紫外反应装置、紫外反应装置使用方法及紫外反应系统与流程

本申请涉及紫外反应处理的领域，尤其是涉及紫外反应装置、紫外反应装置使用方法及紫外反应系统。

背景技术：

目前，在某些生物原料或者医用原料的制备、生产过程中，需要营造紫外反应环境，例如那曲肝素钙原料在生产的过程中，需要通过紫外线照射，以满足生产所需的紫外催化反应条件。

通常情况下，是采用在反应罐体内布置紫外光源照射的方式，以满足物料的紫外反应条件所需。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有紫外光照射不充分而导致物料反应不充分的缺陷。

技术实现要素：

为了获得更好的紫外反应效果，本申请提供紫外反应装置、紫外反应装置使用方法及紫外反应系统。

第一方面，本申请提供的紫外反应装置，采用如下的技术方案：

紫外反应装置，包括有紫外反应罐以及与紫外反应罐配合使用的紫外反应器，且所述紫外反应罐与紫外反应器连接有供物料循环流动的循环管线；所述紫外反应罐包括有罐身以及均匀分布于罐身内的紫外照射灯具，且所述罐身内还设置有用于搅拌罐身内物料的搅拌机构；所述紫外反应器包括有机架以及架设于机架上的紫外反应灯具，且所述紫外反应灯具与循环管线相连通并通过紫外光照射循环流经紫外反应灯具的物料。

通过采用上述技术方案，物料首先进入紫外反应罐中，在罐身内的紫外照射灯具和搅拌机构的配合作用下，完成第一阶段的紫外反应处理，然后通过循环管线进入紫外反应罐外部的紫外反应器中，并在紫外反应灯具的照射下，完成第二阶段的紫外反应处理。在第一阶段的紫外反应中，利用搅拌机构持续搅拌物料，在搅拌物料的过程中通过紫外照射灯具完成第一阶段的紫外反应，有利于提高第一阶段中的紫外反应充分性；在完成第一阶段的紫外反应后，物料通过循环管线实现在紫外反应罐和紫外反应器之间的循环流动，并通过紫外反应灯具完成第二阶段的紫外反应，进而实现物料的循环多级紫外处理，进一步提高物料紫外反应处理的充分性，进而达到提高紫外反应效果的目的。

优选的，所述紫外照射灯具沿罐身的圆周方向均匀分布并密封安装于罐身的罐底处，所述搅拌机构设置于罐身的罐底中心位置处，且所述搅拌机构的搅拌桨叶高度低于紫外照射灯具安装后的直立高度。

通过采用上述技术方案，紫外照射灯具布置在罐身内，可以与罐身内的物料充分接触，有利于提高第一阶段中物料紫外反应处理的充分性；在此基础上，限制搅拌机构的搅拌桨叶与紫外照射灯具安装高度之间的相对位置关系，在搅拌物料的过程中，物料以搅拌机构为中心向四周扩散，在撞击至罐身的内壁后返回，并在紫外照射灯具的周围形成翻滚运动，有利于进一步提高紫外照射灯具照射物料的充分性。

优选的，所述紫外照射灯具包括有灯管组件和安装组件；所述灯管组件包括有与外部电源相连接的第一紫外灯管以及套设在第一紫外灯管外的石英套管；所述安装组件包括有预先穿设安装在罐身底部的密封套，且所述密封套穿设出罐身的一端螺纹连接有固定件，所述灯管组件穿设安装于密封套内并与固定件相抵接。

通过采用上述技术方案，石英套管起到保护第一紫外灯管的作用；密封套与固定件相配合，实现灯管组件的可拆卸安装，且结构简单，易于实施，具有较好的可实施性；且密封套与灯管组件实现密封配合，不影响紫外反应罐的正常使用。

