一种快速去除料液溶解氧的配液系统的制作方法

本技术属于医药制剂领域，涉及一种快速去除料液溶解氧的配液系统。

背景技术：

1、很多产品由于药物和辅料的特殊性，对溶解氧非常敏感，溶解氧可使具有还原性的药物或辅料发生氧化，从而产生有关物质或引发降解，导致产品ph显著下降，溶解氧越高，意味着产品越不稳定。常规除溶解氧方式有几种：加热法、化学试剂法、真空除氧法、超声法、曝气法等。加热法除溶解氧效果虽好，但对于绝大多数产品均不耐受，高温可引起热不稳定性药物和辅料降解，且gmp条件下安全系数不高。由于产品配方不可更改，因此化学试剂法也不适用于医药领域。真空除氧法虽然有效，长时间负压可使料液挥发，致使物料浓度发生改变，需要额外补加水至初始水平，过程可控性差。超声法造价高昂，需在gmp设备上安装大型超声设备，超声除氧效果较好，但超声可产生大量热量使料液升温，对温度敏感型药物不友好。

2、曝气法设备简单、成本低廉，是通过将惰性气体（通常为氮气）通入罐体内置换料液中的溶解氧，从而实现除氧的目的。现有技术中，曝气过程通常是简单地将氮气通过一根内伸管通入罐体内，大部分气体以大气泡形式溢出，置换气体与料液接触面积小，导致曝气除氧不充分。为满足除氧效果，只能通过增加进气量或者延长曝气时间，浪费资源与时间，除氧效率低下，除氧效果无法有效保证。

3、cn208943516u公开一种曝气除氧装置，是通过曝气环“多点式”打孔的方式，将单束气流分化成多个细气流，其原理为增加置换气体与料液的接触面积，提高除氧效率。根据其公开第一管路间隔设置多个通孔，可选的，竖直方向的第二管路间隔设置多个通孔，但无论第一管路或第二管路间隔设置的通孔，并不能实现每个通孔的通气量相等，本领域技术人员可知，接近进气管路（第二管路）一端气流量大，远离进气管路一端气流量小，故其第二管路的曝气环一半气流量大，另一半气流小；如可选的第二管路竖直方向上也设置有多个通孔，则第二管路的中下段及第一管路，尤其第一管路上远离第二管路的一端，气流流速过小，物料在罐内液内压力作用下易通过通孔灌入管路内，该方案同样考虑到，并在说明书中进一步公开，在第一管路的下侧设置一排与上侧通孔一一对应的通孔，以使从上侧通孔灌入至第一管路内的物料能及时地从下侧通孔排除，防止积液，进而影响除氧曝气效果。实际上，第一管路内如气体流速过小，其接近罐内底部，所受料液对管路的压力大，灌入第一管路的物料并不能理想的通过下侧通孔及时排除，正相反罐内料液还可以通过下侧通孔继续灌入至该段管路内，并不能理想实现其说明书所述的均衡除氧效果并提高除氧效率。如加大进气端气流保障第一管路远端气流防止管内倒灌进入料液，则靠近进气端的多个管路通孔气流过大，易引起罐内料液的剧烈扰动，不利于不稳定料液的除氧，同样达不到均衡除氧效果。此外，其第一管路的曝气环半径为罐内容纳腔的70~80%，通常人孔直径不超过罐盖内径的50%，故该装置的曝气环无法取出罐体，为一体式曝气装置，只能在线清洗，顶部喷淋球不易覆盖。

4、cn212864297u公开一种实验室用无氧水制备装置，其本质仍是通过一根进气管伸到液面底部，通过控制进气流量和曝气时间，获得无氧水，其并未通过数据证明其除氧效果。而该种方式获得的“无氧水”，经过实际制备验证证实，实际仍有不少氧气残留。

5、现有技术不能有效解决传统曝气管曝气不均匀的技术问题，通过曝气管通孔的置换气体直线式气流进入料液中直线上升，其喷出的置换气体气流很快与料液脱离，与料液难以混合充分且均匀。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决背景技术中提出的现有药剂制备过程中料液除氧技术不能有效解决传统曝气管曝气不均匀，且曝气效率较低的技术问题，提供一种快速去除料液溶解氧的配液系统，适用于gmp条件下反应釜的快速除氧配液装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的一种技术方案是：一种快速去除料液溶解氧的配液系统，包括配液罐，配液罐顶端设有配液进口，配液罐底端设有配液出口，所述配液罐顶面设有进气管和排气管，进气管连接压力源，所述配液罐罐体内的液位下方设置有喷嘴组件，喷嘴组件上侧设有一个与进气管相连的喷嘴进气口、一个喷嘴进液口，喷嘴组件的下侧设置有喷嘴出口。

3、本方案的整体工作过程如下：配液罐自动采水，搅拌开启状态下，投入待溶解物料，物料溶解过程中或物料溶解后进气曝气，此时打开配液罐呼吸器，打开惰性气体气源，使惰性气体通过进气管在喷嘴内雾化、分散，以发散形式喷入1/2液面高度以下，在虹吸作用下，进液口不断吸取罐内料液通过喷嘴形成气液混合物，高度分散在料液中，实现残氧的替换，待罐内探头监测溶解氧符合要求后，停止曝气环节，根据配液罐重量进行定重补水，水由补液罐提供，当水挥发量可忽略不计时，可不进行补液。所述喷嘴组件为自吸式喷嘴，有效保证料液与置换气体通过喷嘴处汇聚，并由喷嘴出口混合朝下喷出。所述喷嘴组件分散效果受进气压力所控制，上游进气管可提供可控的压力源，优选压力为0.5~6bar，进一步优选为1~3bar。

