第三章第二節(jié)藥液的濃縮設(shè)備ppt課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 藥液的濃縮設(shè)備藥液的濃縮設(shè)備 一.藥液濃縮的根本原理 藥液的濃縮在化工操作單元中稱為蒸發(fā)，因其含義更為廣泛，故下面均稱為蒸發(fā)。 一蒸發(fā)的定義 蒸發(fā)是經(jīng)過汽化除去溶液中溶媒的操作過程。 在藥劑消費(fèi)中蒸發(fā)主要在運(yùn)用于三個(gè)方面：藥液的濃縮；回收浸出操作的有機(jī)溶媒；制取飽和溶液，為溶質(zhì)析出結(jié)晶發(fā)明條件。二蒸發(fā)的分類二蒸發(fā)的分類 1.按加熱的方式可分為直接加熱與間接加熱蒸發(fā)。直接加熱蒸發(fā)是將熱載體直接通按加熱的方式可分為直接加熱與間接加熱蒸發(fā)。直接加熱蒸發(fā)是將熱載體直接通入溶液之中，使溶劑汽化；間接加熱蒸發(fā)是熱能經(jīng)過間壁傳給溶液。入溶液之中，使溶劑汽化；間接加熱蒸發(fā)是熱能經(jīng)過間壁傳給溶液。

2、 2.按操作在力大小分可為常壓蒸發(fā)，加壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)。按操作在力大小分可為常壓蒸發(fā)，加壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)。 3.按蒸發(fā)的效數(shù)可分為單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)按蒸發(fā)的效數(shù)可分為單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā) 。降膜式單效蒸發(fā)流程圖外循環(huán)單效蒸發(fā)器 三.多效蒸發(fā) (一) 多效蒸發(fā)的原理 多效蒸發(fā)是將一個(gè)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽通入另一個(gè)蒸發(fā)器加熱蒸汽運(yùn)用，由于所產(chǎn)生的二次蒸汽的壓強(qiáng)和溫度都比原加熱蒸汽為低，但只需第二個(gè)蒸發(fā)器的料液壓強(qiáng)和沸點(diǎn)比第一個(gè)為低存在溫差，既可用來加熱，此時(shí)第二個(gè)蒸發(fā)器的加熱室相當(dāng)于第一個(gè)蒸發(fā)器產(chǎn)生二次蒸汽的冷凝器。第一個(gè)蒸發(fā)器稱一效，第二個(gè)蒸發(fā)器稱二效。如二效產(chǎn)生地二次蒸汽再做另一個(gè)蒸發(fā)器的加熱蒸

3、汽運(yùn)用那么是三效了,這就是多效蒸發(fā)的原理。 二二 多效蒸發(fā)的流程多效蒸發(fā)的流程 按加熱蒸汽和二次蒸汽走向與原料液走向的相對(duì)關(guān)系，多效蒸發(fā)的流程可分為并流按加熱蒸汽和二次蒸汽走向與原料液走向的相對(duì)關(guān)系，多效蒸發(fā)的流程可分為并流操作，逆流操作和平流操作三種流程。操作，逆流操作和平流操作三種流程。1.并流流程并流流程1定義：溶液與二次蒸汽的流向都一樣。定義：溶液與二次蒸汽的流向都一樣。2優(yōu)點(diǎn)：前一效的溶液可在此壓強(qiáng)差下，優(yōu)點(diǎn)：前一效的溶液可在此壓強(qiáng)差下，自動(dòng)流入后一效蒸發(fā)器中。省去效間溶液加自動(dòng)流入后一效蒸發(fā)器中。省去效間溶液加壓泵安裝壓泵安裝 。3缺陷：后效的溶液濃度大，粘度也大，缺陷：后效的溶液

4、濃度大，粘度也大，傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)K值較小。值較小。2.逆流流程逆流流程1定義：溶液與二次蒸汽的流向相反。定義：溶液與二次蒸汽的流向相反。2優(yōu)點(diǎn)：后效溶液濃度增大優(yōu)點(diǎn)：后效溶液濃度增大 。3缺陷：溶液不能自動(dòng)從后效進(jìn)入到前一效，因此必需由效間加壓將溶液泵入各效缺陷：溶液不能自動(dòng)從后效進(jìn)入到前一效，因此必需由效間加壓將溶液泵入各效蒸發(fā)器蒸發(fā)器 。3.平流流程平流流程1定義：進(jìn)入每效蒸發(fā)器的料液都是新穎原料液，只是加熱蒸汽除第一效外，皆是定義：進(jìn)入每效蒸發(fā)器的料液都是新穎原料液，只是加熱蒸汽除第一效外，皆是前一效的二次蒸汽。前一效的二次蒸汽。2適用：流程只適用于在蒸發(fā)過程中有結(jié)晶析出的過程，由于料

