Тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей

1 Тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей, що містить фільтр, дисковий фільтр і тепловий блок, який має реактор з мішалкою і водяною сорочкою, продуктовий насос, продуктові трубопроводи з запірними клапанами та підключений до водяної сорочки реактора контур нагріву, що включає в себе водяний насос і нагрівач, який відрізняється тим, що пристрій наділений роторно-пульсаційним диспергатором, встановленим послідовно і СПІВВІСНО з дисковим фільтром, і принаймні одним додатковим тепловим блоком, з'єднаним зустрічно продуктовими трубопроводами з першим блоком, а виходи блоків з'єднані з їх входами через послідовно встановлені фільтр та дисковий фільтр з роторнопульсаційним диспергатором, при цьому теплові блоки додатково наділені контурами охолодження, підключеними до водяних сорочок реакторів через трубопроводи з запірними клапанами паралельно контурам нагріву 2 Тепломасообмінний пристрій за п 1, який відрізняється тим, що вхід дискового фільтра з'єднаний з виходом роторно-пульсаційного диспергатора байпасним трубопроводом з запірними клапанами О Винахід відноситься до тепломасообмінної техніки і може бути використаний переважно на підприємствах фармацевтичної промисловості для проведення тепломасообмінних процесів при виробництві м'яких комбінованих багатокомпонентних лікарських препаратів, таких як мазі, гелі, суспензії, суппозиторм, пасти, та ІНШІ, а також в харчовій, ХІМІЧНІЙ та інших галузях промисловості для виготовлення високодисперсних багатокомпонентних сумішей, в тому числі в'язких Відомо установки, які застосовуються на фармацевтичних підприємствах, для виробництва суспензійних мазей, що містять нагрівачі для плавлення мазевої основи (вазеліну) і парафіну, фільтри, насоси, реактор з сорочкою для розплавленого вазеліну, реактор для змішування компонентів з системою обігріву і мішалкою, диспергатор для здрібнення сухих компонентів, сито і ємкість з вагами для нього У реактор, що обігрівається, з включеною мішалкою до суміші вазеліну і парафіну невеликими порціями додають необхідні компоненти і після додавання усіх компонентів суміш перемішують до одержання одно рідної маси, яку за допомогою насосу подають в охолоджувач, після чого готову мазь направляють на фасовку /Тенцова А И , Грецкий В М Современные аспекты исследования и производства мазей - М Медицина 1960, С 68-72/ Цей процес приготування мазей в умовах виробництва є багатостадійним, з великою КІЛЬКІСТЮ окремих апаратів, в яких проводять стадії приготування мазей і які займають значні виробничі площі, що призводить до великих енергетичних витрат Крім того, кожна стадія приготування окремих компонентів є трудомісткою, екологічно шкідливою для обслуговуючого персоналу і пов'язана з великими матеріальними збитками сировини, що дає низьку продуктивність, ефективність і незадовільну якість готового продукту Відомо тепломасообмінний пристрій для диспергування і зміщування багатокомпонентних сумішей, наприклад таких як м'які лікарські форми, який містить реактор для перемішування компонентів з мішалкою та водяною сорочкою, фільтр, диспергатор, насоси, трубопроводи з запірною арматурою та блок керування /проспект о 49029 фірми "KINEMATIKA AG", Швейцарія, 1997/ Такий пристрій в деякій мірі дозволяє удосконалити технологічний процес виготовлення сумішей, знизити трудомісткість процесу, збільшити економічність і продуктивність пристрою та якість готового продукту Однак, наявність тільки одного реактора для перемішування компонентів не дозволяє виготовляти багатокомпонентні високов'язкі лікарські препарати В одному реакторі - змішувачі неможливо провести виготовлення наприклад таких сумішей, як гелі Все це знижує продуктивність і ефективність роботи пристрою, звужує функціональні можливості і галузі його застосування Частково ліквідує перелічені недоліки відомий пристрій для виготовлення лікарських препаратів, який є найбільш близьким технічним рішенням до винаходу, що заявляється, і який містить реактор для змішування компонентів з мішалкою і водяною сорочкою, фільтр, фільтрувальний блок, дисковий фільтр, збірник фільтрату з системою обігріву, нагрівач для нагріву води, продуктові і водяні насоси, трубопроводи з запірною арматурою Вихід реактора з'єднано трубопроводом з входом першого насоса, який з'єднаний з входом фільтрувального блоку, при цьому вихід першого насосу з'єднаний через трубопровід з входом збірника фільтрату і через фільтр - з іншим його входомТаке виконання пристрою для виготовлення лікарських препаратів дозволяє в деякій мірі підвищити його продуктивність за рахунок скорочення часу технологічного циклу /А с СССР № 1651904, МКИ А6І J 