CN206372555U - 医药生产用多模式液相分离*** - Google Patents

Abstract

一种医药生产用多模式液相色谱层析分离***。本***设计可以同时处理两个分离柱进行分离操作。本设计可以采用连续的操作模式，也可以采用传统的批处理的操作模式。本***设计使用3个或以上的输入泵，在连续处理的模式下，加载通道对其中的一个分离柱进行连续的加载操作，分离通道对另外一个分离柱进行洗涤，洗脱，再生等等操作。同时在洗脱过程中，可以使用线性梯度和步进梯度功能。当达到预设的操作时间或是循环次数，两个分离柱进行换位操作，然后如此循环进行下一轮加载一洗涤洗脱再生。当采用传统的批处理模式，单个的分离柱或是串联在一起的两个分离柱进行，加载，洗涤，洗脱，再生等等来实现分离操作。

Description

医药生产用多模式液相分离***

技术领域

本发明涉及一种医药生产用多模式液相分离***。

背景技术

在当前快速发展的经济条件下，工业用液相色谱层析分离***的用途和涉及的领域越来越广泛。

传统的液相分离设备一般都是一台或几台输入泵组成的输入通道，一些控制阀门，一个液相分离柱，几个样品采集阀门，以及相关的仪器仪表组成。基本原理是工业控制器控制泵的运行，提供分离柱所需要的液体流量和压力，利用分离柱填料的物理化学属性，进行产品的分离，最后样品采集阀门在控制信号的控制下，来进行产品的收集以实现产品的分离。

传统的液相分离***，采用批处理的方式，典型的操作方式是，在一次分离之前，分离柱首先采取液体平衡操作，然后对需要分离的液体加载到分离柱，通过一系列的冲洗操作之后，***进行一次分离洗涤，然后对分离柱进行再生处理。需要再生处理的原因是在处理一批产品之后，分离柱的填料分离能力下降，出现色谱峰高降低，峰宽加大或出现肩峰，柱效下降等等，在这种情况下，对分离柱进行再生处理，使填料重新获取产品高效的分离能力。在对分离柱再生处理之后，再进行下一批次的平衡，产品加载，分离，再生步骤，如此循环。很明显的是，在分离柱的再生，平衡，加载这些预操作时，产品是没有进行分离的，这就相当于机器的停机下线时间。在这种情况之下，机器的停机时间越长，涉及的时间成本就越高，并且频繁间断的加载，冲洗，再生操作，也提高了产品生产的人工成本，也同时增加了潜在的人为操作错误。

发明内容

新设计的多模式液相分离设备，在传统的液相分离设备的基础上，采用两个分离柱的设计。一方面可以采用传统的批处理的操作模式，使用单一柱进行平衡，加载，分离，再生，完成一个批次的生产，如此循环操作，也可以是采取传统的批处理操作模式，但采取双柱顺联联接，这样就扩展了分离柱的分离容量。双柱顺联联接模式下，对分离柱进行平衡，加载，分离，再生，完成一个批次的生产，如此循环操作。也可以采取连续的操作模式。在对一个 分离柱进行产品分离的同时，对另一个分离柱进行加载等待模式，在第一个分离柱分离完毕之后，马上进行第二个分离柱的分离操作，然后对第一个分离柱进行加载操作，两个分离柱不断的换位，加载-分离，分离-加载，如此循环，实现连续的分离生产模式。

一种医药生产用液相色谱层析分离***，所述***将多个流体操作设备组件结合起来，并配套相对应的控制和监控显示软件，用于液体色谱层析分离，所述***主要的流程部件包括三个或以上的入料泵，两个分离柱，三个或以上的流量计，三个或以上的压力计，两个压力控制阀，两个混合器，UV，电导检测设备，在每个入料泵的入口，首先连接有一个空气检测计，用来检测泵入口的液体，以保证***在正常生产条件下没有空气进入，在泵的出口，连接接一个压力开关，以设置合理的压力上限来保护泵的运行，当压力大于设置的压力时，压力开关送出信号关闭泵的运行，以避免产生过高的压力，在压力开关之后，连接一个流量计，以PID的控制信号模式，反馈泵的运行，使泵提供指定的流量，在流量计之后，连接一个混合器，以充分混合从多个泵入口流入的液体，在混合器之后，连接一个压力控制阀，用来控制液体进入分离柱的压力，在压力控制阀之后连接一个空气检测计，用来检测液体中的空气气泡，当空气检测计检测到气泡时，可以送出信号停止程序的运行，或是转换阀门，使液体旁通过分离柱。在分离柱的前后两段连接有压力计，用来监控分离柱之前以及柱的压力差，在分离柱之后，接有温度，UV，电导以及pH计。

