工业结晶论文范文第1篇
争论一方认为，消费者不会对企业经营情况感兴趣，他们不关心企业的价值观、经营宗旨、愿景等问题，他们只对品牌感兴趣，只注重自己的消费体验和品牌所带来的价值。因此，应该限制甚至不要对消费者传播企业文化。比如可口可乐公司、宝洁公司等大公司极少向外部公众宣传自己的企业文化，他们是品牌运作的高手，注重建立品牌与消费者的关系。
争论的另一方则认为，企业文化在品牌传播中有着重要的作用，消费者不仅关心品牌，其实对企业也抱有强烈而持久的好奇心，企业文化在培养品牌忠诚度上有非常重要的作用。比如海尔、长虹等公司在将自己企业文化展示给公众的同时，也成功地树立了自己的品牌形象。
对于两方的争论，我们认为，应认真区分企业文化与品牌文化的概念，然后在概念的基础上思考这两者的争论，我们比较认同第二种观点。
企业文化是企业在生产经营实践中逐步形成的、为全体员工所认同并遵守的、带有本组织特点的使命、愿景、宗旨、精神、价值观和经营理念，以及这些理念在生产经营实践、管理制度、员工行为方式、企业对外形象的体现的总和。简言之，企业文化就是企业和企业人的思想与行为，它有导向、激励、凝聚、约束四大功能。
品牌文化指使产品或服务同竞争者区别开来的名称、名词、标记、符号、设计和这些要素的组合，以及在这些要素组合中沉积的文化特质和该产品或服务在经营活动中的一切文化现象，同时包括这些文化特质和现象背后所代表的利益认知、情感属性、文化传统和个性形象等价值观念的总和。企业文化与品牌文化至少在以下方面存在差别：
1、两者的建立基础、形成方式不同。
企业文化主要建立在企业管理基础上，是一个相对封闭的系统，主要面向企业内部，主体是企业员工。在长期经营的基础上，企业文化随着企业的发展会慢慢积累、逐渐成型，要经历由不自觉到自觉，无系统到系统的过程，需要不断地总结、提炼和提升。
品牌文化主要是在销售的环节上建立起来的，是一个完全开放的系统，主要面向企业外部，主体是物或可物化的存在。它是在总结市场竞争状况、自身产品状况、消费者因素的基础上精心策划形成的，需要在激烈竞争的市场中，给产品一个明晰而独特的定位，塑造鲜明独特的形象，与消费群体的性格、消费习惯、年龄等因素相吻合。
2、解决的问题不同。
企业文化主要解决三方面问题：
一、企业存在的目的是什么;
二、企业未来的发展方向是什么;
三、企业和企业人在发展过程中应该如何做。企业文化正是通过对这三个核心问题的回答，来指导企业的生产经营行为和企业员工行为，发挥企业文化的导向作用、凝聚作用、激励作用和约束作用。
品牌文化的主要目的是建立产品与消费者的关系，因而它需要关注以下问题：
一、消费者如何接触品牌;
二、消费者的使用经验与感受;
三、如何与消费者建立友谊，倾听消费者的想法，观察消费者态度，体察消费者的需要等。通过这三方面问题保持企业生产的产品在市场中长盛不衰的地位。
3、企业文化与品牌文化是两个完全不同的体系。
国内外对企业文化的建设有诸多不同的理论。但是，按照比较成熟和权威的理论，企业文化可以剖分为形象、行为、制度和价值观四个层次。
形象层：包括企业的名称、标志、广告、宣传画册、办公环境以及员工服饰等等，透过这些形象表现出来的文化，我们称之为形象层或物质层。
行为层：企业的经营作风、精神面貌、人际关系、行为习惯等。
制度层：企业拟定的用以保障企业的正常运转的各种规章制度，我们称之为制度层，它是企业文化的基本保证。
价值观层：组织在长期的实践过程中所形成和遵循的基本信念和行为准则，是组织对自身存在和发展意义、组织目的、组织员工和顾客的态度等问题的基本观点以及判断组织和员工行为的标准。
工业结晶论文范文第2篇
随着近年来国内钢铁市场及连铸行业的蓬勃发展，结晶器制造业也迅速形成了一定的规模。根据不完全统计，国内从事结晶器制造或修复的大小厂家约在50家以上，技术水平及加工能力参差不齐。
结晶器作为连铸机上最重要的部件而被称为连铸机的心脏，对连铸坯质量有重要的影响。为了更好地满足用户的生产需要，我们就方坯连铸结晶器设计、制造、使用及维护等方面的一些问题，与业内同行进行探讨。
铜管的设计和制造
1 标准的规定与执行
现在我们执行的结晶器铜管标准如下：
·《JB/T 9047——1999 弧形方坯连铸机结晶器铜管》，国家机械工业局于1999-06-28发布， 2000-01-01实施。
该标准是对于1990年1月11日首次发布的《ZB H93 002——89弧形方坯连铸机结晶器铜管》的修订。修订时仅对原标准作了编辑性修改，主要技术内容没有变化。该标准实施时间已久，急需补充、修改和完善。
·《YB/T 4141——2005连铸圆坯结晶器铜管 技术条件》中华人民共和国国家发展和改革委员会于2005-11-28发布， 2006-06-01实施。 ·《Q/SCJ4.01-2001方坯结晶器验收标准》作为首钢长白结晶器有限责任公司的企业标准于2001-02-20 发布，2001-03-01实施。该标准符合YB/T072-1995《方坯结晶器技术条件》和YB/T036.11-92 冶金设备制造与通用技术条件要求。
值得注意的是，在国内钢铁企业中，连铸机种类繁多、千差万别，结晶器及铜管作为非标设备，虽然国家对于方坯和圆坯等先后制订了相关标准，但难以适应生产形势的发展，在这方面，希望相关设计单位及制造厂认识到应有的责任，共同努力作到产品规范统一。