优选的，所述罐身的罐底外部可拆卸连接有安装架，所述第一紫外灯管的接线端穿设出固定件并卡接于安装架上，再与外部电源相连接。

通过采用上述技术方案，安装架既起到辅助固定灯管组件的作用，又起到便于第一紫外灯管的接线端与外部电源相连接的作用。

优选的，所述紫外反应灯具包括有第二紫外灯管以及套设在第二紫外灯管外的壳体，且所述第二紫外灯管与壳体之间形成有与循环管线相连通供物料流动的中空夹层；多组所述紫外反应灯具平行设置并构成一组紫外灯反应组，两组或多组所述紫外灯反应组串联构成紫外灯反应单元后接入循环管线中，且在同组紫外灯反应组中的所述第二紫外灯管相并联并整体串联接入循环管线中。

通过采用上述技术方案，多组紫外反应灯具并联构成紫外灯反应组，两组或多组紫外灯反应组再串联接入循环管线中，即在第二阶段的紫外反应处理中，采用多级紫外处理的方式提高紫外反应处理的充分性，尽可能降低物料浓度、粘性、品类对于紫外反应的影响；与此同时，采用多级分流的方式，也有利于降低物料在流经紫外反应灯具时，对于第二紫外灯管的冲击。

优选的，所述机架上设置有多组紫外灯反应单元，多组所述紫外灯反应单元相并联并整体串联接入循环管线中。

通过采用上述技术方案，多组紫外灯反应单元并联接入循环管线中，使用者可选择同时接入多组紫外灯反应单元，或者是选择接入一定数量的紫外灯反应单元，具有较好的使用灵活性；同时，物料首先分开流入不同的紫外灯反应单元中，再分流进入紫外灯反应单元的不同紫外灯反应组，以及相同紫外灯反应组的不同紫外反应灯具中，以实现多级式的紫外反应处理，从而达到进一步提高紫外反应充分性和紫外反应作业效率的目的。

第二方面，本申请提提供的紫外反应装置的使用方法，采用如下的技术方案：

紫外反应装置的使用方法，包括有如下步骤，s1.物料输入紫外反应罐中，在紫外照射灯具和搅拌机构配合作用下完成搅拌作业和第一阶段的紫外反应作业；s2.根据实际需求，选择接入多组紫外灯反应单元，或者选择接入单组紫外灯反应单元，或者选择交替接入单组、多组紫外灯反应单元；s3.在第一阶段的紫外反应达到预设时间或达到预设紫外反应要求后，罐身上的物料循环阀门开启，物料经由循环管线在紫外反应罐和紫外反应器中循环流动，完成第二阶段的紫外反应作业。

通过采用上述技术方案，首先由紫外反应罐完成物料的搅拌作业以及第一阶段的紫外反应作业，再根据实际需要选择接入单组、多组的紫外灯反应单元或者交替接入单组、多组的紫外灯反应单元，完成第二阶段的紫外反应作业，并完成物料的循环处理作业。采用循环处理的多级式紫外反应处理模式，以达到提高紫外照射充分性、物料紫外反应充分性以及物料紫外反应作业效率的目的，同时，可以根据实际需求，选择适合的紫外反应器作业模式，以适应种类、粘度、流速等不相同的物料需求，具有较好的适配性。

优选的，在步骤s3物料的紫外循环反应完成后，排出循环物料，并对紫外反应罐和紫外反应器进行原位清洗；在紫外反应罐中采用喷淋清洗的方式完成清洗作业，并采用单边交替清洗的方式完成紫外反应器的清洗作业。

通过采用上述技术方案，采用原位清洗的方式完成紫外反应罐和紫外反应器的清洗作业，不需要进行拆卸和重组作业；且在对紫外反应器进行清洗时，除去对所有紫外反应器同时进行清洗的基本作业模式之外，还有对单一紫外反应器进行清洗，再对另一紫外反应器进行清洗的单边交替式清洗作业模式，以满足清洗液的流速要求，进而达到提高紫外反应器清洗洁净度要求的目的。

第三方面，本申请提供的紫外反应系统，采用如下的技术方案：

紫外反应系统，包括有接入所述紫外反应罐和紫外反应器通过循环管线所构成的循环系统中的cip原位清洗设备，且所述循环管线接入有物料排出管线。

通过采用上述技术方案，在紫外反应系统中，物料在紫外反应罐和紫外反应器之间循环输送，并完成多级式的紫外反应处理，以达到提高紫外反应处理效果和处理效率的目的；同时，采用cip原位清洗设备实现紫外反应系统的原位清洗，具有较好的实用性，并利用物料排出管线实现完成紫外反应处理后的物料的排出作业。

