SCF-PD-100型超臨界結晶制藥設備

主要技術參數

 該裝置主要完成兩個方面試驗工作：
一是連續操作的微細粒子的制備。主要工作過程是：CO₂泵將CO₂送到結晶的頂部，結晶器的壓力通過背壓閥進行控制。CO₂在進入泵前用冷卻器冷卻到0℃以下防止發生氣穴現象。結晶器安裝在空氣浴內，其溫度由控溫儀、加熱器和循環風扇來調切節，分離器安裝在結晶釜后，溫度由水浴循環實現控制。當系統穩定后，用平流高壓泵將溶液從貯瓶通過噴嘴進入結晶器。從噴嘴噴出的亞毫米級液滴分散在抗溶劑氣體構成的連續介質中，由于液滴的膨脹和蒸發結晶析出溶質微粒。在結晶器內設有玻璃筒和金屬過濾板，用來收集微粒。在結晶釜內實現部分造粒之后，CO₂與大部分液體的混合物離開結晶器，通過霧狀噴嘴進入*級分離器內并降壓，由于壓力的急劇下降，在這一過程中溶液在瞬時達到超飽和，從而析出細微溶質顆粒。之后，CO₂與溶劑混合物進入第二級分離器并減壓，實現CO₂與溶劑的分離，而后，兩者再分別循環利用。當收集到足夠的微粒后，停止溶液供應，而繼續通入CO₂，在結晶器內用CO₂除去微粒上的殘余溶劑。
二是對部分高聚物溶解能力的考查。主要工作過程是：將*級分離器與結晶釜間的閥門關閉，將高聚物溶化或溶解后通過高壓平流泵打入結晶釜，或直接將高聚特添加到結晶釜內，然后加入CO₂過到某一設定壓力，壓力由壓力表讀出，為確保安全需將背壓閥調整到結晶極限壓力以下，通過視窗觀察CO₂的溶解能力及其溶液的穩定性。觀察完成后，通過外接噴嘴將溶液直接噴出結晶釜外，觀物質的形態及特性變化。根據所溶解物質的不同，有兩種外接噴嘴：一種是單孔的尖嘴，孔徑1個毫米；另一種是霧狀的多孔噴嘴，孔徑為0.1個毫米。
一 設備要求概述：
設備是一臺實驗室規模的超臨界流體（SCF）結晶制藥設備，研制化學藥及生物藥的納米-微米級粉體及新型DDS制劑。設備采用超臨界流體抗溶劑結晶技術，基本模式包括SAS法和SEDS法。
基本要求：設計合理，安全可靠，操作簡捷，運行穩定，計量準確，維修方便，操作工藝流程顯示一目了然。售后服務及時，質量保證三年。
二 技術參數要求：
● zui高工作壓力30±0.1MPa
● zui高工作溫度：100±1℃
● 液體CO₂流量：0.1-60±01ml /min，30±0.1MPa，穩定性好，有流量顯示，采用恒壓恒速泵，CO₂ 不回收。
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->CO₂低溫浴槽提供 -5±01 ^。C的制冷能力。
● 藥液泵及溶劑泵流量10±0.01ml/min，30 MPa，低流量平穩精確。
● 噴嘴內徑為100/200/400/800/1000微米可換，用于SAS及SEDS方式。
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->結晶釜容積為25/50毫升及100/200毫升兩組，內表面光滑（鏡面），每組釜體共用一對釜蓋和釜底，釜蓋采用螺口式快開結構，快速手緊密封型接頭。結晶釜底部設燒結濾板，微孔間隙0.5微米。
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->采用TESCOM背壓閥。
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->氣液分離釜具有溫度控制，控溫范圍：室溫―50±1℃。
● 所有材料符合和中國的制藥設備標準，采用316L不銹鋼，密封件采用 P.T.F.E ，EPDM或藥監局批準的材料。
● 提供主要節點壓力，溫度，流量及電控信息顯示
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->具有手動控制、儀表顯示及微機控制顯示、記錄過程數據雙重功能
<!--[if !supportLists]-->●  <!--[endif]-->機箱操作工藝流程顯示面板前有操作平臺，臺面裝有臺鉗，便于釜體的拆卸，液體CO₂鋼瓶有垂直放置保護架。
一、組成裝置的各部件及技術指標
1、冷浴
型號：DC-1015，工作溫度：-5~100℃，精度：±0.1℃，工作槽容積：280×250×220mm，冷浴帶有外循環裝置，可用來冷卻CO₂泵的泵頭。
2、儲罐
型號：ZR-1型，工作壓力：16MPa，容積：1000ml，用來儲存液態CO₂，儲罐安裝在冷卻槽內。
3、冷凝管
在儲罐進、出口分別安裝有冷凝管，冷凝管采用Φ6×1mm高壓不銹鋼管繞制而成。用于冷卻CO₂，使其充分液化。
4、CO₂高壓泵
工作壓力：30MPa，流量可任意調節，zui大流量：50ml/min。該泵泵頭帶有冷卻裝置，與冷浴外循環回路連接，使泵頭始終處于低溫狀態，以便連續輸出CO₂。