本设计的多模式液相分离***，由于采用了双分离柱设计，可以使用在多种操作模式下。本设计相对于传统的单分离柱的设备，增加了分离柱安装使用的灵活度：可以是单柱传统操作，也可以是双柱顺联传统操作。本设计相对于两台单分离柱设备，由于使用一台单分离设备的零件，减少了一半数量的泵和阀门，检测仪器仪表设备的投资。这种设计即保留了传统单柱分离设备的性能，又增加了单柱分离***所没有的连续操作模式。并且在这种连续操作的模式，机器运行在预先定制的配方下，可以进行连续的生产操作。这种设计减少了设备的投资，提高了机器的生产量，减少了人工的参与，提高了产品的自动化程度，也最终提高了药品的生产安全性。

附图说明

图1产品设计液体流向图

图2产品仪器仪表图

图3批处理单柱分离模式

图4A&4B批处理双柱操作模式

图5A&5B连续分离模式

图6通道泵A1和A2的3段线性梯度操作示意图

图7检测收集模式

图8可编程逻辑控制器(PLC)，本地PC，远程PC和输入/输出之间通信的示意图

产品的设计

本设计的多模式液相分离设备，在传统的液相分离设备的基础上，采用两个分离柱的设计。在批处理的模式下，可以是相同于传统的单一柱操作方式，也可以是双柱顺联联接，进行分离，再生，然后进行下一批次的处理。不同于传统的操作方式的是，也可以是连续操作方式。在连续的模式下，第一个分离柱在进行产品分离，再生的模式，另一个分离柱则工作在产品加载的模式。当第一个分离柱分离完毕，再生之后，与第二个分离柱进行换位，整个机器继续进行之前同样的分离再生操作步骤，如此循环。

产品设计的液体流向如附图图1所示，一个或多个入料泵组成的入料通道提供液体所需要的流量和压力。在批处理的模式下，液体混合之后，首先进入第一个分离柱A，在通过第一个分离柱A后，液体可以在分位阀流出，结束分离操作处理；或是液体流入第二个分离柱B，进行进一步的分离，然后通过分位阀门流出。在连续工作的模式下，一个通道的液体经过第一个分离柱A进行分离操作，另外一个通道的液体在另外一个通道B的作用下，对另外的一个分离柱B进行加载操作。当第一个分离柱分离完毕之后，两个分离柱在阀门的作用下，进行换位操作，然后继续之前的分离-加载操作。与分离柱链接是一个多通道的五位阀，液体可以是正常的洗涤方式-从分离柱的顶部流入，从分离柱底部流出，也可以分离柱再生-从分离柱的底部流入，从分离柱顶部流出，也可以是在清洗过程中旁通流过分离柱。

仪器仪表设计图

本设计所需要的仪器仪表如附图2所示。在每个入料泵的入口，首先连接有一个空气检测计，用来检测泵入口的液体，以保证***在正常生产条件下没有空气进入。在泵的出口，连接接一个压力开关，以设置合理的压力上限来保护泵的运行。当压力大于设置的压力时，压力开关送出信号关闭泵的运行，以避免产生过高的压力。在压力开关之后，连接一个流量计，以PID的控制信号模式，反馈泵的运行，使泵提供指定的流量。在流量计之后，连接一个混合器，以充分混合从多个泵入口流入的液体。在混合器之后，连接一个压力控制阀，用 来控制液体进入分离柱的压力。在压力控制阀之后连接一个空气检测计，用来检测液体中的空气气泡。当空气检测计检测到气泡时，可以送出信号停止程序的运行，或是转换阀门，使液体旁通过分离柱。在分离柱的前后两段连接有压力计，用来监控分离柱之前以及柱的压力差。在分离柱之后，接有温度，UV，电导以及pH计。其中UV用来作为检测分离信号，电导测量仪器可用来监控缓冲剂的浓度。

