一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置

摘要

本发明涉及一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置，包括罐体、搅拌机构以及分散盘，搅拌机构以及分散盘均设置于罐体的内部，搅拌机构包括搅拌框以及搅拌件，搅拌框包括第一内壁面以及第二内壁面，第一内壁面与第二内壁面相对设置，位于第一内壁面上的搅拌件的端部由顶端到底端逐渐靠近第一内壁面，位于第二内壁面上的搅拌件的端部由顶端到底端逐渐远离第二内壁面，分散盘包括搅拌传动轴以及分散片，搅拌传动轴竖直设置，分散片间隔地设置于搅拌传动轴上。本发明能够同步实现粘性溶液的配液以及消泡，并提高消泡效率。

权利要求

1.一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，包括罐体、搅拌机构以及分散盘，所述搅拌机构以及所述分散盘均设置于所述罐体的内部，所述搅拌机构包括搅拌框以及搅拌件，所述搅拌框包括第一内壁面以及第二内壁面，所述第一内壁面与所述第二内壁面相对设置，位于所述第一内壁面上的所述搅拌件的端部由顶端到底端逐渐靠近所述第一内壁面，位于所述第二内壁面上的所述搅拌件的端部由顶端到底端逐渐远离所述第二内壁面，所述分散盘包括搅拌传动轴以及分散片，所述搅拌传动轴竖直设置，所述分散片间隔地设置于所述搅拌传动轴上，所述罐体的上盖还具有抽真空口，用于对所述罐体内部抽真空。

2.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，在所述搅拌框的外壁面上设置有多个刮壁片，所述刮壁片与所述罐体的内壁面抵压接触。

3.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述搅拌件竖直设置。

4.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述搅拌传动轴与所述搅拌框的对称轴重合。

5.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述罐体的外壁面上设置有夹套，用于加热或冷却所述罐体。

6.根据权利要求3所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述搅拌件为搅拌刀片，所述搅拌刀片的刀刃部的倾斜范围为5‑45°。

7.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述罐体的上盖开设有用于加液体料的第一接口以及用于加固体料的第二接口。

8.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述罐体的上盖还开设有用于输入压缩空气的第三接口。

9.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述罐体的底部开设有出料口。

10.根据权利要求1所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，其特征在于，所述罐体的上盖还设置有用于输入纯蒸汽的第四接口、温度探头以及压力探头。

11.一种用于粘性溶液的制备以及消泡方法，其特征在于，利用根据权利要求1至10中任一项所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置，所述方法包括启动搅拌机构以及分散盘，以驱动位于搅拌框的第一内壁面以及第二内壁面上的搅拌件转动，以使得粘性混合体系中形成多中心且方向相反的涡旋，同时整体翻动混合体系，将位于混合体系底部的气泡不断向上递送；通过抽真空口，向罐体内部抽真空。

说明书

一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置

技术领域

[0001] 本发明涉及粘性溶液制备技术领域，特别是涉及一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置。

背景技术

[0002] 在化工领域或生物医用领域中粘性溶液（如乳胶、油漆、水性色浆、发酵用培养基、医用巴布膏剂基质等）的生产过程中，为保证固体物料均匀分散并溶解在溶剂中，需要对溶液进行持续地机械搅拌，在这一过程中，体系内会产生大量气泡，这些气泡受到粘度阻力的限制，难以在短时间内以静置的方式通过浮力上升并破裂。

[0003] 为快速得到无泡且均一的粘性溶液，保证生产过程的连续性，通常需要采取一种或多种消泡措施。现有的快速消泡方法按原理可分为物理消泡法和化学消泡法，其中，化学消泡法需要向溶液中加入额外的表面活性剂，这增加了额外的配方调整及生产验证的负担，并且会给配方中引入有机杂质。物理消泡法通常采用加热法、超声法以及离心法实现，其中，加热会影响粘性溶液中某些成分的稳定性，适用面较窄；超声法受到溶液的粘度限制，难以使破裂的气泡凭自身浮力上浮，且耗能较高；离心法效率低，不利于连贯生产；真空法则会使气泡过度膨胀，影响设备正常运转。

[0004] 综上，粘性溶液的消泡过程十分复杂，现有技术对用于化工或生物医用粘性溶液的生产通常采用两个系统：配液系统以及消泡系统，其中，针对生物医用粘性溶液的生产还需配有灭菌系统，这种对粘性溶液的制备以及消泡分别采用配液系统以及消泡系统的处理方式无疑会产生更多的设备成本，在粘性溶液的转移过程中也会产生额外的用电成本、人力成本和时间成本。此外，针对生物医用粘性溶液，从配液到消泡，再到灭菌的转移过程中，面临着更多的污染风险。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置，以同步实现粘性溶液的配液以及消泡，并提高消泡效率。