2 铜管的制作要求
目前，国内管式结晶器的铜管主要采用凸、凹模在卧式或立式压力机上挤压成型。断面尺寸较大的管式结晶器铜管，要求压力机的压力要大于800吨，并且适当增加挤压成型道次。
管式结晶器制作工艺的关键是铜管与模具的贴合性，即铜管的内腔尺寸要完全符合模具的制作精度。影响贴合性的主要因素有两点：
①壁厚变形量的选择。若铜管在挤压过程中变形量选择小了，铜管内表面不能产生足够的塑性变形，造成铜管不贴模;变形量选择大了，挤压阻力增大，易把成型后的管壁拉直，所以选择合适的挤压变形量是影响铜管内腔精度的关键;
②铜管成型的应力变形控制。壁厚较大的铜管，在挤压变形中，内外表面的变形量不一样;外表面的金属被拉的很长，而内表面变形较小甚至有的局部没有变形，这就造成了铜管中存在着很大的内应力，在铜管的后续机加工时，这些应力会释放出来而引起铜管变形，所以在铜管成型过程中一定要采取适当的工艺措施，消除内应力，得到合格产品。
结晶器总成及结构优化
目前国内小方坯连铸机主要有以下几种机型：德马克型、罗克普型、康卡斯特型、达涅利形以及各设计院的改进型。生产断面主要是120×120 mm2和150×150 mm2。由于小于90×90 mm2，浇铸难度高，拉漏率高，已很少生产。小方坯连铸机比大方坯、板坯连铸机，设备结构比较简单。
结晶器总成是连铸机的关键部件，其结构和性能直接影响着连铸坯的质量。我们根据国内小方坯连铸机实际使用情况，通过对结晶器总成各零部件结构的优缺点进行分析比较，试图找出一种优化组合，以满足不断提高的连铸生产需要。
结晶器总成要具有下列性能：结构简单，便于拆装和调整，易于加工制造;要有较好的结构刚性，并且重量要轻，以便在振动时，具有较小的惯性力。
小方坯结晶器总成主要由下面几种零部件组成：结晶器铜管，外水套，内水套，上下密封法兰，各种密封圈，足辊装置，足辊区喷淋装置。其中的核心零件是结晶器铜管，其它零部件围绕铜管进行装配。
近年来，随着品种钢生产的需要和自动化控制的需要，方坯结晶器总成中又增加了电磁搅拌装置和液面自动化控制装置。
1 铜管的选择
·结晶器铜管由铜或铜合金制成，长度为700-1000mm。若铜管短、拉速高，易发生漏钢;铜管过长，会增加拉坯阻力，造成铸坯横裂。现在各钢厂对拉速的要求都在提高，所以铜管长度通常定为850mm和900mm。
·铜管的内腔锥度形式对铸坯的质量影响很大。最常用的锥度形式有：单锥度、抛物线、多锥度等。铜管内腔收缩形式基准：小方坯沿中心弧线按双边收缩。由于铸坯在铜管内的收缩接近抛物线规律，所以单锥度的铜管现在已很少使用;由于连续铸钢过程中铜管在热应力和冷却水压力的作用下存在变形，故原冷态下的抛物线锥度规律也随之改变;根据我们掌握的情况认为：多锥度的铜管更适用于生产需要，尤其在多钢种浇铸中更有优势。
·按含碳量设计铜管锥度。对于方坯铜管，一般倒锥度在0.7～1.5%/m之间。20MnSi按下限选择;普碳按0.9～1.1%/m选择;中碳钢按1.0～1.3选择;高碳钢、合金钢、不锈钢按1.2～1.5%/m选择。
·拉坯速度提高，倒锥度加大。铜管长度维持不变，提高拉速后，铜管内高温区下移，下部钢坯温度升高，收缩率增大。
·铜管锥度大小与润滑种类有关。相同工作条件下，选择保护渣或油润滑的铜管锥度：前者要大于后者20%。具体锥度增加多少、在什么位置增加锥度，要根据钢厂工艺参数及钢种来确定。
·一般铜管壁厚为方坯规格的8～10%。按下限选择较为合理;按上限选择，铜管易过烧及变形。
·铜管R角以4～6㎜为宜。选择R角过小时，铜管角部不易保证镀铬层质量。
2 冷却水缝
结晶器铜管与内水套之间的水缝是冷却水的通道。水缝尺寸的大小和精度对铸坯质量影响很大，现在常用的水缝尺寸是4mm。水缝的精度要求是±0.2㎜，并且周边要尽量均匀。
内水套上常用的定位调整装置有两种：一种是固定水条式(图1)，另一种是调整螺钉式(图2)。前者的优点是装配简单，缺点是制造精度较高，而且在磨损或水套变形后，水缝的精度就难以保证;后者的优点是水缝精度可以通过螺钉来调整，易于保证周边水缝尽量均匀，缺点是调整螺钉的锁紧螺母一旦松动，螺钉可能脱落造成事故。
综合上述两种形式的优缺点，我们在实践中常采用如图3所示的结构。这种结构既能实现周边水缝可以调整，又能保证在锁紧螺母松动后螺栓不脱落。
3 足辊装置
结晶器下部的足辊装置有两个作用，一是在穿引锭时，对引锭头起引导作用，防止划伤铜管。二是对刚出结晶器的铸坯具有夹持作用，尤其对有轻微脱方现象的铸坯有校正的作用。有些钢厂认为，结晶器下部带足辊装置漏钢后难于清理，所以将其取消或改成导向板装置。多数钢厂的实践证明：足辊装置的优点大于缺点，保留一排足辊还是必要的。为了便于更换和清理漏钢，足辊装置可以做成4个分体式(图4)、辊子为偏心的可调结构。
4 喷淋装置
足辊区的喷淋装置或称0段。这段冷却水的配给很重要：刚出结晶器的坯壳较薄(约10mm左右)，冷却弱了易造成漏钢，冷却太强有时易产生内裂等缺陷;若冷却分布不均，易产生脱方，凹陷，纵裂等缺陷。喷淋装置通常采用2～3排扁平喷嘴。
