壓力傳感器105用于測量換熱區(qū)域4內(nèi)溫度；爆破片106在換熱區(qū)域4壓力高于0.3mpa時爆破，排出夾套內(nèi)壓力，防止夾套內(nèi)壓力過大，保證了設(shè)備運行安全。
8、進一步地，夾套3外壁設(shè)有盲孔13，斜插入換熱區(qū)域4中，用于安裝溫度傳感器a107。
9、進一步地，夾套3底部設(shè)置工質(zhì)排液口14。
10、進一步地，釜頂上設(shè)有觀察孔108和測溫孔109，測溫孔109用于設(shè)置溫度傳感器b110；物料排液口15設(shè)于封頭6底部。
11、進一步地，冷媒進液口101、冷媒出液口102位于夾套3外壁面上方，且水平并列排列，與外部冷媒循環(huán)通路連接；熱媒進液口103、出液口104水平并列排列與夾套3外壁面下方，與外部熱媒循環(huán)通路連接，外部冷媒循環(huán)通路由儲水槽和恒溫水浴槽組成，外部冷媒循環(huán)通路由制冷機和恒溫水浴槽組成，所述恒溫水浴槽由電加熱棒和離心泵組成，所述制冷機由壓縮機和離心泵組成。
12、一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜應(yīng)用于結(jié)晶等領(lǐng)域。
13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
14、(1)本發(fā)明在夾套中加入了冷卻盤管和加熱盤管，可以實現(xiàn)工質(zhì)在加熱盤管上蒸發(fā)及冷卻盤管上冷凝。同時，本設(shè)備工作時工質(zhì)蒸汽在釜體壁面上冷凝放熱，實現(xiàn)熱量高效精確的傳遞。并且工質(zhì)在釜體壁面上的相變過程保證了壁面溫度的高度均一，從而保證了物料內(nèi)溫度的均一性，使得物料以特定晶型結(jié)晶，且晶體粒徑統(tǒng)一。
15、(2)本發(fā)明同時向加熱盤管和冷卻盤管內(nèi)通入介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)釜內(nèi)物料溫度緩慢、勻速下降，在結(jié)晶領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。除此之外，本發(fā)明還可只對加熱盤管或冷卻盤管中通入介質(zhì)，以此實現(xiàn)對釜內(nèi)物料溫度上升或下降的的高效控制。只對加熱盤管內(nèi)通入熱媒時，本發(fā)明可用作融化鍋等；只對冷卻盤管融入冷媒時，本發(fā)明用作反應(yīng)釜等，由廣泛的應(yīng)用前景。
16、(3)本發(fā)明通過控制加熱盤管和冷卻盤管內(nèi)介質(zhì)的溫度和流量來控制換熱區(qū)域內(nèi)工質(zhì)溫度，從而間接控制釜內(nèi)物料的溫度，同時，當(dāng)加熱或冷卻過程中，工質(zhì)溫度超調(diào)時，可利用另一組盤管快速調(diào)節(jié)，而無需通過與物料及外界換熱緩慢控制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)釜內(nèi)物料溫度的高精度控制。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)最小0.3℃/h速率的升溫和降溫。
17、(4)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)釜內(nèi)物料內(nèi)部溫度的高度均一。換熱區(qū)域內(nèi)工質(zhì)通過釜體壁面上的冷凝放熱對釜內(nèi)物料傳熱，夾套內(nèi)工質(zhì)蒸汽均勻分布，因此工質(zhì)蒸汽在釜體外壁面的冷凝放熱過程也是均勻的。在0.3℃/h降溫速率下，壁面溫度最高點和最低點的溫差小于1℃。
1.一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，包括釜體(1)和攪拌設(shè)備(2)，攪拌設(shè)備(2)由釜體(1)頂部插入釜體(1)；夾套(3)從外部包裹整個釜體(1)、并與釜體(1)共同形成換熱區(qū)域(4)，所述換熱區(qū)域(4)頂端位置設(shè)有冷卻盤管(10)，換熱區(qū)域(4)底端設(shè)有加熱盤管(11)，換熱區(qū)域(4)中填充工質(zhì)；換熱區(qū)域(4)內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器a(107)，用于監(jiān)控工質(zhì)的實時溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，所述釜體(1)中設(shè)置攪拌槳(9)、溫度傳感器b(110)和擋板(7)，攪拌槳(9)用于對釜體主體(5)中的物料進行攪拌，溫度傳感器b(110)用于監(jiān)控反應(yīng)物料的實時溫度，擋板(7)設(shè)置于釜體主體(5)的內(nèi)壁上，呈軸對稱分布，用于增加物料的混合程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，所述的釜體(1)由筒體主體(5)和封頭(6)組成；所述的物料由調(diào)速電機(8)及其驅(qū)動的攪拌槳(9)進行攪拌混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，所述的冷卻盤管(10)兩端分別與設(shè)置在夾套(3)外壁面的冷媒進液口(101)、冷媒出液口(102)相連，加熱盤管(11)兩端分別與設(shè)置在夾套(3)外壁面的熱媒進液口(103)、熱媒出液口(104)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，夾套(3)外壁上設(shè)置真空閥(12)，與換熱區(qū)域(4)連通，用于工質(zhì)填充以及抽真空操作；換熱區(qū)域設(shè)有壓力傳感器(105)和爆破片(106)，壓力傳感器(105)用于測量換熱區(qū)域(4)內(nèi)溫度；爆破片(106)在換熱區(qū)域(4)壓力高于0.3mpa時爆破，排出夾套內(nèi)壓力，防止夾套內(nèi)壓力過大，保證了設(shè)備運行安全。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，夾套(3)外壁設(shè)有盲孔(13)，斜插入換熱區(qū)域(4)中，用于安裝溫度傳感器a(107)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，夾套(3)底部設(shè)置工質(zhì)排液口(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，釜頂上設(shè)有觀察孔(108)和測溫孔(109)，測溫孔(109)用于設(shè)置溫度傳感器b(110)；物料排液口(15)設(shè)于封頭(6)底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜，其特征在于，冷媒進液口(101)、冷媒出液口(102)位于夾套(3)外壁面上方，且水平并列排列，與外部冷媒循環(huán)通路連接；熱媒進液口(103)、出液口(104)水平并列排列與夾套(3)外壁面下方，與外部熱媒循環(huán)通路連接，外部冷媒循環(huán)通路由儲水槽和恒溫水浴槽組成，外部冷媒循環(huán)通路由制冷機和恒溫水浴槽組成，所述恒溫水浴槽由電加熱棒和離心泵組成，所述制冷機由壓縮機和離心泵組成。
10.權(quán)利要求1-9任一所述的一種基于熱管相變換熱的夾套式結(jié)晶釜的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于結(jié)晶等領(lǐng)域。