[0006] 本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置，包括罐体、搅拌机构以及分散盘，所述搅拌机构以及所述分散盘均设置于所述罐体的内部，所述搅拌机构包括搅拌框以及搅拌件，所述搅拌框包括第一内壁面以及第二内壁面，所述第一内壁面与所述第二内壁面相对设置，位于所述第一内壁面上的所述搅拌件的端部由顶端到底端逐渐靠近所述第一内壁面，位于所述第二内壁面上的所述搅拌件的端部由顶端到底端逐渐远离所述第二内壁面，所述分散盘包括搅拌传动轴以及分散片，所述搅拌传动轴竖直设置，所述分散片间隔地设置于所述搅拌传动轴上。

[0007] 在一些实施方式中，在所述搅拌框的外壁面上设置有多个刮壁片，所述刮壁片与所述罐体的内壁面抵压接触。

[0008] 在一些实施方式中，所述搅拌件竖直设置。

[0009] 在一些实施方式中，所述搅拌传动轴与所述搅拌框的对称轴重合。

[0010] 在一些实施方式中，所述罐体的外壁面上设置有夹套，用于加热或冷却所述罐体。

[0011] 在一些实施方式中，所述搅拌件为搅拌刀片，所述搅拌刀片的刀刃部的倾斜范围为5‑45°。

[0012] 在一些实施方式中，所述罐体的上盖开设有用于加液体料的第一接口以及用于加固体料的第二接口。

[0013] 在一些实施方式中，所述罐体的上盖还开设有用于输入压缩空气的第三接口。

[0014] 在一些实施方式中，所述罐体的底部开设有出料口。

[0015] 在一些实施方式中，所述罐体的上盖还设置有用于输入纯蒸汽的第四接口、温度探头以及压力探头。

[0016] 本发明的有益效果至少包括：

[0017] 1、本发明通过使得搅拌机构以及分散盘均设置于罐体的内部，搅拌机构以及分散盘能够分别在驱动机构的驱动下在粘性溶液配液的过程中快速分散、溶胀和溶解粘性溶液。

[0018] 2、本发明还通过使得搅拌框包括第一内壁面以及第二内壁面且第一内壁面与第二内壁面相对设置、位于第一内壁面上的搅拌件的端部由顶端到底端逐渐靠近第一内壁面且位于第二内壁面上的搅拌件的端部由顶端到底端逐渐远离第二内壁面，能够使得粘性混合体系中形成多中心且方向相反的涡旋，大大增加了混合体系形成均质化粘性溶液的效率，还能够整体翻动混合体系，将位于混合体系底部的气泡不断向上递送；本发明通过分散盘包括搅拌传动轴以及分散片且搅拌传动轴竖直设置、分散片间隔地设置于搅拌传动轴上，使得位于底部的分散片带动溶液形成斡旋产生离心效果，而位于上部的分散片以及搅拌机构的搅拌件同时起到剪切破泡功能，从而使溶液不会因气泡涨大导致液面升高冲到罐体的顶部，使混合体系在均匀化的过程中实现同步且高效消泡。

[0019] 3、本发明所述罐体的外壁面上设置有夹套，用于加热罐体，在消泡过程中，能够结合热力消泡，进一步提高消泡效率。

[0020] 4、本发明通过夹套对罐体进行加热且通过第三接口向罐体的内部通入压缩空气，能够对粘性溶液进行高温高压灭菌。

[0021] 5、本发明通过在罐体的上盖设置抽真空口以用于对罐体抽真空，进一步提高消泡效率。

[0022] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0023] 图1示出了根据本发明的一个实施例的用于粘性溶液的制备以及消泡装置的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 为更进一步阐述本发明的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于粘性溶液的制备以及消泡装置的具体实施方式详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

[0025] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”以及其任何变形。“多个”指两个或两个以上。

[0026] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0027] 如图1所示，本发明所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置包括罐体1、搅拌机构2以及分散盘3，罐体1的内部为真空，搅拌机构2以及分散盘3设置于罐体1的内部，搅拌机构2具有搅拌框21、搅拌件22以及刮壁片23，搅拌框21被构造成框架结构，是由多个传动杆211首尾相连形成的框架，在一个或多个实施例中，搅拌框21被构造成对称结构。在沿搅拌框21的外壁面上固定设置有多个刮壁片23，刮壁片23与罐体1的内壁面抵压接触，用于将黏附在罐体1内壁的粘性物质刮下，使其参与体系的混合。在一个或多个实施例中，在搅拌框
21的两个相对而置的左右两个外壁面上均设置刮壁片23。搅拌件22被构造成片状或板状，竖直设置于搅拌框21的内壁面上，搅拌件22优选为搅拌刀片，搅拌刀片的远离搅拌框21的内壁面的一端为刀刃部。