铸坯在结晶器内部时，铸坯角部最先脱离铜管;刚出结晶器时，角部的坯壳最薄。我们认为在最上面一排喷淋环上增加角喷是必要的(见图5)。它可以增加角部坯壳的厚度，减少脱方，角部纵裂等缺陷。
5 结晶器的密封
由于结晶器内部存在0.7～1.2MPa的水压，因此密封结构的合理性对于结晶器使用中的安全性和保证生产顺利进行至关重要。结晶器的密封主要指铜管上、下端部法兰的密封及内水套与外水套分水腔处的密封。
(1) 铜管上、下端部的密封
铜管上、下端部的密封主要有下面三种结构形式(半剖图
6、
7、8)：
罗克普型常用密封结构(图6)。其特点是安全可靠。若上端的侧密封失效，顶端的密封圈阻挡冷却水同钢水相遇，防止造成生产事故;即使有轻微渗水，也能继续维持生产。其缺点是更换顶端的密封圈较麻烦，得把整个结晶器全部拆开。
德马克型的典型密封结构(图7)。其优点是结构简单，更换密封圈方便;缺点是碟簧的预紧力不易掌握，若上端的密封圈失效，冷却水就会进水铜管内，容易造成生产事故。
康卡斯特和达涅利型常见结构(图8)。它兼备了前两种结构的优点，结构简单、安全可靠，维修方便。只要把顶面法兰拆掉，就可以更换上端密封圈，维护较容易，甚至可以在线维护。这种结构值得推广。
(2) 内水套与外水套分水腔处的密封
内水套与外水套分水腔处的密封主要有以下3种形式：
①矩形密封圈密封(图6)。其特点是结构简单、密封可靠，而且对外水套内水套的加工精度要求不高。其缺点是它的密封是靠上密封法兰压在水套的支撑板上来实现的，支撑板与导流管中间法兰是焊接结构，容易产生焊接变形，而且内水套在外力作用下，也易产生变形，从而影响冷却水缝的精度。
②丁形密封圈密封(图7)。其特点是结构简单密封可靠。整个内水套几乎是浮动的，在垂直和水平方向都不受外力，因此能很好地保持水缝的精度。对内、外水套的加工精度要求也不高。
③ O形密封圈密封(图8)。它也具有不受外力的优点，但对内、外水套的加工精度要求很高。如果内、外水套的同轴度不好，装配会很困难，由于大部分内、水套内腔都是弧形的，要保证内水套中间法兰的同轴度是很困难的，并且在装配时容易挤坏O形圈。
(3) 密封失效的产生原因：
结构原理、形状及尺寸的设计不合理将是密封失效的首要影响因素;制造误差，不仅影响密封的可靠性，而且将对结晶器铜管使用寿命产生较大影响;另外，密封材料及尺寸精度的选择，结晶器在制造出厂和生产检修时的安装误差，也不能忽视。
方坯连铸质量问题与结晶器的使用
1 方坯连铸质量与结晶器
连铸坯的质量与浇注工艺、浇注钢种、断面尺寸和形状、设备情况、操作条件等有密切关系。连铸坯在凝固过程中受到冷却、弯曲、拉矫等，使铸坯经受温度应力和机械应力的作用，很容易产生各种裂纹缺陷，甚至可能造成漏钢事故或废品。另外，由于设备设计不合理或操作不当，也会造成铸坯缺陷。
连铸坯表面裂纹缺陷按裂纹方向及所处位置，可以分为表面和角部纵裂纹、表面和角部横裂纹;在同样的条件下，裂纹敏感性钢种更容易产生漏钢。钢水温度过高或拉速过快是造成纵裂漏钢的主要原因。由表面裂纹引起的漏钢是影响生产的主要问题。
方坯连铸上常见的连铸坯缺陷，例如：脱方、角裂、纵裂、粘钢、抖动等，其中造成连铸坯表面缺陷和漏钢原因，一般来说绝大部分(80%以上)是在结晶器内产生的。从生产实践看，防止纵裂或漏钢的重点应放在结晶器和二冷系统上，保证结晶器有足够强度的均匀冷却。
菱形变形又称为脱方，是方坯所特有的一种形状缺陷。脱方是由于结晶器变形、锥度或圆角设计不适当、结晶器内冷却和坯壳厚度生长不均匀，引起坯壳不均匀收缩造成的。
在生产实践中，引起结晶器内冷却不均匀的因素较多，如结晶器变形、内表面光滑程度、锥度或圆角的选择、冷却水缝的均匀度、保护渣的选用、足辊的调节等都会造成结晶器冷却不均匀。注流不对中也会影响坯壳厚度均匀性。
在设备方面，减轻和防止纵裂的主要办法是设计合理的结晶器形状和冷却水分布，减少坯壳内外温差引起的热应力;正确安装结晶器，不要使处于歪扭状态;在使用过程中，对结晶器要进行定期检查，发现结晶器变形量超过规定数值时，应及时更换。 方坯连铸的突出特点是生产过程中可以控制的因素多，但主要在工艺操作(包括钢水质量和冷却水)、连铸设备和保护渣三个方面，因此可以采取某些保证质量的有效措施以取得改善连铸坯质量的效果。
2 结晶器的使用和维护
由于各钢铁厂之间工艺装备、设备状况、生产操作和管理水平等差别较大，加上结晶器使用标准各不相同，就会造成同规格、同质量的铜管产品，在不同用户的使用中有较大的差别。小方坯铜管单支过钢量一般在3000吨左右，最好的超过10000吨。例如：及时清掉铜管内在弯月面处的钢渣瘤和保护渣渣瘤，以防造成脱铬;避免因划伤铜管引起铬层开裂，可以延长铜管的使用寿命。
在结晶器的使用方面，用户一般是根据铸坯质量好坏、结晶器损伤程度、镀层磨损程度等来判断结晶器能否继续使用。首钢、包钢等企业采用在线检测结晶器锥度的方法，使连铸坯质量和结晶器寿命得到了较好的控制。
结语
综上所述，如何发挥连铸结晶器在生产中的作用，应该加强以下工作：在现有基础上，有必要进一步细化和规范结晶器铜管的设计、验收标准;改进结晶器铜管制造工艺;根据生产条件，合理选择结晶器铜管的锥度、内腔曲线、壁厚等参数要求;优化结晶器的结构，提高结晶器密封橡胶的材质性能;加强连铸结晶器的维护、保养和合理使用，以延长其使用寿命。