批处理单柱分离模式

批处理单柱分离模式下的液体流向如图3所示。从第一个通道的液体经过泵之后，流入分离柱，然后经过分位阀门，流出***。如果选择第二个分离柱处理，只需要转换几个相应的阀门，就可以让液体流入第二个分离柱来实现。同理，如果需要对分离柱进行反向操作，从分离柱底部流入，从分离柱顶部流出，也可以通过分离柱链接阀来实现。

批处理分离模式包括的基本操作步骤为：缓冲剂灌注，分离柱平衡，加载和洗涤，冲洗，洗涤，分离柱重生，清洗，存贮等等。

批处理双柱分离模式

批处理双柱分离模式下的液体流向如图4A所示。跟批处理单柱分离模式类似，从第一个通道的液体经过泵之后，流入分离柱。在流入第一个分离柱之后，不同于单柱分离模式的是，液体经过阀门的作用，流经第二个分离柱，然后再经过分位阀门，流出***。

如果需要把分离柱的流程位置进行交换，先进入第二个分离柱然后再进入第一个分离柱，可以通过阀门的来转换实现。分离柱换位操作之后的液体的流向示意图如4B所示。同理于批处理单柱分离模式，批处理双柱分离模式的基本操作步骤为：缓冲剂灌注，分离柱平衡，加载和洗涤，冲洗，洗涤，分离柱重生，清洗，存贮等等。

连续分离模式

连续分离模式下的液体流向如图5所示。图5A是对第一个分离柱进行分离操作，同时对第二个分离柱进行加载操作。当第一个分离柱分离操作完毕之后，分离柱进行换位操作，即对第二个分离柱进行分离操作，同时对第一个分离柱进行加载操作。液体流向示意图如图5B。通过图5A和5B的连续换位，实现***的连续运行。连续分离模式的基本操作步骤为： 分离柱启动预加载，通道加载和分离，通道同时加载，***停车加载，***停车分离。

在连续分离模式下，不同于单柱分离模式的是，***需要先进行启动预加载。然后进行通道加载/分离，***不停的继续循环，直至达到预选设定的时间或是循环次数。当停机条件满足之后，***会继续最后一次的加载分离操作，但使用不同的入料口，用来冲洗并保存设备。

梯度分离和分离柱检测方式

在每个流体的通道，都有两个或两个以上的泵。利用两个泵的相互操作，可以方便实现液体的线性梯度或是步进梯度操作。泵的实际操作输出示意如图6所示。

对于分离液体的检测，可以采用时间延迟或是UV的方式检测。当达到预先制定的时间，或是所制定的测试仪表的值达到预先设定的值时，分位阀将会打开，收集所需要的液体。对于单峰收集，打开一个分位阀收集峰面积下的液体，如示意图7所示。如果需要对单峰的液体进行不同分位的收集，在时间或是体积收集的条件下依次打开不同的分位阀即可。如果是多峰，则根据检测值依次打开不同的分位阀。

自动化操作

设备实现全自动化操作。预先编制好的程序运行在工业PLC中，根据调用程序来实现所需要的操作功能。可编程逻辑控制器(PLC)，人机交互界面***本地PC，远程PC和输入/输出之间通信如附图8所示。

7.1逻辑控制器程序：逻辑控制器(PLC)实现设备信息的计算，人机交互界面模块实现设备运行状态的监控和显示。PLC程序模块通过可编程逻辑控制器中通用的梯形逻辑进行编程。梯形逻辑程序主要是数据的位操作，数据值的计算，和字符串的操作。PLC控制器的稳定性和长时间无间断运行保障了所述***的可靠性。PLC模块的程序驻留在可编程逻辑控制器的存储器中，开机就可以直接运行，并且在断电的条件下不会丢失程序。

7.2人机交互界面***本地PC：工业级PC运行微软的视窗(windows)7操作***，操作人员通过在PC上输入控制参数来控制所述***的运行，所述***通过PC显示屏来反馈运行 的结果。可通过电缆线以因特网与外端的远程PC通信，通过远程控制程序或是VNC实现远程的***运行监控和操作。