优选的，所述紫外反应罐包括有位于罐身上的温度控制夹层，且所述温度控制夹层接入有温度控制管线。

通过采用上述技术方案，利用温度控制管线和温度控制夹层配合实现保温处理或者降温处理的目的，则紫外反应系统可适用的范围更广。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用紫外反应罐和紫外反应器配合实现两级式的紫外循环反应处理作业，并在此基础上，构建多级式的紫外反应器，进而实现物料的多级循环紫外处理作业模式，进一步提高物料紫外反应处理的充分性，进而达到提高紫外反应效果和紫外反应效率的目的；

2.采用原位在线清洗的方式，并配合单边交替清洗的清洗方法，以达到清洗、灭菌的目的，同时具有较好的清洗便利性；

3.物料在搅拌机构的带动下，在紫外反应罐内上下循环翻滚，提高了紫外照射灯具照射物料的充分性，物料反应均一快速；

4.采用可更换的安装方式，同时可以提高紫外照射灯具拆装的便利性。

附图说明

图1是紫外反应罐的剖面示意图；

图2是主要用于展示紫外照射灯具安装结构以及紫外照射灯具结构的局部剖面示意图；

图3是紫外反应器的结构示意图；

图4是主要用于展示紫外反应灯具结构的局部剖面示意图；

图5是主要用于展示物料在紫外反应器内流向的流向示意图；

图6是紫外反应系统的系统示意图；

图7是紫外反应装置的使用方法流程框图。

附图标记说明：1、紫外反应罐；11、罐身；12、温度控制夹层；13、罐底阀；14、物料循环阀门；2、紫外反应器；21、机架；22、紫外反应灯具；221、第二紫外灯管；222、壳体；223、中空夹层；23、紫外灯反应单元；24、紫外灯反应组；25、分流三通；26、阀门；27、汇流支管；28、进料支管；29、出料支管；3、循环管线；31、连通管线；32、循环泵；4、紫外照射灯具；41、灯管组件；411、第一紫外灯管；412、石英套管；42、安装组件；421、密封套；4211、检漏孔；4212、排水孔；422、锁紧螺帽；423、固定螺帽；424、密封胶圈；425、安装架；4251、水平架；4252、安装螺栓；5、搅拌机构；6、温度控制管线；7、物料排出管线；8、cip原位清洗设备。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种紫外反应装置。

参照图1，紫外反应装置包括有紫外反应罐1和紫外反应器2，紫外反应罐1与紫外反应器2通过循环管线3相连接，并实现物料在紫外反应罐1和紫外反应器2之间的循环流动。物料在紫外反应罐1中完成第一阶段的紫外反应处理作业后，再通过循环管线3流入紫外反应器2中完成第二阶段的紫外反应处理作业，并通过循环管线3实现多级循环式的紫外反应处理作业，进而达到提高物料紫外反应处理作业效果和作业效率的目的。

参照图1，紫外反应罐1包括有罐身11，罐身11直立架设于地面上；罐身11内安装有紫外照射灯具4和搅拌机构5，搅拌机构5安装于罐身11的罐底中心位置处，而紫外照射灯具4安装于搅拌机构5的周侧；搅拌机构5带动罐身11内的物料翻滚，紫外照射灯具4与翻滚的物料充分接触，并完成第一阶段的紫外反应处理作业。

在本申请实施例中，采用磁力搅拌机作为搅拌机构5使用，利用磁力搅拌机的磁力耦合特性，实现传动搅拌的动力输出部分与动力输入部分完全分开，即电机连通减速机与罐身11内的搅拌轴或者搅拌桨叶无接触分开，使得罐身11的罐底部分具有更好的密闭性和完整性。