7/00, 1991/ Відомий пристрій для виготовлення лікарських препаратів має один реактор для змішування компонентів і не має органу для подрібнення твердих компонентів, тому він не може бути застосований для виготовлення різноструктурних багатокомпонентних сумішей, таких як гелі, мазі, суспензії, майонези, пасти і таке інше, що обмежує технологічні можливості пристрою галузі його застосування, приводить до збільшення оптимального часу обробки компонентів, внаслідок чого знижується продуктивність і ефективність роботи пристрою, а також якість готового продукту Задача винаходу - вдосконалення відомого тепломасообмінного пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей шляхом наділення його роторно-пульсаційним диспергатором, встановленим послідовно і СПІВВІСНО з дисковим фільтром, і принаймні одним додатковим тепловим блоком, що дає можливість досягти високої якості фільтрації, змішування, диспергацм та гомогенізації компонентів і таким чином розширити функціональні можливості і галузі застосування пристрою, забезпечити підвищення його продуктивності і ефективності, а також якості готового продукту Поставлена задача вирішується тим, що тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей, що містить фільтр, дисковий фільтр і тепловий блок, який має реактор з мішалкою і водяною сорочкою, продуктовий насос, продуктові трубопроводи з запірними клапа нами та підключений до водяної сорочки реактора контур нагріву, що включає в себе водяний насос і нагрівач, згідно з винаходом пристрій наділений роторно-пульсаційним диспергатором, встановленим послідовно і СПІВВІСНО З ДИСКОВИМ фільтром, принаймні одним додатковим тепловим блоком, з'єднаним зустрічно продуктовими трубопроводами з першим блоком, а виходи блоків, з'єднані з їх входами через послідовно встановлені фільтр та дисковий фільтр з роторнопульсаційним диспергатором, при цьому теплові блоки додатково наділені контурами охолодження, підключеними до водяних сорочок реакторів через трубопроводи з запірними клананами паралельно контурам нагріву Крім того, задача вирішується тим, що вхід дискового фільтру з'єднаний з виходом роторнопульсаційного диспергатора байпасним трубопроводом з запірними клапанами Наділення тепломасообмінного пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей роторно-пульсаційним диспергатором, встановленим послідовно і СПІВВІСНО з дисковим фільтром і принаймні одним додатковим тепловим блоком, з'єднаним зустрічно продуктовими трубопроводами з першим блоком, з'єднання виходів блоків з їх входами через послідовно встановлені фільтр та дисковий фільтр з роторнопульсаційним диспергатором, на відміну від прототипу дає можливість проводити в одному пристрої різні технологічні процеси, наприклад, такі, як плавлення речовин, нагрів, подрібнення, екстрагування, змішування, диспергування, гомогенізація, фільтрація, охолодження та їх одночасне суміщення, що дозволяє одержати ефект, який перевищує сумарний ефект окремих пристроїв Така сукупність суттєвих ознак розширює функціональні можливості тепломасообмінного пристрою, що заявляється, завдяки чому скорочується тривалість технологічного циклу, зменшується КІЛЬКІСТЬ обладнання, що застосовується для забезпечення процесу виготовлення різноструктурних багатокомпонентних сумішей Це дозволяє спростити конструкцію, підвищити продуктивність, економічність і ефективність роботи пристрою та якість готового продукту за рахунок одержання високої дисперсності суміші, а також розширити галузі його застосування Наприклад, цей пристрій можливо застосовувати в медицині для виготовлення м'яких багатокомпонентних лікарських форм, таких як мазі, гелі, суспензії суппозиторм в харчовій промисловості для виготовлення таких продуктів, як майонези, пасти, йогурти, та в інших галузях промисловості для одержання високодисперсних багатокомпонентних сумішей, в'язкість ЯКИХ підвищується під час технологічного процесу Обладнання теплових блоків додатково контурами охолодження, підключеними до водяних сорочок через трубопроводи з запірними клапанами паралельно контурам нагріву дозволяє за рахунок рециркуляції швидко підняти температуру води в водяних сорочках реакторів, а при потребі швидко відключити нагрівачі і провести охолодження водяних сорочок до температури, 49029 що задається, тобто в реакторах можливо проводити нагрів, охолодження термостатування суміші, що розширює функціональні можливості пристрою З'єднання входу дискового фільтру з виходом роторно-дульсаційного диспергатора байпасним трубопроводом з запірними клапанами забезпечує зручність роботи пристрою при заміні фільтрів, або, коли за технологічним процесом немає потреби в диспергацм і гомогенізації компонентів суміші, то и