[0028] 搅拌机构2还包括连接部24，连接部24设置于搅拌框21的顶部并与搅拌框21固定连接。具体地，位于搅拌框21的起始端的传动杆211与位于搅拌框21的终止端的传动杆211均与连接部24连接。

[0029] 在一个或多个实施例中，搅拌框21具有第一内壁面以及第二内壁面，第一内壁面与第二内壁面关于搅拌框21的对称轴对称，多个搅拌件22两两相对地设置于搅拌框21的第一内壁面以及第二内壁面上。位于搅拌框21的第一内壁面上的搅拌刀片的刀刃部由顶端到底端逐渐靠近第一内壁面，位于搅拌框21的第二内壁面上的搅拌刀片的刀刃部由顶端到底端逐渐远离第二内壁面。搅拌刀片的刀刃部的角度的倾斜范围为5‑45°。第一驱动机构（图中未示）通过连接部24与搅拌框21连接，用于驱动搅拌框21转动，搅拌框21进而带动搅拌件22以及刮壁片23转动。框架结构的搅拌框21以及搅拌件22采用不锈钢制成，刮壁片23采用聚四氟制成。

[0030] 分散盘3用于实现固体料和液体料混合，包括搅拌传动轴31以及分散片32，搅拌传动轴31竖直设置，分散片32间隔地设置于搅拌传动轴31上且搅拌传动轴31与分散片32垂直。在一个或多个实施例中，分散片32被构造成圆形，且分散片32的圆心位于搅拌传动轴31上。在一个或多个实施例中，分散片32的数量可以为2‑5个。第二驱动机构（图中未示）与搅拌传动轴31连接，用以驱动搅拌传动轴31转动，搅拌传动轴31进而带动各个分散片32转动。

[0031] 本发明所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置通过使得搅拌机构2以及分散盘3均设置于罐体1的内部，搅拌机构2以及分散盘3能够分别在驱动机构的驱动下在粘性溶液配液的过程中快速分散、溶胀和溶解粘性溶液。

[0032] 本发明还通过使得搅拌框21包括第一内壁面以及第二内壁面且第一内壁面与第二内壁面相对设置、位于第一内壁面上的搅拌件22的端部由顶端到底端逐渐靠近第一内壁面且位于第二内壁面上的搅拌件22的端部由顶端到底端逐渐远离第二内壁面、能够使得粘性混合体系中形成多中心且方向相反的涡旋，大大增加了混合体系形成均质化粘性溶液的效率，还能够整体翻动混合体系，将位于混合体系底部的气泡不断向上递送，又通过分散盘3包括搅拌传动轴31以及分散片32且搅拌传动轴31竖直设置、分散片32间隔地设置于搅拌传动轴31上，使得位于底部的分散片32带动溶液形成斡旋产生离心效果，而位于上部的分散片32以及搅拌机构2的搅拌件22同时起到剪切破泡功能，从而使溶液不会因气泡涨大导致液面升高冲到罐体1的顶部，使混合体系在均匀化的过程中实现同步且高效消泡。

[0033] 在一个或多个实施例中，搅拌传动轴31与搅拌框21的对称轴重合。罐体1的顶部设置有上盖（图中未示），连接部24穿过罐体1的上盖的中心，并连接至第一驱动机构，第一驱动机构可以为驱动电机。搅拌传动轴31的顶部也穿过连接部24以及罐体1的上盖的中心，并连接至第二驱动机构。在一个或多个实施例中，搅拌机构2的转速为10‑500rpm。分散盘3的转速为2000‑8000rpm。

[0034] 在一个或多个实施例中，罐体1的上盖开设有用于加液体料的第一接口11以及用于加固体料的第二接口12。

[0035] 在一个或多个实施例中，罐体1的上盖还开设有用于输入压缩空气的第三接口13。在罐体1中通入压缩空气，能够将制备完成的高粘度溶液加压挤出。

[0036] 在一个或多个实施例中，罐体1的外壁面上设置有夹套18。在生产具有高温稳定性的粘性溶液时，可通过在夹套18中通入热水或者工业蒸汽对罐体1进行加热，从而进一步减小粘性溶液的粘度，缩短配液和消泡所用时间。在生产需要低温配制的粘性溶液时，可通过在夹套18中通入常温自来水或者工艺冷却水，以对物料进行降温。