参照图1，紫外照射灯具4竖直安装固定于罐身11内，且多组紫外照射灯具4以搅拌机构5为中心沿其圆周方向均匀布置于罐身11内的罐底处，并与罐身11的罐底配合构成密封安装结构，在本申请实施例中，紫外照射灯具4的数量为36个。需要注意的是，搅拌机构5的搅拌桨叶高度需要低于紫外照射灯具4在罐身11内安装后的直立高度，且紫外照射灯具4的安装位置需要靠近罐身11的内壁，则物料在搅拌桨叶的带动下可朝向四周波动，并在撞击至罐身11的内壁后，在紫外照射灯具4处形成翻滚运动。物料做翻滚运动，与紫外照射灯具4充分接触，并在紫外线照射下充分反应，物料反应均一快速，有利于提高紫外照射灯具4与物料的接触充分性。

参照图1和图2，紫外照射灯具4包括有灯管组件41和安装组件42，灯管组件41通过安装组件42安装固定于罐身11上，同时实现灯管组件41的罐身11外安装。灯管组件41包括有第一紫外灯管411以及同轴套设在第一紫外灯管411外的石英套管412，石英套管412与第一紫外灯管411之间存在间隙，石英套管412起到阻隔物料与第一紫外灯管411直接接触的作用，同时不会影响紫外光的正常照射。

参照图1和图2，安装组件42包括有预先穿设安装在罐身11底部的密封套421，密封套421竖直穿设出罐身11的底部，并通过锁紧螺帽422锁定安装在罐身11底部位置处。锁紧螺帽422与密封套421竖直穿设出罐身11的一端同轴螺纹连接，并旋紧抵接于罐身11的罐底，从而达到固定密封套421的目的。密封套421竖直穿设出罐身11的底部的一端还同轴螺纹连接有固定件，在本申请实施例中，采用固定螺帽423作为固定件使用；在固定螺帽423旋紧后，灯管组件41可同轴穿设出密封套421并插接在固定螺帽423内，且第一紫外线灯底端的接线端可穿设出固定螺帽423中心的通孔，并与外部电源相连接。

参照图2，密封套421的内壁上嵌设安装有密封胶圈424，密封胶圈424可以为o型圈，且灯管组件41的石英套管412与密封胶圈424弹性挤压构成密封配合，且密封套421穿设出罐身11的套身上开设有检漏孔4211，当检漏孔4211处有液流流出时，则表示存在有泄漏问题；同时，密封套421的顶端处开设形成有排水孔4212，在进行排水作业时，进入至密封胶圈424与石英套管412之间缝隙中的残水可经由该排水孔4212排出。

参照图1和图2，罐身11的罐底外部在每个密封套421的穿设安装位置处锁定安装有安装架425，安装架425包括有水平架4251以及用于锁定水平架4251的安装螺栓4252，水平架4251的两端通过安装螺栓4252锁定安装于罐身11的罐底外部，两安装螺栓4252竖直安装，且安装螺栓4252的两端分别与罐身11的罐底和水平架4251螺纹连接。上述第一紫外线灯的接线端，在穿设出固定螺帽423中心的通孔后，卡接座设于相对应的水平架4251上，且接线端的接线同样穿设水平架4251后再与外部电源相连接，则由水平架4251和安装螺栓4252组装构成的安装架425既可起到辅助固定灯管组件41的作用，又可以起到固定接线端，便于接线端接电的作用。

参照图3，紫外反应器2包括有水平架4251设的机架21，在本申请实施例中，在机架21上并联架设了两组紫外灯反应单元23，每组紫外灯反应单元23均包括有串联的两组紫外灯反应组24，每组紫外灯反应组24均包括有并联的三个紫外反应灯具22，紫外反应灯具22的长度相等，且三个紫外反应灯具22相平行布置。物料首先分流进入两组紫外灯反应单元23中，在紫外灯反应单元23中分流进入第一个紫外灯反应组24的三个紫外反应灯具22中，然后分流进入第二个紫外灯反应组24的三个紫外反应灯具22中，再与流经另外一组紫外灯反应单元23后的物料汇流后重新进入循环管线3中，完成第二阶段的紫外反应处理。

参照图4，紫外反应灯具22包括有包括有第二紫外灯管221，第二紫外灯管221外同轴套设安装有壳体222，且壳体222与第二紫外灯管221之间形成有供物料流经的中空夹层223，物料在流经该中空夹层223时完成第二阶段的紫外反应处理。其中，紫外反应灯具22的单根灯管的功率为20w，总功率可以达到720w。

