第二節(jié)藥液的濃縮設(shè)備

第二節(jié)藥液的濃縮設(shè)備第1頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月降膜式單效蒸發(fā)流程圖外循環(huán)單效蒸發(fā)器第2頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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)器加熱蒸汽使用，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，但只要第二個(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)器的加熱蒸汽使用則是三效了,這就是多效蒸發(fā)的原理。（二）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)的流程可分為并流操作，逆流操作和平流操作三種流程。1.并流流程（1）定義：溶液與二次蒸汽的流向都相同。（2）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。省去效間溶液加壓泵裝置。（3）缺點(diǎn)：后效的溶液濃度大，粘度也大，傳熱系數(shù)K值較小。第3頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.逆流流程（1）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。（3）缺點(diǎn)：溶液不能自動(dòng)從后效進(jìn)入到前一效，因此必須由效間加壓將溶液泵入各效蒸發(fā)器。第4頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.平流流程（1）定義：進(jìn)入每效蒸發(fā)器的料液都是新鮮原料液，只是加熱蒸汽除第一效外，皆是前一效的二次蒸汽。（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，因?yàn)榱弦褐幸坏┯泄腆w析出，則不能在多效間輸送。第5頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）多效蒸餾水機(jī)用途：針劑中的蒸餾水的制備。原料：去離子水。多效蒸餾水機(jī)工作原理

第6頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸餾水機(jī)

第8頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、蒸發(fā)設(shè)備組成：蒸發(fā)器基本上是由加熱室，分離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)。分離室也稱蒸發(fā)室，分離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)小液滴隨二次蒸汽溢出。從結(jié)構(gòu)上除沫器可分為離心式、擋板式和絲網(wǎng)式等。夾套式蛇管式第9頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月管殼式換熱器第10頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)器第11頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第12頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月波紋形除沫器第13頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）敞開式夾層罐圖3－18所示為一敞口蒸罐，是典型的常壓設(shè)備。工作原理：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)操作結(jié)束后，完成液的排出可通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?？蓛A式夾層罐第14頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）循環(huán)式蒸發(fā)器1.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器工作原理：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)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)形成了液體從各管上升，從中央管下降的自然循環(huán)。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)器又稱為標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器。第15頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中央循環(huán)管式蒸發(fā)器第18頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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)格較昂貴。適用范圍：適用于易結(jié)垢或有結(jié)晶析出的溶液。第19頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.外加熱式蒸發(fā)器

工作原理：受熱后沸騰溶液從加熱室上升至蒸發(fā)室，分離出的液體部分經(jīng)循環(huán)管返回加熱室。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，傳熱系數(shù)也相應(yīng)提高至1400—3500w/m2·K。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，適應(yīng)能力強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)不緊湊，熱效率教低。WZI型外加熱式真空蒸發(fā)器

第20頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.強(qiáng)制循環(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)。適用：粘度大易出結(jié)晶、泡沫和污垢的料液；缺點(diǎn)：增加了動(dòng)力設(shè)備和動(dòng)力消耗。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器工作原理第21頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器

第22頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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)器就不適合了，因?yàn)檠h(huán)式蒸發(fā)器的料液在不斷循環(huán)加熱才能形成完成液，致使料液受熱時(shí)間長(zhǎng)，影響藥物的質(zhì)量，故需要采用一種物料受熱時(shí)間短至幾秒鐘，就能達(dá)到濃縮要求的蒸發(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)器工作原理：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，小氣泡匯集成大氣泡，既而氣泡破裂形成二次蒸汽柱，并急速上升，管內(nèi)的液體被迅速上升的氣體拉曳，在管壁形成液膜且隨蒸汽而上升，此時(shí)的狀態(tài)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離開液膜變成噴霧流，此時(shí)管壁上的液膜變得更薄。薄膜蒸發(fā)器最好的操作狀態(tài)就是爬膜和噴霧流。工作條件：一般的薄膜蒸發(fā)形成爬膜的條件為：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20~50m/s之間，減壓蒸發(fā)在100~160m/s之間；加熱蒸汽與料液的溫度差應(yīng)為20~35K。特點(diǎn)：升膜式蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可達(dá)600—6000w/m2K。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)。第23頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效升膜式蒸發(fā)器

第25頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三效升膜式蒸發(fā)器

第26頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.降膜式蒸發(fā)器工作原理：其料液與二次蒸汽運(yùn)行方向與升膜蒸發(fā)器相反，從蒸發(fā)器上方進(jìn)料，料液通過液體均布器，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)。二次蒸汽夾帶完成液從蒸發(fā)器下部進(jìn)入分離器，完成液從分離器底部放出。特點(diǎn)：降膜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)比升膜蒸發(fā)器要小，約為1100—3000w/m2·K。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。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。第27頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效降膜式蒸發(fā)器第28頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三效降膜式蒸發(fā)器第29頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器

工作原理：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)，所形成的二次蒸汽從殼體上方排出。特點(diǎn)：這種形式的蒸發(fā)器由于膜的形成靠機(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。缺點(diǎn)：設(shè)備加工精度高，刮板至殼壁的間隙僅為0.8—2.5mm;消耗動(dòng)力比較大；傳熱面積小，一般只有3-4m2,最大也不超過40m2,故蒸發(fā)量比較小。第30頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器

第31頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）蒸發(fā)器的輔助設(shè)備1.除沫裝置作用：使液體從二次蒸汽中分離出來，以減少產(chǎn)品損失。分類：折流式、絲網(wǎng)式和離心式等。絲網(wǎng)式除沫器第32頁(yè)，課件共33頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.凝氣與不凝氣排除裝置蒸發(fā)出的二次蒸汽