5、液中一旦有固體析適用：流程只適用于在蒸發(fā)過程中有結(jié)晶析出的過程，由于料液中一旦有固體析出，那么不能在多效間保送出，那么不能在多效間保送 。三三 多效蒸餾水機(jī)多效蒸餾水機(jī) 用途：針劑中的蒸餾水的制備。用途：針劑中的蒸餾水的制備。 原料：去離子水原料：去離子水 。多效蒸餾水機(jī)任務(wù)原理 多效蒸餾水機(jī) 四、蒸發(fā)設(shè)備組成：蒸發(fā)器根本上是由加熱室，分別室和除沫器三部分組成。加熱室可分夾套式，蛇管式和管殼式三種。目前多用管殼式，加熱蒸汽走管間，料液走管內(nèi)。 分別室也稱蒸發(fā)室，分別室的作用是將加熱室產(chǎn)生的夾有霧沫的二次蒸汽與霧滴分開，多是位于加熱室上方的一個(gè)較大的空間。 除沫器分內(nèi)置外置二種，作用是阻止細(xì)小液

6、滴隨二次蒸汽溢出。從構(gòu)造上除沫器可分為離心式、擋板式和絲網(wǎng)式等。夾套式蛇管式管殼式換熱器蒸發(fā)器 波紋形除沫器一敞開式夾層罐一敞開式夾層罐圖圖318所示為一敞口蒸罐，是典型的常壓設(shè)備。所示為一敞口蒸罐，是典型的常壓設(shè)備。任務(wù)原理：加熱蒸汽通入夾套，冷凝水從夾套底部排除，產(chǎn)生的二次蒸汽直接排放在大氣任務(wù)原理：加熱蒸汽通入夾套，冷凝水從夾套底部排除，產(chǎn)生的二次蒸汽直接排放在大氣中。蒸發(fā)操作終了后，完成液的排出可經(jīng)過夾層缸支撐軸上的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄即中。蒸發(fā)操作終了后，完成液的排出可經(jīng)過夾層缸支撐軸上的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄即可使缸體傾斜，而將完成液倒出?？墒垢左w傾斜，而將完成液倒出。可傾式夾層

7、罐二循環(huán)式蒸發(fā)器二循環(huán)式蒸發(fā)器 1.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器中央循環(huán)管式蒸發(fā)器任務(wù)原理：加熱室為一管殼式換熱器，換熱器中央裝一管徑比列管大得多的中央循環(huán)管。任務(wù)原理：加熱室為一管殼式換熱器，換熱器中央裝一管徑比列管大得多的中央循環(huán)管。由于管徑大，管內(nèi)橫截面積大，單位體積溶液的傳熱面積小，接受的熱量就少，溫度相對(duì)由于管徑大，管內(nèi)橫截面積大，單位體積溶液的傳熱面積小，接受的熱量就少，溫度相對(duì)較低，中央管的液體密度相對(duì)列管中液體較大，這樣在加熱室內(nèi)構(gòu)成了液體從各管上升，較低，中央管的液體密度相對(duì)列管中液體較大，這樣在加熱室內(nèi)構(gòu)成了液體從各管上升，從中央管下降的自然循環(huán)。從中央管下降的自然循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)

8、單，設(shè)備緊湊，便于清理檢修。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)備緊湊，便于清理檢修。適用范圍：適用于粘度較大的料液。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器又稱為規(guī)范式蒸發(fā)器。適用范圍：適用于粘度較大的料液。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器又稱為規(guī)范式蒸發(fā)器。 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 2.懸筐式蒸發(fā)器 比較：與中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的不同？特點(diǎn)：蒸發(fā)器的循環(huán)效果比中央循環(huán)管的要好，但構(gòu)造較復(fù)雜，價(jià)錢較昂貴。適用范圍：適用于易結(jié)垢或有結(jié)晶析出的溶液。 3.外加熱式蒸發(fā)器 任務(wù)原理：受熱后沸騰溶液從加熱室上升至蒸發(fā)室，分別出的液體部分經(jīng)循環(huán)管前往加熱室。因循環(huán)管內(nèi)液體不受熱，使此處料液密度比加熱室料液大很多，故而加快了循環(huán)速率，流速可高達(dá)115m/s，傳熱