工业结晶论文范文第3篇
1 实验部分
1.1试剂:
本次试验中所需试剂为草酸钾、氯化钙、聚丙烯酰胺及二次蒸馏水。
1.2仪器:
本次试验中所需仪器为扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、p H仪器及生化培养箱。
X射线粉末衍射仪的测试条件为:采用配有40KV, 20m A的石墨弯晶单色器进行Cu靶Ka辐射;扫射狭缝为:DS, 1°, RS, 0, 15mmol/L, 1°, X射线扫面范围为2θ为6°-65°。随后采用X射线粉末衍射光谱进行分析, 首先制定一水草酸钙和二水草酸钙的标准反应曲线, 然后计算二水草酸钙的质量百分含量。
1.3 试验方法
首先准备不同浓度的聚丙烯酰胺各20.0ml, 不断的搅拌聚丙烯酰胺溶液, 在搅拌下均匀加入1.0ml浓度为25.0mmol/L的草酸钾溶液, 搅拌2min使聚丙烯酰胺与次酸钾溶液均匀相溶, 随后加入1.0ml浓度为25.0mmol/L的氯化钙溶液, 均匀搅拌后加入二次蒸馏水对混合溶液进行稀释, 直至混合溶液容量至25.0ml, 最后将其放入温度为37℃的生化培养箱中, 使其静置生长1天。1天后就会有晶体出现, 将晶体取出在干燥的环境下首先用一般显微镜进行观察, 随后用扫描电子显微镜和X射线粉末衍射观察各个晶体的特征。
2 结果和讨论
2.1 草酸钙与聚丙烯酰胺浓度的关系
当草酸钙的浓度为1.0mmol/L, 不添加聚丙烯酰胺及任何化学溶液时, 草酸钙会生成聚集状、拉长六边形的叉生草酸钙晶体, 通过在X射线粉末衍射定量计算及光谱对照所生成的晶体特征只类似于一水草酸钙晶体特征。实验表明, 在上述混合溶液中加入不同浓度的聚丙烯酰胺后, 草酸钙晶体的尺寸、晶相及晶状都会随之发生变化, 此结果可以说明聚丙烯酰胺的浓度对草酸钙结晶有一定的调控作用。首先在以上溶液中加入浓度为5.0g/L的聚丙烯酰胺后, 六边形的一水草酸钙晶体的棱角变得圆钝, 并且晶状变得如花生状。发生此变化主要是因为聚丙烯酰胺发生水解形成羧酸根离子, 离子间相互排斥使聚丙烯酰胺分子呈舒展状态, 从而使聚丙烯酰胺分子与一水草酸钙中的钙离子发生发应, 使一水草酸钙的钙离子离解平衡, 并不断的溶解钙离子, 被溶解的钙离子沉积在一水草酸钙表面, 从而产生棱角圆钝的六边形晶体。由于聚丙烯酰胺发生水解后可抑制二水草酸钙晶体正电荷晶面的生长, 而未被水解的聚丙烯酰胺则会沉积在一水草酸钙不带电荷的晶面, 并抑制其正常生长, 未被抑制的晶面则会正常生长, 从而形成花生状的一水草酸钙。用X射线粉末衍射定量计算其结果为, 添加聚丙烯酰胺溶液所形成的一水草酸钙晶体衍射峰比未添加聚丙烯酰胺的晶体衍射峰强度大。
实验结果显示, 向溶液中不断的增加聚丙烯酰胺的浓度, 二水草酸钙的含量也会随之增加, 聚丙烯酰胺在抑制一水草酸钙生长的同时促进了二水草酸钙的形成, 引起这种变化的主要原因是, 随着聚丙烯酰胺浓度的增加, 溶液中的羧基根离子增加, 并不断的与钙离子发生反应, 从而形成较多的核位点, 在核位点基础上会形成较多尺寸小表面的晶体, 在反应过程中这些晶体会聚集在一起, 降低表面能, 增加其稳定性, 从而诱导生成二水草酸钙。
2.2 p H对晶体形成的影响
通过实验表明, 在不同的p H下草酸钙晶体的晶状和晶相都会随之发生变化, 在p H=5时, 有椭圆形、球状聚集体的一水草酸钙晶体和四角双锥形二水草酸钙晶体, 各种晶体的比例为5:4:1, 当p H逐渐增大, 其晶体也逐渐形成为二水草酸钙晶体, 在p H=12时, 聚丙烯酰胺在强碱的作用下会加速水解, 水解过程中形成大量的聚阴离子, 所产生的阴离子与一水草酸钙正电荷的晶面发生较强的静电作用, 阻碍一水草酸钙生长位点的晶体生长, 从而促进二水草酸钙晶体的生成。聚丙烯酰胺水解生成的聚阴离子增加了水界面和聚合物钙离子的浓度, 从而增加了水界面处草酸钙过饱和度, 进而加强形成高能态的二水草酸钙。
2.3 草酸钙过饱和度对晶体形成的影响
在浓度为5.0g/L的聚丙烯酰胺基础上, 逐渐增加草酸钙的过饱和度, 数据显示晶体的数量会随草酸钙过饱和度的增加而增加, 所形成晶体的尺寸、晶相、晶状都会随之发生变化, 通过X射线粉末衍射图谱定量计算结果表明, 当草酸钙的过饱和度分别为0.5mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L时, 二水草酸钙晶体的含量为5%、31%、45%。在聚丙烯酰胺的作用下, 草酸钙通常是在聚丙烯酰胺链表面的化学微环境里发生反应并成核, 当草酸钙的过饱和度增加时, 成核速率也会随之增加, 但成核活化能会随之减少, 这种反应在一定程度上会增加溶液中草酸钙晶体的数量, 使聚丙烯酰胺水溶液中含有两种形式的钙离子:一种是溶液中游离的钙离子, 另一种是在聚丙烯酰胺和水界面被束缚的钙离子, 向溶液中加入草酸钙溶液, 草酸钙分子与游离的钙离子发生反应时会生成稳定的一水草酸钙晶体, 当草酸钙分子与被束缚的钙离子发生反应时, 由于界面上所存在的草酸钙过饱和度较高, 因此更容易生成亚稳定的二水草酸钙晶体。当草酸钙的浓度为0.5mmol/L时, 会生成椭圆形和聚集状的一水草酸钙及四角双锥形的小尺寸二水草酸钙晶体, 当草酸钙的过饱和度逐渐增加为1.0mmol/L时, 则会生成花生状的一水草酸钙的晶体和少量花状的二水草酸钙聚集体, 并且二水草酸钙晶体的尺寸明显增加, 当草酸钙的过饱和度逐渐增加为2.0mmol/L时, 二水草酸钙的晶体逐渐增加, 出现少量十字状二水草酸钙晶体, 并且晶体厚度增加。通过X射线粉末衍射定量计算, 当草酸钙过饱和度逐渐增加, 一水草酸钙的面峰逐渐减弱, 从而促进了二水草酸钙的形成。