7.3***警报：***的警报包括：流程设备空气压力低，无效的泵流程，泵出口压力过高，分离柱压力过高，分离柱前有空气等等。

7.4历史数据显示，分析和报告：通过选择所需要跟踪的批处理，选择所需要监控的数字/模拟设备的标签，这些信息直观地显示在以时间为横轴的PC软件界面中。

历史数据的分析包括数据的导入/导出：人机交互界面软件的导出功能将指定的批运行数据存储为Excel csv文件的格式，该数据包括时间轴信息和指定的数字/模拟变量；导出功能将指定的历史数据文件格式的文件读入软件中，然后这些数据直观地显示在以时间为横轴的PC软件界面中。

操作处理报告：批处理的报告的格式预先由用户设定，用户指定批处理报告的生成形式，excel或是PDF文件的格式，指定需要显示的数字/模拟信息，指定需要显示的报警信息状态，和指定批处理报告的批次ID或是时间间隔等等。批处理报告的生成可以设置为自动触发：例如时间触发或事件(监控设备的数值)触发，批处理报告还可以打印成独立的文件例如PDF格式或word格式或是以邮件的方式自动发送到指定目的地。

Claims (9)

1.一种医药生产用液相色谱层析分离***，所述***将多个流体操作设备组件结合起来，并配套相对应的控制和监控显示软件，用于液体色谱层析分离，所述***主要的流程部件包括三个或以上的入料泵，两个分离柱，三个或以上的流量计，三个或以上的压力计，两个压力控制阀，两个混合器，UV，电导检测设备，在每个入料泵的入口，首先连接有一个空气检测计，用来检测泵入口的液体，以保证***在正常生产条件下没有空气进入，在泵的出口，连接接一个压力开关，以设置合理的压力上限来保护泵的运行，当压力大于设置的压力时，压力开关送出信号关闭泵的运行，以避免产生过高的压力，在压力开关之后，连接一个流量计，以PID的控制信号模式，反馈泵的运行，使泵提供指定的流量，在流量计之后，连接一个混合器，以充分混合从多个泵入口流入的液体，在混合器之后，连接一个压力控制阀，用来控制液体进入分离柱的压力，在压力控制阀之后连接一个空气检测计，用来检测液体中的空气气泡，当空气检测计检测到气泡时，可以送出信号停止程序的运行，或是转换阀门，使液体旁通过分离柱，在分离柱的前后两段连接有压力计，用来监控分离柱之前以及柱的压力差，在分离柱之后，接有温度，UV，电导以及pH计。

2.如权利要求1的***，所能处理的色谱分离柱为两个，可以采用连续操作的处理模式，也可以采用批处理模式。

3.如权利要求2的***，在连续模式下，通道对其中的一个分离柱进行连续的加载操作，分离通道对另外一个分离柱进行洗涤，洗脱，再生操作，***在连续处理模式下，基本的操作步骤为：分离柱启动预加载，通道加载和分离，通道同时加载，通道分离和加载，如此循环直至***“停车加载”操作，***“停车分离”操作，同时在分离柱洗脱过程中，可以使用线性梯度洗脱和步进梯度洗脱功能。

4.如权利要求2的***，在连续处理模式下，达到预先设定的循环处理次数或是操作时间之后，***进行停车操作；在批处理模式下，***进行一次完整的加载分离操作，然后自动停止。

5.如权利要求4的***，批处理模式的基本分离步骤为：缓冲剂灌注，分离柱平衡，加载和洗涤，冲洗，洗涤，分离柱重生，清洗，存贮。

6.如权利要求1所述的***，该设备可处理的液体流量范围为0.05升每分钟到100升每分钟，设计的管道的外径为3/8”-2”，***的操作压力为5psi-150psi。

7.如权利要求1所述的***，操作部件由一个工业级可编程逻辑控制器(PLC)，人机交互界面***，以及负责逻辑控制器和流程部件的控制和通信的I/O模块组成，预先编制好的逻辑程序驻留在PLC控制器的内存中，人机交互界面***，由运行在一个工业级电脑上的软件程序来实现。

8.如权利要求1所述的***，所述的***的工业级电脑还兼有历史数据显示，打印功能，以及生成操作报告。

9.如权利要求1的***，逻辑控制器还包括以下功能：信号报警，控制设备的安全锁定，***参数存储。