一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置的製作方法

2023-06-01 08:00:06 1

專利名稱：一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天然產物提取裝置領域，具體涉及一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，適用於生化工程上大規模的發酵液濃縮結晶、天然產物提取液濃縮結晶。
背景技術：
目前在生化工程和天然產物提取領域，無論是直接沸煮濃縮、真空濃縮、降膜式濃縮還是升膜式濃縮，都是直接對發酵液或者提取液進行加熱促進溶劑蒸發，加熱所使用的蒸汽和產生的溶劑蒸汽一般直接排放到大氣中去。由於排放的蒸汽含有大量的熱能，直接排放造成大量的能源浪費，此外，很多發酵液或天然產物提取液的蒸發氣體具有強烈的刺激性氣味或具有一定的毒性。這些溶劑蒸汽直接排放也引起大氣環境汙染。因此，回收利用排放的蒸汽的熱能和阻斷溶劑蒸汽排放成為發酵液和天然產物提取液濃縮過程中需要解決的首要問題，也符合國家節能減排的要求。

實用新型內容本實用新型的目的是在於針對現有技術存在的上述不足，提供一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，將用於對蒸發管加熱後的蒸汽進行回收循環至加熱器再次加熱後對蒸發管進行加熱；對溶液蒸發產生的溶劑蒸汽進行回收循環至加熱器再次加熱後對蒸發管進行加熱。通過真空泵在熱交換室空間和蒸發管空間分別形成一定的高壓和一定的真空，這樣有利於熱交換室內的蒸汽放熱、凝結，也有利於蒸發管裡的溶液快速蒸發。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術措施:一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，包括罐體，還包括設置在罐體內的熱交換室，熱交換室上部通過熱交換室導出管道與真空泵的進口連通，真空泵的出口通過加熱器與熱交換室的下部連通，熱交換室的下部還與液態溶劑儲存室連通，熱交換室的頂端至底端貫穿設置有若干個蒸發管，罐體的頂端設置有溶液噴嘴，罐體的上部通過蒸發管空間導出管道與真空泵的進口連通，罐體的底部與濃縮液儲存室連通。如上所述的蒸發管均垂直設置，各個蒸發管等距設置。如上所述的罐體的底面為傾斜面，熱交換室的底面為傾斜面。如上所述的熱交換室設置在罐體中部。如上所述的熱交換室與蒸發管為一體化連接。一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，所述的加熱器內設置有壓力開關，當壓力開關檢測到加熱器內氣壓大於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器停止加熱；當壓力開關檢測到加熱器內的氣壓小於等於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器加熱。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果:1.對廢棄蒸汽進行回收再利用，操作自動化。2.充分回收熱能和廢棄溶劑，既節約能源又保護環境。[0014]3.與傳統蒸發濃縮工藝相比節約能源50%以上，溶劑零排放。4.與傳統蒸發濃縮工藝相比，每濃縮100公斤發酵液或提取液，所需時間縮短2/5。