摘要：采用X射线粉末衍射、生化培养及扫描电子显微镜等方法研究聚丙烯酰胺对草酸钙结晶的影响及调控作用, 主要分析与讨论草酸钙的结晶与溶液酸碱度、聚丙烯酰及草酸钙过饱和的关系, 二水草酸钙在聚丙烯酰胺的影响下会生成晶体, 其晶体形态也会随之改变, 同时也会改变一水草酸钙的晶体形态。在草酸钙中加入浓度为5.0g/L的聚丙烯酰胺, 可诱导形成30% (w、w) 的草酸钙晶体及较为少见的聚集体, 并且使草酸钙晶体的菱角变得圆钝。本文通过分析聚丙烯酰胺中羧基与钙离子的相互作用、聚丙烯酰胺的分子结合、聚丙烯酰胺在不同酸碱度下的水解差异等内容, 研究对草酸钙结晶的调控作用。
关键词：聚丙烯酰胺,草酸钙,结晶,调控作用
参考文献
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工业结晶论文范文第4篇
1 化学原料药的生产现状
化学原料药是医药成品中的重要成分之一,可以说其是医药成品生产的最主要原料。具体来说,医药成品是通过制药企业将原料药加入辅料,进而制成医院成品的,这就可以提供给药品消费者使用。从制药业的发展模式上分析,医药企业是从基本原料和中间体开始做起的,即生产化学原料药以及制作成药。到后来,化学原料药的生产从制药的环节中脱离出来,进而形成独立的产业。这种现象的存在是由于现代工业的精细化发展以及高效协作建设精神下的产物。从世界范围内的生产化学原料药的国家地区进行分析,其主要产地集中于中国、北美、西欧印度以及日本等。在全球范围内,对化学原料药需求量最大的是北美地区,其占世界原料药消费市场的30%左右,是进口原料药的主要地区。由于原料药的生产会造成一定程度的环境污染,这些国家通过进口进行后期加工,来实现市场经营的高端性[1] 。
在此情况下,亚洲逐渐成为了世界化学原料药的生产中心。而随着我国科学技术水平的不断提高,生产化学原料药的设备技术得到了很大幅度的提高,这就使得越来越多的合资型医药企业逐渐占据着中国原料药的市场。就目前来看,我国化学原料药的生产量居世界前列,即约占世界原料药市场份额的22%。就国内市场来看,化学原料药的生产建设是我国医药工业的支柱。据统计,我国生产的化学原料药数量近1500种,总产量约为43万t。其产值占世界医药工业的30%左右。相关研究表明,近10年来,化学原料药的产量年均增长高达到11%,其中的一半以上用于出口,且所带来的年平均出口额高达22亿美元,居世界第二。
此外,我国还是世界范围内,最大的维生素类产品生产以及出口国。其中出口量最大的是维生素C,其次是解热镇痛类原料药。而且,一些化学原料药的价格要比国际平均价低30%~40%,比如,地塞米松类以及柠檬酸类等。这就意味着我国生产的化学原料药具有的价格优势,使其在国际医药市场上占据较大的市场份额。
从我国化学原料药的产品类型上分析,其在国际医药行业市场上占有绝对优势。例如,抗生素、大宗产品以及抗菌素等。尤其是抗生素这一化学原料药,其具有产品种类众多、齐全的特点。例如,青霉素、氯霉素以及四环素等化学原料药产品。值得注意的是,由于其生产会造成一定程度的污染,这就会为人们群众的正常生产生活带来一定的安全隐患。为保证化学原料药的生产建设,不会给生态环境造成影响,相关建设人员应对化学原料药生产的结晶进行分析,以实现污染源的有效控制[2] 。
2 研究化学原料药生产中结晶问题的重要性
相关研究表明,决定药品药效及生理活性的因素不仅取决于药物的分子组成,还受到药物中分子排列及物理状态的影响。例如,利福平、氯霉素等抗菌药物都有可能形成各种类型的晶体。但在实际的作用过程中,只要其中的一两种晶型产物才具有实际的药理活性。而结晶是制取具有较强药理活性及特定固体状态药物的一个关键环节。只有在特定的结晶工艺条件及物理场环境下,才能生产出特定晶型的医药产品;也只有使用特定构型的结晶设备,才能保证特定流体力学条件,使医药产品符合所要求的晶体形状和粒度分布。因此,相关建设人员应将其重视起来,从而提高化学原料药生产使用的安全稳定性。
众所周知,医药行业进行生产建设出来的产品的药品,这就意味着其的使用质量以及作用安全性,将直接关乎人们的生命财产安全以及身体健康。因而,实现医药工业生产的自动化建设,是满足人们使用需求的重要发展方向。为了使药品整个生命周期各个阶段的质量都得到保证,药品的生产过程,不但必须符合GMP与c GMP规范,还要对药品进行研发。具体来说研发的内容包括:中药材、生产、临床、经营以及实际使用等。这就意味着,整个研发过程需要在GCP、GLP、GSP、GUP以及GAP等一整套的质量标准管理下进行。只有在此范围下,研发出来的化学原料药产品才能具有实用意义。值得注意的是,对医药工业自动化系统的设计,也要符合GAMP规范。这些规范的目标,是对药品的整个生命周期各个阶段的质量因素,进行严格的、可追溯跟踪的、并且可验证的严密的监控[3] 。