9、系數(shù)也相應(yīng)提高至14003500w/m2K。特點(diǎn)：此種蒸發(fā)器與前者相比除有較高的傳熱速率外，尚能降低整個(gè)蒸發(fā)器的高度，順應(yīng)才干強(qiáng)，但構(gòu)造不緊湊，熱效率教低。WZI型外加熱式真空蒸發(fā)器 4.強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器特點(diǎn)：是蒸發(fā)速率較高，料液能很好的循環(huán)。特點(diǎn)：是蒸發(fā)速率較高，料液能很好的循環(huán)。適用：粘度大易出結(jié)晶、泡沫和污垢的料液；適用：粘度大易出結(jié)晶、泡沫和污垢的料液；缺陷：添加了動(dòng)力設(shè)備和動(dòng)力耗費(fèi)。缺陷：添加了動(dòng)力設(shè)備和動(dòng)力耗費(fèi)。強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器任務(wù)原理強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器任務(wù)原理強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器 三單程式蒸發(fā)器三單程式蒸發(fā)器熱性物料的濃縮如采用循環(huán)式的蒸發(fā)器就不適宜了，由于循環(huán)式蒸發(fā)器的料液在不

10、斷循環(huán)熱性物料的濃縮如采用循環(huán)式的蒸發(fā)器就不適宜了，由于循環(huán)式蒸發(fā)器的料液在不斷循環(huán)加熱才干構(gòu)成完成液，致使料液受熱時(shí)間長(zhǎng)，影響藥物的質(zhì)量，故需求采用一種物料受熱加熱才干構(gòu)成完成液，致使料液受熱時(shí)間長(zhǎng)，影響藥物的質(zhì)量，故需求采用一種物料受熱時(shí)間短至幾秒鐘，就能到達(dá)濃縮要求的蒸發(fā)設(shè)備，單程式蒸發(fā)器就能滿足這一要求。時(shí)間短至幾秒鐘，就能到達(dá)濃縮要求的蒸發(fā)設(shè)備，單程式蒸發(fā)器就能滿足這一要求。 1.升膜式蒸發(fā)器升膜式蒸發(fā)器任務(wù)原理：當(dāng)管內(nèi)的原料液被加熱時(shí)，貼近管壁處的料液受熱沸騰后產(chǎn)生氣泡，在繼續(xù)任務(wù)原理：當(dāng)管內(nèi)的原料液被加熱時(shí)，貼近管壁處的料液受熱沸騰后產(chǎn)生氣泡，在繼續(xù)受熱后，小氣泡聚集成大氣泡，既

11、而氣泡破裂構(gòu)成二次蒸汽柱，并急速上升，管內(nèi)的液受熱后，小氣泡聚集成大氣泡，既而氣泡破裂構(gòu)成二次蒸汽柱，并急速上升，管內(nèi)的液體被迅速上升的氣體拉曳，在管壁構(gòu)成液膜且隨蒸汽而上升，此時(shí)的形狀稱為爬膜。繼體被迅速上升的氣體拉曳，在管壁構(gòu)成液膜且隨蒸汽而上升，此時(shí)的形狀稱為爬膜。繼續(xù)加熱時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽越來越多，上升的氣流速度進(jìn)一步加大，管壁上的料液隨蒸汽續(xù)加熱時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽越來越多，上升的氣流速度進(jìn)一步加大，管壁上的料液隨蒸汽分開液膜變成噴霧流，此時(shí)管壁上的液膜變得更薄。薄膜蒸發(fā)器最好的操作形狀就是爬分開液膜變成噴霧流，此時(shí)管壁上的液膜變得更薄。薄膜蒸發(fā)器最好的操作形狀就是爬膜和噴霧流。膜和噴霧流

12、。 任務(wù)條件：普通的薄膜蒸發(fā)構(gòu)成爬膜的條件為：溶液應(yīng)預(yù)熱到接近沸點(diǎn)溫度；常壓蒸發(fā)時(shí)任務(wù)條件：普通的薄膜蒸發(fā)構(gòu)成爬膜的條件為：溶液應(yīng)預(yù)熱到接近沸點(diǎn)溫度；常壓蒸發(fā)時(shí)二次蒸汽在管內(nèi)的流速要在二次蒸汽在管內(nèi)的流速要在2050m/s之間，減壓蒸發(fā)在之間，減壓蒸發(fā)在100160m/s之間；加熱蒸汽與料之間；加熱蒸汽與料液的溫度差應(yīng)為液的溫度差應(yīng)為2035K。 特點(diǎn)：升膜式蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可達(dá)特點(diǎn)：升膜式蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可達(dá)6006000w/m2K。蒸發(fā)量非常大。蒸發(fā)量非常大。適用范圍：適用于較稀溶液的濃縮，不適用于粘度大及易結(jié)晶或結(jié)垢的料液的蒸發(fā)。適用范圍：適用于較稀溶液的濃縮，不適用于粘度大及易結(jié)晶