подають в реактори через байпасний трубопровід, обминаючи дисковий фільтр з роторно-пульсаційним диспергатором, що дозволяє підвищити економічність пристрою На фіг 1 показан дисковий фільтр з роторнопульсаційним диспергатором, на фіг 2 - схема тепломасообмінного пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей з двома тепловими блоками Тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей містить фільтр 1, дисковий фільтр 2, послідовно і СПІВВІСно з яким встановлено роторно-пульсаційний диспергатор 3, тепловий блок 4, який має реактор 5 з мішалкою 6 і водяною сорочкою 7, продуктовий насос 8, продуктові трубопроводи 9,10 з запірними клапанами 11,12 та підключений до водяної сорочки 7 контур нагріву реактора 5, що включає в себе водяний насос 13 і нагрівач 14 Пристрій наділений принаймні одним додатковим тепловим блоком 15, який має реактор 16 з мішалкою 17 і водяною сорочкою 18, продуктовий насос 19, продуктові трубопроводи 20,21 з запірними клапанами 22,23, контур нагріву реактора 16, що включає в себе водяний насос 24 і нагрівач 25 Додатковий тепловий блок 15 з'єднаний зустрічно продуктовими трубопроводами 26, 27 з першим блоком 4, при цьому виходи блоків 4,15 з'єднані з їх входами через послідовно встановлені фільтр 1 та дисковий фільтр 2 з роторнопульсаційним диспергатором 3 Теплові блоки 4 і 15 додатково наділені контурами 28,29 охолодження, підключеними до водяних сорочок 7,18 реакторів 5,16 через трубопроводи з запірними клапанами 30,31 та 32,33 паралельно контурам нагріву Вхід ДИСКОВОГО фільтру 2 з'єднаний з виходом роторно-пульсаційного диспергатора З байпасним трубопроводом 34 з запірними клапанами 35,36 Крім того, пристрій має також клапани 37,38 для вивантаження готового продукту з реакторів 5,16, переливні трубопроводи 39,40 та блок керування (на кресленні не показано) Працює тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей наступним чином В реактор 5 завантажуються тверді та рідкі компоненти, КІЛЬКІСТЬ яких може бути від 3 до 20, вмикається мішалка 6 яка працює згідно з регла ментом Одночасно в верхню частину водяної сорочки 7 через водяний насос 13 і нагрівач 14 подається нагріта вода, яка циркулюючи в сорочці, охолоджується і водяним насосом 13 відбирається з нижньої частини сорочки 7 і через нагрівач 14 знов подається в верхню частину сорочки За рахунок такої рециркуляції нагрітої веди підтримується стабільна температура в водяній сорочці 7 Після підігріву суміші компонентів в реакторі 5 до температури, яка задається за регламентом, продуктовим насосом 8 через продуктовий трубопровід 9 вода подається на фільтр 1, де провадиться груба фільтрація суміші, при цьому запірний клапан 11 відкритий, а запірні клапани 12 і 22 закриті Після грубої фільтрації у фільтрі 1 суміш подається на дисковий фільтр 2, в якому здійснюється тонка фільтрація суміші і початок її диспергацм, потім в роторнопульсаційний диспергатор 3, в якому суміш остаточно диспергується і гомогенізується Відкривається клапан 23 і тонкодисперсна суміш подається в реактор 16 з включеною мішалкою 17 Одночасно з цим відкривається запірний клапан 32 і в нижню частину водяної сорочки 18 реактора 16 надходить холодна вода, яка заповнює водяну сорочку 18 і по переливному трубопроводу 40 прямує на злив, охолоджуючи при цьому суміш в реакторі 16 до температури, що задається регламентом Після цього продуктовим насосом 19 через продуктовий трубопровід 20 і відкритий запірний клапан 38 готову високодисперсну суміш вивантажують з реактора 16 Контроль за температурами сумішей і води, часом роботи, ПОСЛІДОВНІСТЮ включення мішалок, дискового фільтру з роторно-пульсаційним диспергатором, насосів виконує система КВП І А В описаному прикладі теплові блоки 4 і 15 працювали послідовно за схемою нагрів - охолодження Втому випадку, коли при різних технологічних режимах необхідно змішати багато різноструктурних компонентів, тепломасообмінний пристрій має широкі можливості комутації блоків Таким чином, тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей, що заявляється, є універсальним багатофункціональним виробом, за допомогою якого можливо провадити плавлення речовин, диспергування, змішування, гомогенізацію, фільтрацію, екстрагування, нагрівання, охолодження, термостатування та ІНШІ технологічні операції для гідродинамічної обробки гетерогенних середовищ, використання якого в промисловості дозволяє збільшити продуктивність, скоротити тривалість технологічного циклу та КІЛЬКІСТЬ обладнання, що застосовується, і виробничих площ, а також дозволяє збільшити вихід діючих речовин і якість готового продукту 49029 Фіг. 1 39 6 5 7 12 2fi 23 21 і7 15 40 Фіг 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71