中药生产中的蒸发设备概述

中药生产中的蒸发系指药液中的部分溶剂在沸腾状态下汽化与不挥发成分分离,药液浓缩的过程,所以又常把蒸发称为浓缩。若提取液中有效成分多为易挥发性成分,则应在提取时将挥发性成分分离开。中药提取液的蒸发浓缩,是中药生产的重要单元操作,用来进行蒸发的设备称为蒸发器。


选择中药浓缩设备时应注意中药有效成分有许多是热敏性物质,易结焦、起泡,浓缩比高、小批量、多品种的特点,尽量采用沸点低、受热时间短、传热性好、易清洗的工艺和设备。


一、蒸发原理


蒸发是通过用直火加热、电加热、太阳能加热及蒸汽间接加热等方法向提取液提供热量,使溶剂蒸发。目前中药制药生产常以水蒸气为热源,被蒸发的溶液多为中药水提液,只要是由药液中蒸发出的水蒸气都被称为二次蒸汽。加热蒸汽通过金属间壁的热传导,释放出凝缩潜热加热间壁另一侧的药液使其沸腾汽化而自身被冷凝。


二、蒸发流程


在中药制药工业中,蒸发操作消耗能量较多,二次蒸汽可再利用,以达到节约能源、降低成本的目的。近10年来充分利用二次蒸汽的多效蒸发在中药生产中应用较广。


(一)单效蒸发


在蒸发操作中药液所产生的二次蒸汽不再利用的称为单效蒸发,所用的各类蒸发器都称为单效蒸发器,其药液经金属间壁加热蒸汽加热汽化,汽液分离后二次蒸汽直接排放,顺流放至大气。


(二)多效蒸发


经热量衡算,蒸发操作中消耗的加热蒸汽与蒸出的二次蒸汽的潜热值是相近的,显然二次蒸汽还含有较多的热量,若不加以利用是很不经济的,为了提高加热蒸汽的经济程度,即提高每公斤加热蒸汽所能蒸发水的公斤数,可采用多效蒸发操作。通入加热蒸汽的蒸发器称为一效蒸发器,以一效蒸发器产生的二次蒸汽作为加热蒸汽的蒸发器,则称为二效蒸发器,以二效产生的二次蒸汽作为加热蒸汽的蒸发器称为三效蒸发器,其余依次类推。按蒸汽与药液的相对流向的不同,多效蒸发有顺流法、逆流法、平流法之分。


1、顺流法


三效蒸发流程,由于药液与蒸汽的流向相同,依次由一效流至三效,故称为顺流法。各效的操作压力和温度都是后一效低于前一效,所以药液可利用压力差进行各效间的自动输送,药液进入后一效时,可以自蒸发出一部分二次蒸汽。其缺点是后一效温度较前一效低、药液黏度较前一效高,所以传热系数较前一效低,从而降低蒸发器的总传热系数,影响蒸发器的传热速率。


2、逆流法


蒸汽流向与药液流向相反,药液由第三效进入,依次用泵进入前一效。溶液需用泵输送,并且料液由后效送至前效后,需消耗一定的热量将其加热至沸点。其优点是药液由后效进入前效浓度增加,温度也增加,所以药液的黏度各效间相差不大,可提高总传热系数。缺点是药液在各效间用泵转移需消耗一定的能量。此法适宜浓缩黏度随浓度的增高而剧烈增加的中药液,但不适宜于含较多热敏性成分药液的浓缩。


3、平流法


各效都分别加入药液和放出浓缩的完成液,平流法适用于浓缩时易析出结晶物料的蒸发。


多效蒸发各效均有温差损失,其有效温度差低于单效的有效温度差。根据经验,每公斤加热蒸汽所能蒸出的水分量的公斤数:单效为0.91;双效为1.76;三效为2.50;四效为3.33;五效为3.71等。因此,多效蒸发的效数应从蒸汽经济程度的提高幅度与增加的设备投资费进行综合分析。一般2-4效为宜。


中药提取液的三效节能蒸发浓缩流程。三效外加热式真空浓缩器,设备性能良好,蒸发率比单效提高1.85倍。能耗降低75%。一效蒸发温度为87℃,二效蒸发温度为70℃,三效蒸发温度为57℃,蒸发温度比传统方法低13-43℃,蒸发受热时间缩短到1/3。一般一年就可以从节能费中收回设备投资费。

来源:废旧头条
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