13、或結(jié)垢的料液的蒸發(fā)。 單效升膜式蒸發(fā)器單效升膜式蒸發(fā)器 三效升膜式蒸發(fā)器三效升膜式蒸發(fā)器 2.降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器任務(wù)原理：其料液與二次蒸汽運(yùn)轉(zhuǎn)方向與升膜蒸發(fā)器相反，從蒸發(fā)器上方進(jìn)料，料液經(jīng)過任務(wù)原理：其料液與二次蒸汽運(yùn)轉(zhuǎn)方向與升膜蒸發(fā)器相反，從蒸發(fā)器上方進(jìn)料，料液經(jīng)過液體均布器，平均流入各列管，料液靠重力和二次蒸汽的共同作用呈膜狀由上至下流動(dòng)。液體均布器，平均流入各列管，料液靠重力和二次蒸汽的共同作用呈膜狀由上至下流動(dòng)。二次蒸汽夾帶完成液從蒸發(fā)器下部進(jìn)入分別器，完成液從分別器底部放出。二次蒸汽夾帶完成液從蒸發(fā)器下部進(jìn)入分別器，完成液從分別器底部放出。特點(diǎn)：降膜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)比升膜蒸發(fā)器

14、要小，約為特點(diǎn)：降膜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)比升膜蒸發(fā)器要小，約為11003000w/m2K。但由于流液。但由于流液方向與重力一致，故流速更快，在蒸發(fā)器中停留時(shí)間更短。方向與重力一致，故流速更快，在蒸發(fā)器中停留時(shí)間更短。適用范圍：因此更適用于熱敏性物料的蒸發(fā)操作。同時(shí)也可適用于粘度較高的料液的濃縮適用范圍：因此更適用于熱敏性物料的蒸發(fā)操作。同時(shí)也可適用于粘度較高的料液的濃縮操作。操作。單效降膜式蒸發(fā)器單效降膜式蒸發(fā)器三效降膜式蒸發(fā)器三效降膜式蒸發(fā)器 3.回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器 任務(wù)原理：料液從殼壁上方切向進(jìn)入，在轉(zhuǎn)動(dòng)刮板、重力和離心力作用下，料液在殼壁形任務(wù)原理：料液從殼壁上方切向進(jìn)入，在轉(zhuǎn)動(dòng)刮板、重力和離

15、心力作用下，料液在殼壁形成旋轉(zhuǎn)下降的液膜，接受壁面?zhèn)魅氲臒崃慨a(chǎn)生蒸發(fā)，所構(gòu)成的二次蒸汽從殼體上方排出。成旋轉(zhuǎn)下降的液膜，接受壁面?zhèn)魅氲臒崃慨a(chǎn)生蒸發(fā)，所構(gòu)成的二次蒸汽從殼體上方排出。特點(diǎn)：這種方式的蒸發(fā)器由于膜的構(gòu)成靠機(jī)械作用故操作彈性大。特點(diǎn)：這種方式的蒸發(fā)器由于膜的構(gòu)成靠機(jī)械作用故操作彈性大。適用范圍：特別適用于易結(jié)晶，結(jié)垢和高粘度的熱敏性物料。適用范圍：特別適用于易結(jié)晶，結(jié)垢和高粘度的熱敏性物料。缺陷：設(shè)備加工精度高，刮板至殼壁的間隙僅為缺陷：設(shè)備加工精度高，刮板至殼壁的間隙僅為0.82.5mm;耗費(fèi)動(dòng)力比較大；傳熱面積耗費(fèi)動(dòng)力比較大；傳熱面積小，普通只需小，普通只需3-4m2,最大也不超越最大也不超越40m2,故蒸發(fā)量比較小。故蒸發(fā)量比較小?；剞D(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器 四四 蒸發(fā)器的輔助設(shè)備蒸發(fā)器的輔助設(shè)備 1.除沫安裝除沫安裝作用：使液體從二次蒸汽中分別出來，以減少產(chǎn)品損失。作用：使液體從二次蒸汽