4、作为优选，所述喷嘴组件在配液罐罐体内设置一个或多个，所述进气管与喷嘴组件数量相同并一一对应设置。配液罐罐盖可设置预留多个进气管接口。喷嘴组件可以设置多个，但喷嘴组件数量为多个时，喷嘴组件优选呈中心对称分布，中心点位于配液罐中轴线。喷嘴组件数量可根据配液罐体积进行调整，优选所述配液罐容量为5kg~2000kg，应配备的喷嘴组件数量为1~5个。

5、作为优选，所述喷嘴组件为多个时，各喷嘴组件在配液罐顶部环向均匀布置。

6、作为优选，所述喷嘴出口采用雾化喷嘴，喷嘴出口呈圆锥形或扇形扩散喷射。喷嘴组件底部的喷嘴出口可通过商购获得，不同类型的虹吸空气雾化喷嘴均可作为喷嘴出口用于本装置中；在本方案中虹吸空气雾化喷嘴，优选广角圆形喷嘴、外混扇形喷嘴，其喷出角度可达60~70°，覆盖面积广。由于气体密度比液体轻，故喷嘴内的置换气体与料液混合通过喷嘴出口向罐底方向的料液中呈扩散性气雾或数条气流形式喷出；优选气雾形式喷出，即在料液中呈微小气泡形式。

7、作为优选，所述喷嘴进液口和喷嘴出口均位于配液罐内的液位下方，所述喷嘴进液口位于液位高度的1/2以上，喷嘴出口位于液位高度的1/2以下。喷嘴出口的高度设置可调节，以满足不同液位需求。当调节喷嘴出口位于料液高度1/2以下时，可以将高度分散的气泡或气流充入罐内下部料液中，并由罐底向上逐渐溢出，有效保障与料液的均匀混合并充分置换罐内料液的溶解氧。搅拌不开启时，上层料液溶解氧高于下层料液，当喷嘴进液口位于料液高度1/2以上时，可加速替换上层料液内的溶解氧，在喷嘴气流作用下，进入喷嘴内部的料液可以快速进行气体置换。开启搅拌可使上述过程更加均匀，除溶解氧过程中，应使配液罐搅拌浆保持开启状态，优选搅拌转速50~500rpm。

8、作为优选，所述排气管外接有罐体呼吸器。进气管、排气管位于配液罐罐盖上，排气管外接呼吸器，可及时排除罐内气体。

9、作为优选，所述配液罐的底壁在配液出口侧方设置有搅拌桨。

10、作为优选，所述配液罐的底壁或侧壁设置有残氧探头和温度传感器。

11、作为优选，所述配液罐的外部架设在罐体夹套中，罐体夹套内设有可循环的控温介质，罐体夹套的外部架设在线称重系统上。配液罐配备在线称重系统，配液罐与上游设备通过软管相连接，在曝气后，当因为水分挥发造成料液重量损失时，可根据在线称重系统控制补液，补液罐内置除溶解氧后的水。

12、作为优选，所述进气管位于配液罐外部的一端设置有压力传感器。进气管上游连接压力源，通过压力传感器可反馈调节进气压力。

13、本方案的配液装置，适用于gmp车间药液溶解氧的去除，简单易操作，除氧效率高，仅在30min时间内可将溶解氧去除至极低水平（＜500ppb），在优选条件下可在15min时间内可将溶解氧去除至极低水平（＜100ppb）。该范围溶解氧可基本满足制药行业药液稳定性需求。

14、本实用新型有益效果如下：

15、1、通过本实用新型设置有喷嘴进液口的喷嘴组件通过在罐内料液与置换气体的二次气液混合实现气体置换功能，通过增加喷嘴供气压力，即通过进气管压力控制置换气体进入喷嘴喷出时，开创性的使用特定的进液口管路以及三通式喷嘴组件，巧妙的实现在喷嘴组件虹吸作用下，吸入喷嘴组件内部的料液可以与置换气体先在喷嘴组件内第一次充分混合进行气体置换，喷嘴组件内形成的气液混合料液，气液混合料液不同于现有技术曝气管不均匀的单一置换气体气流，经喷出后呈扩散性的气液流或气液雾状，显著提升在罐内料液中进行第二次充分均匀混合置换料液中的氧，显著提升曝气效果。

16、2、进气管连接喷嘴组件结构简单，可经罐盖多点设置，适用于处理料液量几十公斤至几吨，喷嘴数量可根据覆盖料液的处理量进行增减，调整至理想的喷嘴数量，操作极为简单。

17、3、提高罐内料液持续稳定的曝气效果，有效解决现有技术曝气管多点设置通孔仍然与料液混合不均匀不理想，曝气效率低的技术问题。4、同时还解决了改进的现有技术中，多管路组成的曝气管其远端通孔易渗入料液显著影响曝气效果的弊端，突破常规的在喷嘴组件上设置进液口和进液管，通过虹吸作用吸入料液，反而显著提升曝气效果。

18、5、通过本实用新型，可根据料液处理量增减进气管及喷嘴单元，适合小批量及工业化生产的应用，优选理想实现5kg~2000kg罐内容量的料液处理，且曝气效率显著提升，除氧时间不超过30min，优选不超过15min，曝气效果显著提高，除氧后溶解氧残留＜500ppb，优选可达到＜100ppb。

19、6、本实用新型装置也可通过串联或并联的方式多个连接，进一步显著提升料液处理量，提高除氧效率，进一步降低料液的溶解氧残留。