中药蒸发浓缩过程设备及的热能利用ppt课件.ppt

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1、中药蒸发浓缩过程设备及热能利用11.概述在中药制药工业等众多的行业中，通常要遇到将溶液蒸浓的工业操作。这种借加热作用使溶液中一部分溶剂汽化因而获得浓缩的过程称为蒸发过程。蒸发的目的是为了使溶液中的溶剂汽化，这种情况下，要求溶剂具有挥发性而溶液中的溶质则不应具有挥发性。22.蒸发的基本理论按照分子运动学说，当溶液受热时，靠近加热面的分子获得的动能胜过分子间的吸引力，故逸向液面上的空间，变为自由分子，这就称为气化。因气化而生成的蒸汽，倘若在逸向空间后不予除去，则蒸汽与溶液将渐渐趋于平衡状态，使气化不能继续进行。所以进行蒸发

2、的必备条件为热能的不断供给和所产生的蒸汽不断排除。32.蒸发的基本理论在蒸发过程中，溶液中溶剂的气化可分为在沸点时的气化与低于沸点时的气化，前者的速率远超过后者，所以工业上的蒸发都在沸腾情况下进行的。在沸腾情况下进行溶剂的蒸发，仍需要热能的不断供给。蒸发单位重量溶剂所需的热量，称为蒸发潜热，或气化潜热。如果是水溶液则溶剂为水。工业上采用的热源通常为水蒸汽，所以遇到水溶液的蒸发时，一方面用蒸汽作为热源以供给热能，另一方面则水溶液本身蒸发时也产生蒸汽，为易于区别，前者称为加热蒸汽，后者称为二次蒸汽。43.中药蒸发浓缩设备蒸

3、发设备是实现蒸发操作的基础。随着工业的需要和发展，蒸发器构造的形式也逐步改进。先以横管加热式取代了夹套加热式，再改进成为竖管加热式，而后者在广泛使用中又继续得到改进，为了避免溶液静压强的影响，创造了液膜蒸发器，为了提高生产强度，又创造了加热室在外的蒸发器和强制循环蒸发器。此外，节省加热蒸汽的办法，除了将二次蒸汽加以利用成为多效蒸发外，还可借二次的绝热压缩，使其温度升高而能再度用于原蒸发器，以作为加热蒸汽，如此操作的蒸发器称为热泵蒸发器。这些改进和创造，都以蒸发的基本原理以及与其生产强度有关的许多因素的研究为依据。53.

4、1.蒸发设备的类型1.加热面形状和位置——夹套、蛇管、直管、加热室在内或在外；2.蒸发器本身的放置方法——横卧、竖立、倾斜。3.溶液的循环方法——自然循环、强制循环。6敞口倾倒式夹套蒸发锅这类蒸发锅是中药制药厂早期应用较多的一类，用来蒸发及熬浓提取液，其结构如图所示。它是一个圆底开口容器，底部设有夹层，内通蒸汽加热，使物料在常压下煮沸蒸发浓缩。夹套外侧两端附有耳轴，耳轴一端进蒸汽，另一端排除冷凝水。蒸发锅用轴承支持，轴经过蜗轮装置用人工可使锅反转，以将锅中浓缩的料液或清洗水倾倒排出。此蒸发锅对料液的粘度范围适应很广，清

5、洗简便，但传热面积有限，由于是开口蒸发，排放的蒸汽对环境卫生有一定影响。7敞口倾倒式夹套蒸发锅8NZ真空浓缩器真空浓缩是指在密闭的容器中，通过抽真空以降低容器内部的压力，使液体沸腾温度降低的蒸发操作，它具有温度低，蒸发速度快，可防止热敏性物料的分解失效。一般减压后的温度在40~60℃时溶液就可沸腾。真空浓缩罐有采用搪玻璃反应釜改制成的，也有用不锈钢制造。此设备结构简单，操作方便，但处理量较小，料液受热时间较长。夹套式真空浓缩罐是中药生产中普遍采用的一种蒸发器。常用的有NZ真空浓缩器系列，它主要包括夹套浓缩罐、第一冷凝器

6、、汽液分离器、第二冷凝器、冷却器、受液罐六个部件组成,全部由不锈钢制成。如图所示。9NZ真空浓缩器1011外循环式蒸发器外循环蒸发器的特征在于加长的加热管（管长与直径之比L/D=50~100），并使加热室安装在蒸发器的外面，这样就可以减低蒸发器的总长度，同时循环管没有受到蒸汽加热，使溶液的自然循环速度较快（循环速度可达1.5m/s）。其外形结构如图12外循环式蒸发器1314外循环式蒸发器的工业生产装置15降膜式蒸发器降膜式蒸发器其结构如图所示。物料加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。在管内被加热汽化，被汽

7、化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到完成液。16降膜式蒸发器17升膜式蒸发器升膜式蒸发器如图，其加热管束很长，可达3~10米。溶液由加热管底部进入，并将液面维持在较低的位置，溶液被加热沸腾而汽化，因而产生大量的二次蒸汽泡沫，发生向上的推进作用，最终液体被上升的蒸汽拉成环状薄膜，沿壁向上运动，非常剧烈，气液混合物由管口高速冲出，这时溶液与泡沫的混合物在管中的速度可达20m/s。这种高速度具有以下两个优点：（1）增加沸腾给热系数，因此传热系数可以很大；（2）结垢不易生成，从而可以减慢蒸发器在操作期间因结垢

8、的生成而减小传热系数的现象。被浓缩的液体经气液分离器后即排出蒸发器。18升膜式蒸发器19刮板蒸发器这种蒸发器专为高粘度溶液的蒸发而设计的。蒸发器的加热管为一根较粗的直立圆管，中、下部设有两个夹套进行加热，圆管中心装有旋转刮板。刮板的型式有两种，一种是固定间隙式，刮板端部与加热管内壁留有约1mm左右的间隙。另一种是可摆动式转子，刮板