泵的出口安裝一電接點壓力表，通過在表上設定壓力上限值可有效防止泵或系統過載。
5、壓力阻尼器
從CO₂高壓泵輸出的CO₂溫度很低，在進入結晶釜前先將其預熱，壓力阻尼器采用盤管方式。
6、恒溫箱
恒溫箱工作室尺寸：400×450×450mm，工作溫度：室溫~200℃，控制精度：±1℃，恒溫箱采用電加熱，熱風循環方式加熱，溫度由恒溫箱溫控儀設定并控制。恒溫箱內膽采用不銹鋼材料制作，耐高溫、防腐蝕。恒溫箱門上設玻璃視窗，內設照明燈，可方便視窗結晶器的觀察。
7、高壓結晶器
工作壓力：30MPa（100℃以下），容積：25ml、50ml、100ml、200ml。
結晶器底部安裝金屬過濾板，用來收集微粒。結晶器頂部安裝一噴嘴，噴嘴孔可以從幾個微米到幾十個微米不等，溶液從中間的一個噴嘴噴出，CO₂從周圍的4個噴嘴噴出，確保溶液與CO₂充分均勻混合。設計測溫、測壓儀表。
8、溶液泵
型號P230，工作壓力：40MPa，流量：0.01—10ml/min
9、背壓閥
在結晶器與分離器之間安裝背壓調節閥，用來控制結晶器壓力。
10、分離器
工作壓力：16MPa，容積：1000ml。采用電加熱方式。
溫度由分離器溫控儀設定并控制，分離器上安裝有壓力表，用于壓力測量。
11、管路流程采用Φ6×1mm不銹鋼管線連接。
二、基本工作原理
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該裝置主要完成兩個方面試驗工作：
一是連續操作的微細粒子的制備。主要工作過程是：CO₂泵將CO₂送到結晶的頂部，結晶器的壓力通過背壓閥進行控制。CO₂在進入泵前用冷卻器冷卻到0℃以下防止發生氣穴現象。結晶器安裝在空氣浴內，其溫度由控溫儀、加熱器和循環風扇來調切節，分離器安裝在結晶釜后，溫度由水浴循環實現控制。當系統穩定后，用平流高壓泵將溶液從貯瓶通過噴嘴進入結晶器。從噴嘴噴出的亞毫米級液滴分散在抗溶劑氣體構成的連續介質中，由于液滴的膨脹和蒸發結晶析出溶質微粒。在結晶器內設有玻璃筒和金屬過濾板，用來收集微粒。在結晶釜內實現部分造粒之后，CO₂與大部分液體的混合物離開結晶器，通過霧狀噴嘴進入*級分離器內并降壓，由于壓力的急劇下降，在這一過程中溶液在瞬時達到超飽和，從而析出細微溶質顆粒。之后，CO₂與溶劑混合物進入第二級分離器并減壓，實現CO₂與溶劑的分離，而后，兩者再分別循環利用。當收集到足夠的微粒后，停止溶液供應，而繼續通入CO₂，在結晶器內用CO₂除去微粒上的殘余溶劑。
二是對部分高聚物溶解能力的考查。主要工作過程是：將*級分離器與結晶釜間的閥門關閉，將高聚物溶化或溶解后通過高壓平流泵打入結晶釜，或直接將高聚特添加到結晶釜內，然后加入CO₂過到某一設定壓力，壓力由壓力表讀出，為確保安全需將背壓閥調整到結晶極限壓力以下，通過視窗觀察CO₂的溶解能力及其溶液的穩定性。觀察完成后，通過外接噴嘴將溶液直接噴出結晶釜外，觀物質的形態及特性變化。根據所溶解物質的不同，有兩種外接噴嘴：一種是單孔的尖嘴，孔徑1個毫米；另一種是霧狀的多孔噴嘴，孔徑為0.1個毫米。
三、安全注意事項
1、整套裝置必須有安全可靠的接地，以防漏電傷人。
2、各部件及管路流程有其安全的工作壓力，操作時切不可超過此壓力，尤其使用CO₂氣體時需要特別小心，防止高壓損壞設備，傷擊操作人員。
3、恒溫箱加熱時，風機開關一定要打開，以防熱量集聚，造成局部高溫，損壞設備。
4、冷浴、水浴內必須加足介質方可制冷或加熱，以防損壞設備。
5、設備用完后要及時清洗，以防銹蝕或堵塞管路。
四、操  作
1、在冷浴內注入酒精、水溶液。
2、打開冷浴制冷及循環開關。
3、開CO₂氣瓶閥，儲罐前截止閥，向儲罐充CO₂。
4、打開預熱器加熱開關，設定加熱溫度。
5、打開恒溫箱風機開關，加熱開關，設定加熱溫度。
6、打開分離器1、2加熱開關，設定加熱溫度。
7、當冷浴溫度降低到0℃左右時，開儲罐后閥，預熱器兩端閥門開CO₂泵，向結晶器注入CO₂。
8、當結晶器壓力到所需壓力時，調節結晶器后調壓閥，控制結晶器壓力。
9、此時分離器1壓力上升，到所需壓力時，調節分離器1后調壓閥，控制分離器1壓力。
10、此時分離器2壓力上升，到所需壓力時，調節分離器2后調壓閥，控制分離器2壓力。
分離器2后有2個調壓閥，一個調壓閥出口直接放空，一個循環至儲罐，可選擇使用。
選擇循環時，分離器2壓力必須大于儲罐壓力。
11、觀察結晶器，分離器壓力，當有變化時可作適當調節。
12、當壓力、溫度恒定后，用平流泵向結晶器內注入結晶溶液。
13、試驗結束時，先停CO₂泵，關預熱器、結晶器噴嘴、恒溫箱、分離器加熱開關，再關儲罐后閥門、分離器2后調節閥，開各放空閥放空。當溫度降至一定溫度，壓力為零時，打開結晶器或分離器取出結晶物質。