在中藥提取液濃縮、果汁濃縮、植物提取液蒸發(fā)、發(fā)酵液濃縮等生產(chǎn)中，需要將大量稀料液去除水分得到較高濃度的濃縮液，同時(shí)希望濃縮溫度較低以保護(hù)熱敏性有效成分。球形濃縮器采用球形罐體夾套加熱、真空負(fù)壓蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在真空低溫條件下完成料液蒸發(fā)濃縮，并可配置回流比進(jìn)行溶劑回收，是醫(yī)藥、食品、輕工行業(yè)常用的蒸發(fā)濃縮設(shè)備。
一、開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備與稀液進(jìn)料
設(shè)備開(kāi)機(jī)前先檢查球形濃縮鍋、汽液分離器、冷凝器、冷卻器、受液罐各連接部位卡箍或法蘭是否緊固，密封墊是否完好，閥門(mén)開(kāi)關(guān)是否處于正確位置，真空管路、蒸汽管路、冷卻水管路是否接通順暢。
確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常后，關(guān)閉濃縮鍋底部出料閥，打開(kāi)進(jìn)料閥，將待濃縮的稀料液通過(guò)進(jìn)料口加入球形濃縮鍋內(nèi)，加入量控制在鍋體有效容積范圍內(nèi)，避免液位過(guò)高導(dǎo)致蒸發(fā)時(shí)料液被蒸汽夾帶沖入分離器。進(jìn)料完成后關(guān)閉進(jìn)料閥，蓋好人孔并鎖緊密封。
二、真空建立與夾套加熱
啟動(dòng)真空系統(tǒng)(水環(huán)真空泵或水力噴射器)，打開(kāi)真空管路閥門(mén)，對(duì)濃縮鍋、汽液分離器、冷凝器、受液罐整組設(shè)備抽真空，待系統(tǒng)內(nèi)真空度達(dá)到工藝要求后，向球形鍋體外夾套緩慢通入加熱蒸汽(或熱水)。
蒸汽在夾套內(nèi)沿鍋壁放熱，熱量通過(guò)球形鍋壁傳遞給鍋內(nèi)料液，將料液加熱到真空狀態(tài)下的沸騰溫度。夾套蒸汽壓力可通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)，控制料液加熱溫度，在負(fù)壓下料液可在低于常壓沸點(diǎn)的溫度下沸騰蒸發(fā)，避免高溫破壞料液中熱敏性有效成分。夾套內(nèi)的蒸汽冷凝水從疏水閥及時(shí)排出，保障夾套換熱效率。
三、料液蒸發(fā)與汽液分離
料液受熱后開(kāi)始沸騰，水分(或溶劑)汽化形成二次蒸汽從料液中逸出，沿罐內(nèi)向上流動(dòng)進(jìn)入汽液分離器。二次蒸汽上升過(guò)程中會(huì)夾帶部分料液霧滴，汽液分離器通過(guò)擋板或離心結(jié)構(gòu)將上升氣流中夾帶的液滴攔截下來(lái)，液滴在重力作用下回流到球形鍋內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)，避免料液被帶入冷凝器造成物料損失與溶劑污染。
經(jīng)過(guò)汽液分離后的二次蒸汽繼續(xù)上升進(jìn)入冷凝器，鍋內(nèi)料液隨著水分不斷蒸發(fā)濃度逐步提高，球形鍋體大曲率球形底面讓料液在鍋內(nèi)自然循環(huán)，換熱面料液流動(dòng)順暢，不易出現(xiàn)結(jié)焦粘壁現(xiàn)象。濃縮過(guò)程中可通過(guò)鍋體視鏡觀察料液沸騰狀態(tài)與濃縮程度，根據(jù)料液特性適當(dāng)調(diào)整加熱蒸汽壓力與真空度，維持平穩(wěn)蒸發(fā)。
四、二次蒸汽冷凝與溶劑回收
進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽與管程內(nèi)流動(dòng)的冷卻水進(jìn)行熱交換，二次蒸汽放熱冷凝成液態(tài)溶劑(水或有機(jī)溶劑)，冷凝液沿管路流入冷卻器進(jìn)一步冷卻后，流入下方受液罐收集儲(chǔ)存。
若為水溶液濃縮，冷凝水可收集處理后排放或回用；若為酒精等有機(jī)溶劑提取液濃縮，受液罐收集的有機(jī)溶劑達(dá)到一定量后可回收再用于提取工序，降低溶劑消耗。冷卻水在冷凝器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量保證二次蒸汽冷凝充分。
五、濃縮完成與濃液出料
持續(xù)蒸發(fā)濃縮至料液達(dá)到目標(biāo)濃度后，先關(guān)閉夾套加熱蒸汽，停止加熱，繼續(xù)保持真空一小段時(shí)間讓鍋內(nèi)剩余溶劑繼續(xù)蒸發(fā)；隨后緩慢破除系統(tǒng)真空，待鍋內(nèi)外壓力平衡后，打開(kāi)鍋底出料閥，將濃縮好的成品濃液從鍋底放出到收料容器。球形鍋底設(shè)計(jì)讓濃縮液排料順暢，鍋底殘留少，出料完成后關(guān)閉出料閥。
若需要進(jìn)行酒精回收或芳香油回收，可通過(guò)調(diào)節(jié)回流比，讓部分冷凝液回流到濃縮鍋內(nèi)，在濃縮的同時(shí)完成溶劑精餾回收，提高回收溶劑濃度。
六、清洗收尾
每批次濃縮結(jié)束后，向鍋內(nèi)加入清洗水或清洗液，開(kāi)啟夾套加熱煮沸清洗，將鍋壁、汽液分離器、冷凝器內(nèi)殘留的料液與結(jié)垢清洗干凈，排凈清洗廢水后用清水沖洗至潔凈，避免殘留料液腐敗或結(jié)垢影響下次使用。定期檢查密封件老化情況與疏水閥工作狀態(tài)，保持設(shè)備真空度與換熱效率穩(wěn)定。球型濃縮器蒸發(fā)溫度低、料液受熱時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔易清潔，特別適合中藥提取液、熱敏性料液的中小批量真空濃縮作業(yè)。
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