[0037] 在一个或多个实施例中，罐体1的上盖还设置有用于输入纯蒸汽的第四接口14、温度探头以及压力探头。通过夹套18对罐体1加热并通过第四接口14向罐体1的内部输入纯蒸汽可对粘性溶液进行巴氏灭菌。通过夹套18对罐体1加热且通过第三接口13向罐体1的内部输入压缩空气，可对粘性溶液进行高温高压灭菌。通过压力探头和温度探头，可对罐体1内部的溶液进行灭菌过程的条件监控。

[0038] 在一个或多个实施例中，罐体1的外壁上还设置有观察窗15，用于监视粘性溶液的生产过程。

[0039] 在一个或多个实施例中，罐体1的上盖还设置有喷淋头19，可用于清洗罐体1。

[0040] 在一个或多个实施例中，罐体1的底部开设有出料口16。罐体1的上盖还具有抽真空口17，用于对罐体1内部抽真空。

[0041] 示例地，本发明所述的用于粘性溶液制备装置的溶液配制、灭菌和消泡的实现方法为：

[0042] S1、对罐体1灭菌。关闭所有接口以将罐体1密封，开启第四接口14，以将纯蒸汽通入罐体1中，对罐体1进行蒸汽灭菌。需要进一步说明的是，在该步骤中，可同步开启第三接口13，对罐体1进行高压蒸汽灭菌。

[0043] S2、配制溶液。将用于粘性溶液配液的溶剂如纯水、生理盐水、试剂纯乙醇等通过第一接口11投入至罐体1中，并将粉料如药用辅料纤维素、油墨用颜料、稳定剂等通过第二接口12投入至罐体1中，关闭第一接口11以及第二接口12，以使罐体1封闭。启动分散盘3，搅拌10分钟后关闭分散盘3。开启搅拌机构2并搅拌10分钟。需要说明的是，在该步骤中，在对不具有热稳定性的粘性溶液进行搅拌配液时，可同步利用夹套18以对罐体1进行冷却。在对具有热稳定性的粘性溶液进行搅拌配液时，可利用开启夹套18以对罐体1进行加热，从而加速溶质的分散、溶胀和溶解过程。

[0044] S3、对罐体1内的溶液灭菌。通过夹套18以对罐体1进行加热，同时开启第三接口13，向罐体1的内部通入压缩空气以对罐体1内部进行加压，当内部温度达到121℃左右后维持当前温度和压力，根据预设程序进行自动泄压，并开启夹套18以对罐体1进行冷却，从而加速溶液降温过程。通过夹套18内热蒸汽和冷却水的混合输送，以实现罐体1内温度稳定在预设温度。需要说明的是，在该步骤中，罐体1内的温度也可被控制在100℃以下，以实现巴氏杀菌。对于没有消毒或灭菌要求的粘性溶液配制，可不实施该步骤。

[0045] S4、对粘性溶液消泡。开启抽真空口17、搅拌机构2以及分散盘3，对罐体1的内部持续搅拌并抽真空30分钟，当通过观察窗15观察到溶液内部无明显大气泡时，关闭分散盘3，搅拌机构2继续搅拌并伴随抽真空。需要说明的是，在该步骤中，对于具有热稳定性的粘性溶液，可同步开启夹套18以对罐体1加热，从而能够加速消泡过程。

[0046] S5、粘性溶液出料。关闭抽真空口17，当罐体1内的压力达到大气压力时，开启第三接口13以及出料口16，通过压缩空气将粘性溶液挤出。

[0047] S6、罐体1清洗。关闭除第一接口11外的其他各个接口，通过第一接口11向罐体1内投入清洗用液体（如试剂纯乙醇、纯化水或含有表面活性剂的水溶液）。开启搅拌机构2以及开启分散盘3进行持续搅拌10分钟后，关闭第一接口11、搅拌机构2以及分散盘3，并开启第三接口13和出料口16，通过压缩空气将清洗溶液挤出。需要说明的是，步骤S6可重复多次，直至完成罐体1被彻底清洗干净。在清洗过程中，还可同步利用夹套18，以通过加温实现快速清洗。

[0048] 需要说明的是，在上述S2、S4以及S6步骤中，分散盘3的转速范围为2000rpm至8000rpm，搅拌机构2的转速范围为10rpm至500rpm。

[0049] 本发明所述的用于粘性溶液的制备以及消泡装置可全方位整合粘性溶液生产过程中的配液、消泡、灭菌、装置的自清洗和灭菌，具有结构简单、操作简便、适用面广以及成本低廉等优点，在生产中可有效降低生产成本，达到低碳环保的目的。

[0050] 提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。