参照图3和图5，紫外灯反应组24的三个紫外反应灯具22的两端通过分流三通25实现并联，且同一紫外灯反应单元23的两个紫外灯反应组24通过汇流支管27串联连通，汇流支管27与分流三通25相连接，而两紫外灯反应单元23通过进料支管28和出料支管29并联连通，进料支管28和出料支管29再与循环管线3相连通，且进料支管28和出料支管29上均安装有两阀门26，进料支管28、出料支管29上的阀门26用于选择接入相对应的紫外灯反应单元23。

参照图6，循环管线3包括有用于连接紫外反应罐1和紫外反应器2的连通管线31，且连通管线31上接入有用于驱动物料流动的循环泵32；紫外反应罐1的罐顶开设有用于输入物料的进料口，且罐身11的底部平封头采用cnc整体加工，罐底安装有罐底阀13，罐底阀13位于罐底的最低点，以控制物料残留，罐底阀13用于控制物料的排出。

本申请实施例一种紫外反应装置的实施原理为：物料首先进入紫外反应罐1中，在紫外照射灯具4与搅拌机构5配合下完成搅拌作业和第一阶段的紫外反应处理作业，然后经由循环管线3进入紫外反应器2中，在紫外反应灯具22的照射下完成第二阶段的紫外反应处理作业，并在紫外反应罐1和紫外反应器2两者实现物料循环处理，从而达到提高物料紫外反应处理效果和紫外反应处理效率的目的。

本申请实施例还公开一种紫外反应系统。

参照图6，一种紫外反应系统，包括有用过循环管线3实现循环紫外反应处理作业的紫外反应罐1和紫外反应器2，且紫外反应罐1连接有cip原位清洗设备8。当完成物料的紫外处理反应后，需要进行清理作业时，cip原位清洗设备8开启与紫外反应罐1相连接，清洗液流经由紫外反应罐1内的喷淋球喷淋清洗罐身11以及内部的紫外照射灯具4、搅拌机构5，且清洗液流可经由循环管线3流入紫外反应器2的各个紫外反应灯具22中，并实现循环清洗，再通过cip原位清洗设备8自身与罐身11相连接的管线回流，完成原位清洗作业。

罐身11的罐底以及循环管线3上均可接入物料排出管线7，并根据实际需求选择接入合适的物料排出管线7。当选择罐身11的罐底位置处的物料排出管线7时，即不选择接入紫外反应器2，而是通过紫外反应罐1单独进行紫外反应处理作业，而选择循环管线3上的物料排出管线7，则是选择接入紫外反应器2，实现多级循环的紫外反应处理作业。

紫外反应罐1的罐身11上设置有温度控制夹层12，且控制控制夹层接入有温度控制管线6，温度控制管线6与外部温度调节介质源相连接，以实现对紫外反应罐1反应温度的调节。

本申请实施例还公开一种紫外反应装置的使用方法。

参照图7，紫外反应装置的使用方法，包括有如下步骤：

s1.物料经由进料口输入紫外反应罐1的罐身11中，在36个紫外照射灯具4和搅拌机构5配合作用下完成搅拌作业和第一阶段的紫外反应作业；

s2.根据实际需求，通过控制阀门26的开启和闭合的方式，选择接入多组紫外灯反应单元23，或者选择接入单组紫外灯反应单元23，或者选择交替接入单组、多组紫外灯反应单元23；

s3.在第一阶段的紫外反应达到预设时间或达到预设紫外反应要求后，罐身11的罐底位置处的物料循环阀门14开启，物料经由循环管线3在紫外反应罐1和紫外反应器2中循环流动，完成第二阶段的紫外反应作业。

s4.在物料的紫外循环反应完成后，罐底阀13开启，排出循环物料，并对紫外反应罐1和紫外反应器2进行原位清洗；且在紫外反应罐1中采用喷淋球喷淋清洗的方式完成清洗作业，并采用单边交替清洗的方式完成紫外反应器2的清洗作业，以满足清洗液流的流速要求。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。