在实现生产过程自动化时,所反映出来的自动化设备与工艺设备的投资比要比石油化工行业大得多。因此,要真正实现这些规范的要求,没有自动化和信息化的手段是不可能达到的。从质量管理和控制角度上来看,最难控制的因素是人为因素,而医药企业进行化学原料药生产的自动化,能够自动排除环境干扰,从而避免人为失误,即更好地实现医药研发、生产、管理人员的目标。然而,由于制药行业的生产设备的体积规模相对比较小,制药行业大多采用间歇式的生产方式进行原料药产品的研发生产,这就给实现原料药生产的自动化增加了实现难度。例如,所需投资在自动化阀门、执行器及其相关配套件上的数量与费用更庞大,这成为目前我国实现医药传统产业自动化改造的最大阻力。虽实现自动化的目标道阻且长,但化学原料药的生产自动化必将被越来越多的制药企业所接受[4] 。
3 化学原料药生产中的结晶问题及其产生原因
3.1 生产结晶问题
就我国医药行业生产的化学原料药上来看,其结晶问题主要体现在:结晶纯度不够、结晶析出不彻底、结晶时间过长以及生产效率低下等。要想了解生产结晶问题,必须从化学原料药的生产结晶过程入手。具体来说,生产结晶就是在固定条件下,将溶质从溶液中析出的操作过程。此过程,化学原料药晶核是在溶液中形成的。而后,晶核就开始成长为晶体,从而从溶液中析出溶质晶体。相关研究表明,当溶液达到固体与液体的平衡时,这就是一个原料药表面化学反应的过程。此结晶过程中的问题,是某个反应环境没有进行有效控制导致的。其中晶核是生产化学原料最先析出的微小颗粒,然而其自动生成核的机会较小,需要通过搅拌以及机械振动来促成。否则,就容易导致结晶不能析出,甚至出现纯度不够以及产品晶型不一致的现象出现[5] 。
3.2 结晶问题存在原因
现阶段,我国医药行业在研究化学原料药的生产过程中,所采用的结晶技术相对落后。具体来说,生产化学原料药所采用的医药结晶技术处在发达国家上世纪六七十年达的技术水平。由于我国医药行业生产化学原料药的制药工艺,均是从国外发达国家模仿而来,这就导致结晶技术缺乏自主的研发性。在此情况下,实际的生产过程问题包括:当药品结晶在进行分离时,会发生质量不稳定问题、晶型一致性差等问题。长此以往,我国医药行业的化学原料药生产,将很难控制好相关产品的质量以及收益。与此同时,成本造价更是难以得到相应的控制。相关研究表明,上述的结晶问题与晶体的成长过程具有一定相关性。例如,当晶核在饱和溶液中形成,就会立即开始成长为晶体。而晶体的成长过程对反应的搅拌速度以及温度均有严格的要求。其中搅拌速度的作用原理是,晶体经过搅拌后会迅速形成晶核,并加速扩散。而搅拌速度的有效控制是提高结晶效率以及解决晶体成型不一致问题的方法所在。因此,相关建设人员应着重这方面的研究,以降低对温度和搅拌速度等控制效果对结晶技术的影响。此外,在生产结晶的过程中,如果溶液的冷却速度较快,就会使生产出来的晶体较细,这也是影响晶型一致性的问题所在[6] 。
4 化学原料药生产中结晶问题的控制措施
4.1 结晶温度的有效控制
相关研究表明,结晶过程是通过降低溶液温度以及有效成分在溶剂中的溶解度来实现晶体析出的。通常情况下,如果结晶的温度环境较低,就有利于化学原料药晶体的析出及提高结晶收率。但结晶温度也不能一味求低,过低则会造成能源浪费,有的药物还可能因为温度低导致晶体变小而达不到要求的晶型。针对这一问题,相关建设人员可采用二次冷却法和快速冷却法来进行解决控制。二次冷却法采用二次降温技术,防止急冷、急热,从而克服了快速冷却法的弊端,可生产合适的晶型。例如,在生产扑热息痛的过程中,可采用了此方法,即将20℃水使溶液冷却至25℃左右后,采用-2~-5℃的冷冻水进行快速冷却结晶。这样一来,所得的晶体粗大且晶型一致性好,易于过滤,干燥时不易破碎。而快速冷却法是指采用较低的温度和较大的温差对溶液进行快速冷却,此法可快速降低溶解度而使晶体快速析出,可以解决结晶慢和结晶不析出等问题,目前被化学原料药生产厂广泛采用[7] 。
4.2 结晶溶剂的优选
要想实现生产化学原料药的高效结晶,可通过优化溶剂的选择来控制结晶过程中存在的一系列问题。具体来说,针对结晶析出不彻底以及结晶不能顺利析出的问题,相关建设人员可采用四种方法来进行控制。首先,使被提纯有效药物能生成较整齐的晶体,这就使得溶剂的选择必须根据药品的实际特性进行反复试验。如果难于选择一种适宜的溶剂,可以考虑选用混合溶剂,通过两种溶剂对药品的溶解度不同,交叉应用使晶体析出。其次,对杂质的溶解度非常大或非常小的情况,相关研究人员可对非常大的溶解度通过将杂质留在母液中不析出来进行解决,而非常小的溶解度,可将杂质在热过滤时除去。再次,与被提纯的有效药物不发生反应;最后,溶剂中被提纯的有效药物的溶解度温度高时较大,温度低时则较小。
4.3 添加晶种,提高结晶稳定性
由于结晶是从均一溶液中析出固体晶体的过程,具体包括:过饱和溶液形成、晶种成形以及晶核生成三方面内容。其中过饱和溶液形成是结晶的前提条件,相关研究人员要根据药品种类的不同,来采用不同办法来进行化学原料药的生产结晶。对于晶种的成形,晶种应经过筛选,使其大小均匀,才能长出大小一致的晶体。而晶核生成,与成长一般不会自动形成,往往需借助于外部因素。因此,在结晶过程中,加入大小一致、形状均匀的晶种往往可以解决晶型大小不一致的问题,从而提高药品结晶的质量[8] 。
