工业结晶技术

—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程主讲教师：杨亦文工学博士/教授，博导浙江大学化工系制药工程研究所E-mail:[e-mail]:13588738628(538628)2012.11—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization一、工业结晶概论Chapter1OverviewofIndustrialCrystallization•结晶在工业上的应用UtilizationofCrystallizationinIndustries•结晶产品的表征CharacterizationofCrystallineProducts•溶解度和过饱和度SolubilityandSupersaturation—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization二、成核Chapter2Nucleation•初级成核PrimaryNucleation•二次成核SecondaryNucleation•工业结晶器中的成核NucleationinIndustrialCrystallizers—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization三、晶体生长Chapter3CrystalGrowth•晶体生长过程ProcessInvolvedinGrowthofCrystals•总的晶体生长过程TheOverallCrystalGrowthProcess•总的晶体生长动力学TheOverallGrowthKinetics•生长弥散GrowthDispersion—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization四、粒数衡算概念Chapter4PopulationBalanceConcept•结晶系统数学模型MathematicalModelofCrystallizationsystems•粒数衡算PopulationBalance•通用粒数方程TheGeneralPopulationEquation•分布矩MomentsofTheDistribution•平均粒度AverageSizes•变异系数CoefficientofVariation—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization五、混合悬浮混合产品取出结晶器：一种理想方式Chapter5MixedSuspensionMixedProductRemovalCrystallizer-AnIdealizedConfiguration•混合悬浮混合产品取出概念MixedSuspensionMixedProductRemovalCrystallizerConcept•MSMPR方式的粒数衡算PopulationBalanceforTheMSMPRConfiguration•MSMPR结晶器的粒数密度分布－当晶体生长速度与粒径无关时PopulationDensityDistributionforMSMPRCrystallizer－SizeIndependentCrystalGrowthRate•MSMPR结晶器的粒数密度分布－当晶体生长速度与粒径有关时PopulationDensityDistributionforMSMPRCrystallizer－SizeDependentCrystalGrowthRate—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization六、粒数影响因素Chapter6PopulationFunctions•与MSMPR结晶方式的偏差DeviationsfromTheMSMPRCrystallizerConfiguration•分级Classification—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization七、结晶动力学的求取Chapter7DerivationofCrystallizationKinetics•纯粹结晶动力学的求取DerivationofPureCrystallizationKinetics•就外推得到的粒数密度数据的解释InterpretationPopulationDensityDataObtainedResortingtoExtrapolation•受粒数函数影响的结晶动力学的求取DerivationofCrystallizationKineticsfromDistributionsAffectedbyPopulationFunctions—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization八、结晶过程中的物理传递现象Chapter8PhysicalTransportPhenomenainCrystallization•均相液体的混合MixingofHomogeneousLiquids•固液悬浮物的混合MixingofSolid/LiquidSuspensions•固液悬浮物中的传质MassTransferinSolid/LiquidSuspensions•搅拌槽中的传热HeatTransferinAgitatedVessels—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization九、结晶系统的取样和分析Chapter9SamplingandAnalyzingCrystallizingSystems•液相样品的取样和分析SamplingandAnalyzingLiquidPhaseSamples•固相样品的取样和分析SamplingandAnalyzingSolidPhaseSamples—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十、结晶器设计中基本原理的应用Chapter10TheUseofFundamentalPrinciplesinCrystallizerDesign•1、物料衡算用于确定结晶器体积TheUseofMassBalancetoFormulateCrystallizationVolume•2、粒数衡算概念用于表征产品晶体粒度分布TheUseofThePopulationBalanceConcepttoCharacterizeProductCrystalSizeDistributions•3、工业结晶器中结晶动力学与操作条件的相互作用InteractionsBetweenCrystallizationKineticsandOperationConditionsinIndustrialCrystallizers•4、工业结晶过程中的技术问题TechnicalProblemsinIndustrialCrystallization—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十一、面向设计的结晶动力学：从小型实验取得的结晶动力学在结晶器设计上的应用•Chapter11DesignOrientedCrystallizationKineticsObtainedinSmallScaleExperimentsforCrystallizationDesign•1、取得面向设计的结晶动力学的标准过程Standardizedproceduretoderivedesignorientedcrystallizationkinetics•2、标准结晶动力学在结晶器设计中的应用TheUseofStandardCrystallizationKineticsinCrystallizerDesign•从小型实验取得的结晶动力学用于大型结晶器设计TheUseofCrystallizationKineticsObtainedinSmallScaleExperimentsforDesignofLargeCrystallizers—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十二、间歇结晶器设计Chapter12DesignofBatchCrystallizers•间歇结晶操作的概念ConceptofOperationinBatchCrystallization•间歇结晶的一个循环DescriptionofACycleinBatchCrystallization•间歇过程的结晶周期DescriptionofACrystallizationPeriodinABatchCycle•间歇与连续操作的比较ComparisonofBatchandContinuousOperation•不稳定粒数衡算TheUnsteadyStateNumberBalance•加晶种间歇结晶器设计：能量传递的最佳控制DesignofSeededBatchCrystallizersFeaturingonOptimalControlofEnergyTransfer—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十三、连续搅拌槽式结晶器设计Chapter13DesignofContinuousStirredTankCrystallizer•混合产品取出的连续全混结晶器的设计DesignofContinuousWellMixedCrystallizerswithMixedProductRemoval•强制内循环连续蒸发结晶器设计DesignofContinuousEvaporativeCrystallizerswithForcedInternalCirculation•细晶消除的全混结晶器设计DesignofWell-MixedCrystallizerswithFinesRemoval•分级产品取出的全混结晶器设计DesignofWell-MixedCrystallizerswithClassifiedProductRemoval•同时消除细晶和分级产品取出的全混结晶器设计DesignofWell-MixedCrystallizerswithSimultaneouslyOperativeFinesDestructionandClassifiedProductRemoval—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十四、强制循环蒸发结晶器设计Chapter14DesignofForcedCirculationEvaporativeCrystallizer•引言与工作原理IntroductionandPrinciplesofOperation•蒸发结晶衡算BalancesinEvaporativeCrystallization•固体分级SolidsClassification•与粒径有关的晶体生长速率SizeDependentGrowthRates•浓度推动力分布DistributionofConcentrationDrivingForce•液相流动模型LiquidPhaseFlowModel•推动力衡算DrivingForceBalances•区域停留时间SectionalResidenceTimes•拟粒径有关晶体生长速率估算EvaluationofPseudoSize-dependentGrowthRates•晶体粒径分布预测PredictionofCrystalSizeDistribution—工业结晶过程—浙江大学制药工程研究所工业结晶过程IndustrialCrystallization十五、晶浆处理：结晶器-离心机-干燥器系统分析Chapter15SlurryHandling:AnAnalysisofTheSystemCrysallizer-Centri