4.4 结晶设备结构的优化
在设计结晶设备的应用过程中,相关研究人员应充分考虑溶液性质及黏度、杂质影响以及选择使用的设备结构,这是保证结晶效果的有效措施。在生产化学原料药的结晶过程中,可采用较低转速和大直径的搅拌桨叶。其中结晶搅拌器的选择应根据溶液流动的需要和功率消耗的情况来进行确定。对于结晶搅拌速度过小或过大问题,应通过选择适当的搅拌器来进行控制。对于搅拌速度较快所产生的结晶问题是形成的晶体结构易破碎、功率消耗会很大,而结晶脚搅拌的速度太慢,晶核就会发生沉积,进而影响化学原料药的生产效率。在选择结晶搅拌器时,应采用立式结晶设备,即框式搅拌器。据统计,应用立式结晶设备后,其高径比的作用效果要优于其他设备。这里指的高径比,是反应器高度与直径之比。具体来说,就是根据生产制药的具体工艺、生产操作要求、设备的强度以及造价控制等方面综合求得的[9] 。
4.5 结晶设备材质的优选
医药行业中生产化学原料药的结晶设备大多采用搪玻璃和不锈钢。相关研究表明,生产过程采用搪玻璃后,其具有表面光滑以及耐腐蚀性能强等特点,这就使其很难发生附着现象。然而,由于其传热效率、导热系数较低以及温度变化的适应能力差,这就使其容易发生爆瓷事故。而不锈钢的生产应用具有导热系数大、热交换充分、使用寿命长、降温速度相对较快,导热性能好以及结晶速度较快等特点。但由于其光洁度存在一定缺陷,这就使反应材料容易在其表面产生药物附着,从而影响生产化学原料药的传热效率。由此可见,化学原料药生产结晶设备的材质选择,要根据市场环境以及产品需要来进行确定。例如,对于药品的生产需求为腐蚀性较大、易产生锅壁附着以及冷却温度差较小的,结晶设备可采用搪玻璃材质来进行生产。而对于药品的生产需求为腐蚀性不大、晶型较大且需要快速冷却的化学原料药,结晶设备可选择不锈钢材质来控制生产过程中的结晶问题[10] 。
5 化学原料药生产自动化的实现方法
5.1 虚拟智能设计
仅靠对化学原料药的结晶问题控制难以推动医药行业的快速发展,相关建设人员还要将加大实现生产自动化的研究力度。具体来说,可通过模拟技术来提高化学原料药生产工艺流程的直观性,这就使得操作人员能以透明化的方式来进行工艺流程的合理性分析。此外,在这种虚拟的现实世界中,也可以检测未来设备的性能,对其进行优化改进,以节约日后的设备维护保养和维修时间。实际的智能设计,要面向技术服务的对象数据来进行模型建立以及模块化设计。据统计,在采用虚拟技术以及模拟技术后,能够使化学原料药的整个生产过程更加快速和清晰可读。在此技术支持下,相关作业人员就能更有效的控制结晶析出不畅等问题。
5.2 整个生产过程的优化
搅拌设备是生产化学原料药过程中,最主要的机械设备。采用新型的搅拌设备后,不仅能够实现生产建设的节能效果,还能加快反应速度,从而提高生产效率。对于生产材料而言,应避免采用旧材料所带来的产生问题。可采用膜技术以及纳米技术来解决产品生产反应缓慢以及生产效率不高问题。在应用上述科学技术后,化学原料药的生产就能在节省人工以及提高生产安全性的情况下,实现医药行业的现代化建设目标。此外,发达国家之所以依赖发展中国家进口原料药,是由于其生产会带来极大的环境消耗和人工成本使用。随着21世纪的到来,用环境换取经济发展的手段很难实现我国制定的可持续发展国策。基于此,医药行业在进行化学原料药的生产所带来的污染,应采取相应的环境保护措施,以降低经济发展所带来的生态环境影响问题[11] 。
6 结语
综上所述,化学原料药的生产建设人员应在明确化学原料药生产现状以及研究化学原料药生产过程中结晶问题的重要性基础上,开展问题的原因、控制以及解决策略。其中具体的结晶问题控制措施有:结晶温度的有效控制;结晶溶剂的优选;添加晶种,提高结晶稳定性;结晶设备结构的优化;针对性的选择新型结晶设备以及结晶设备材质的优选。此外,相关建设人员还要通过实现化学原料药生产的自动化,来从源头上提高结晶问题的控制有效性。事实证明,只要对结晶问题进行有效控制,就能提高我国化学原料药的生产效率。这样一来,相关建设人员就能将更多的精力投入到实际生产的环境保护工作中。
摘要：针对目前医药行业进行化学原料药生产过程中存在的结晶问题,相关建设人员分析了当前化学原料药的生产使用现状,并通过研究结晶的产生原因来控制原料药的生产影响,其目的是为相关建设人员提供一些理论依据。
关键词：化学原料药,生产结晶问题
参考文献
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工业结晶论文范文第5篇
1 再结晶温度控制要求
1.1 结晶说明
1.1.1 进入反应釜的物料经保温回流后开始冷却结晶, 无反应。整个过程物料的温度-时间关系如表一。
1.1.2 工艺特点
结晶温度滞后严重, 温度控制较为困难。本工艺过程中存在两级滞后, 换热媒介通过换热器加热或冷却存在一定的滞后现象, 换热媒介流经结晶釜夹套, 与结晶釜内物料进行换热又存在着严重的滞后现象。
1.1.3 换热媒介采用冷冻盐水, 此媒介分别在E610 (或E612) 换热器中通过冷冻盐水来冷却, 在E611 (或E613) 换热器中通过蒸汽来加热, 从而间接将R603内的物料加热或冷却。物料的温度控制换热阀门的开关, 从而最终实现如下目的:R602 (或R603) 结晶釜内的物料温度持续按设定曲线变化。
1.2 温度控制单元
1.2.1 换热媒介在R602结晶釜的夹套与E610 (或E612) 、E611 (或E613) 换热器内循环。单元流程如图1所示。
1.3 物料
1.3.1 进入R602 (或R603) 结晶釜物料的初始温度为摄氏80度。
1.3.2 物料相关参数。密度:0.7893千克/升;粘度2.43厘泊 (摄氏20度时) ;沸点:82.4℃;物料总体积约为9500升;比热为2.55KJ/KG.K。
1.3.3 换热系统所处环境为防爆区, 无洁净要求。
1.4 换热媒介
换热媒介为冷冻盐水。最初设计选用的是硅油, 在调试过程中, 因硅油达不到升 (降) 温的要求, 后采用冷冻盐水作为换热媒介。
2 控制方案
2.1 换热媒介泵出口压力控制
换热媒介泵出口压力PI621采用单回路PID控制, 根据泵出口实际测量值与给定值的偏差, 通过换热媒介泵的变频调速控制 () 来实现。
2.2 随动控制系统
结晶温度工艺要求划分为三个阶段, 温度设定曲线由升温阶段 (含回流) , 70℃~82℃;降温中温区, 82℃~53℃;降温低温区, 53℃~2℃三段组成。如图2所示。
经过对控温曲线的分析, 依据温度变化速率, 将控温曲线分解为15条直线段组成。在DCS控制器算法组态中, 根据设定温度折点, 以及折点间的温度变化时间来计算得到斜率, 将折点和相应序号的斜率进行组合, 得到随动控制的温度变化给定值。结晶温度设定界面如图3所示。
2.3 升温阶段
升温阶段 (70℃~82℃) 采用蒸汽来给换热媒介升温, 由TIC60805、TIC_805组成串级调节, 其中TIC60805为串级主回路, TIC_805为串级副回路, 在副回路输出端串入模拟手操器MAN813。根据人工操作经验来事先设定结晶釜夹套入口温度 (TI620) 与随动控制给定值的上、下偏差限值, 釜内物料温度与随动控制给定值的上、下偏差限值, 并根据计算上述偏差值与设定限值进行比较的结果, 来对模拟手操器进行0和1干预, 以确保结晶釜物料温度按设定的温度曲线变化。具体控制算法如图4所示:
2.4 降温中温区
降温中温区 (82℃~53℃) 阶段采用冷冻盐水来给换热媒介降温, 由TIC60804、TIC_804组成串级调节, 其中TIC60804为串级主回路, TIC_804为串级副回路, 在副回路输出端串入模拟手操器MAN803, 具体控制算法与升级阶段类似。
2.5 降温低温区
降温低温区 (53℃~2℃) 阶段采用冷冻盐水直接进入结晶釜夹套换热, 采用单回路PID调节 (TIC605) , 并增加结晶釜内物料温度、结晶釜夹套出口换热媒介温度及随动控制给定值之间的偏差限值作为限制条件来辅助控制, 同时, 结合手动开启冷冻盐水来确保结晶釜物料温度按设定的温度曲线变化。具体控制算法功能图如图5所示。
2.6 结晶温度控制曲线拐点的处理
2.6.1 由回流 (82℃) 阶段转入降温阶段拐点, 根据偏差设置提前关闭蒸汽阀、打开冷冻盐水阀及E611出口球阀, 使换热媒介温度激剧下降, 确保结晶釜物料温度及时进入降温阶段, 贴近设定的降温曲线。
2.6.2 从82℃~62℃的激剧降温转入62℃~61℃的缓慢降温阶段, 根据偏差设置提前关闭冷冻盐水阀、打开蒸汽阀及E610出口球阀, 使换热媒介温度提前升温, 避免结晶釜物料温度下跌, 确保结晶釜物料温度及时进入缓慢降温阶段 (1℃/h) , 贴近设定的降温曲线。
2.6.3 从53℃开始, 通过操作人员手工切换, 将冷冻盐水直接加入结晶釜夹套中, 以便满足53℃后的降温速率。在工53℃~37℃间换热媒介流量调节阀采用限位处理, 将该阀的最大开度制位在20%开度;同时对换热媒介温度设上、下限, 来控制换热媒介流量调节阀, 确保结晶釜物料温度附合设定的降温曲线。
2.6.4 在82℃~82℃的回流阶段及62℃~53℃的缓慢降温阶段, 对温度设定值与换热媒介温度的差值、温度设定值与结晶釜物实温度间的差值都设置了上、下限, 当差值低于下限时关闭冷冻盐水调节阀 (处于升温阶段时, 打开加热蒸汽阀) , 适当打开加热蒸汽阀;当差值高于上限时, 则关闭加热蒸汽阀, 打开冷冻盐水阀, (处于升温阶段时, 关闭加热蒸汽阀) 。
3 结语
针对苯戊醇生产过程中结晶工艺要求, 本文设计的随运控制逻辑算法, 解决了结晶温度控制滞后难题, 可以得到色泽好, 杂质含量低的苯戊醇产品, 提高了结晶提取的质量和效率。
摘要：某制药厂218车间建成的苯戊醇生产装置采用了DCS控制系统, 本文针对其结晶工艺对结晶过程温度的控制要求, 设计科学、合理的控制方案, 解决了结晶温度控制滞后难题, 提升了结晶提取的质量, 提高苯戊醇的产量。
关键词：苯戊醇,结晶,温度控制,控制方案
参考文献
[1] 王常力, 罗安.《分布式控制系统 (DCS) 设计与应用实例》[M].北京:电子工业出版社, 2004, 524-533.