圖1是本實用新型的結構圖；圖2是本實用新型的熱交換室的俯視圖。圖中:1-罐體；2-蒸發管；3_濃縮液匯流室；4_濃縮液儲存室；5_熱交換室；6-閥門；7_真空泵；8_加熱器；9_液態溶劑儲存室；10-溶液噴嘴；11-熱交換室導出管道；12-蒸發管空間導出管道。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:實施例1:如圖廣圖2所示，一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，包括罐體1，還包括設置在罐體I內的熱交換室5，熱交換室5上部通過熱交換室導出管道11與真空泵7的進口連通，真空泵7的出口通過加熱器8與熱交換室5的下部連通，熱交換室5的下部還與液態溶劑儲存室9連通，熱交換室5的頂端至底端貫穿設置有若干個蒸發管2，罐體I的頂端設置有溶液噴嘴10，罐體I的上部通過蒸發管空間導出管道12與真空泵7的進口連通，罐體I的底部與濃縮液儲存室4連通。蒸發管2均垂直設置，各個蒸發管2等距設置。罐體I的底面為傾斜面，熱交換室5的底面為傾斜面。熱交換室5設置在罐體I中部。熱交換室5與蒸發管2為一體化連接。加熱器8內設置有壓力開關，當壓力開關檢測到加熱器8內氣壓大於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器8停止加熱；當壓力開關檢測到加熱器8內的氣壓小於等於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器8加熱。熱交換室5在運行過程中由於閥門6和真空泵7的作用而形成一定的高壓，有利於蒸汽凝結和放熱。蒸發管空間2在運行過程中由於真空泵7的作用而形成一定的真空，有利於溶劑的快速蒸發。實施例2:一種節能環保的降膜式蒸發濃縮方法，包括以下步驟:步驟1、打開閥門6，開啟真空泵7，循環空氣通過由熱交換室5、熱交換室導出管道11和加熱器8構成的加熱迴路將蒸發管2加熱到100攝氏度 200攝氏度；步驟2、關閉閥門6，打開溶液噴嘴10，噴灑的溶液流經蒸發管2進行蒸發，蒸發產生的蒸汽與步驟I的循環空氣共同由真空泵7循環送入加熱器8進行加熱，；步驟3、當加熱迴路中的氣壓大於預先設定的安全氣壓值時，打開閥門6 ;當加熱迴路中的氣壓小於等於預先設定的安全氣壓值時，關閉閥門6 ;當加熱迴路中的氣壓大於預先設定的臨界氣壓值時，加熱器8中的壓力開關控制加熱器8停止加熱；當加熱迴路中的氣壓小於等於預先設定的臨界氣壓值時，加熱器8中的壓力開關控制加熱器8加熱，臨界氣壓值大於安全氣壓值。[0028]步驟4、蒸汽由於加熱迴路中的壓力在熱交換室5的底部凝聚，並流入液態溶劑儲存室9，溶液經過蒸發管2蒸發後得到濃縮溶液，濃縮溶液流入濃縮液儲存室4。實施例3:材料:北蟲草發酵液。濃縮方法:先打開閥門6，開啟真空泵7和加熱器8，此時，循環空氣在加熱迴路循環，而在蒸發管2空間則形成一定的真空，循環的高溫空氣開始在熱交換室通過並對蒸發管2加熱，當蒸發管2的溫度達到設定的150°C時，關閉閥門6，溶液噴嘴10打開，發酵液噴入蒸發管2並沿著蒸發管2的管壁緩慢下流，並在蒸發管壁上沸騰產蒸汽，蒸汽由蒸發管空間導出管道12導入真空泵進入加熱器被加熱後與原有的循環熱空氣一起進入熱交換室5對蒸發管進行加熱，此時由於進入熱交換室5的氣體增加，導致熱交換室5的壓力增大，高壓使得熱交換室的一部分水蒸氣凝結成液態水而流入液態溶劑儲存室9中，當蒸發管2更多的水蒸氣進入熱交換室5時，壓力繼續增加，當壓力超過預先設定的安全氣壓值時，閥門6自動打開，允許一部分蒸汽通過而維持熱交換室空間的安全壓力。在蒸發管濃縮後的發酵液匯流到濃縮液儲存室4中。實施例4:材料:藤茶的二氫楊梅素提取液(溶劑為60%乙醇)。操作方法:先打開閥門6，開啟真空泵7和加熱器8，此時，循環空氣在加熱迴路循環，而在蒸發管2則形成一定的真空；循環的高溫空氣開始在熱交換室5通過並對蒸發管2加熱，當蒸發管2的溫度達到設定的100°C時，關閉閥門6，溶液噴嘴10打開，提取液噴入蒸發管2並沿著蒸發管2的管壁緩慢下流，並在蒸發管壁上沸騰產酒精蒸汽，蒸汽由蒸發管空間導出管道12導入真空泵7進入加熱器8被加熱後與原有的循環熱空氣一起進入熱交換室5對蒸發管2進行加熱，此時由於進入熱交換室5的氣體增加，導致熱交換室5的壓力增大，高壓使得熱交換室的一部分水蒸氣凝結成液態酒精而流入液態溶劑儲存室9中，當蒸發管2更多的酒精蒸氣進入熱交換室5時，壓力繼續增加，當壓力超過預先設定的安全氣壓值時，閥門6自動打開，允許一部分蒸汽通過而維持熱交換室空間的安全壓力，當系統內壓力接近安全範圍上限時，壓力開關控制加熱器8停止加熱，待壓力下降後，壓力開關控制加熱器8開始加熱。在蒸發管2濃縮後的提取液匯流到儲存罐4中。上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本申請的保護範圍內。
權利要求1.一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，包括罐體(1)，其特徵在於:還包括設置在罐體(I)內的熱交換室(5 )，熱交換室(5 )上部通過熱交換室導出管道(11)與真空泵(7 )的進口連通，真空泵(7 )的出口通過加熱器(8 )與熱交換室(5 )的下部連通，熱交換室(5 )的下部還與液態溶劑儲存室(9)連通，熱交換室(5)的頂端至底端貫穿設置有若干個蒸發管(2)，罐體(I)的頂端設置有溶液噴嘴(10)，罐體(I)的上部通過蒸發管空間導出管道(12)與真空泵(7)的進口連通，罐體(I)的底部與濃縮液儲存室(4)連通。
2.根據權利要求1所述的一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，其特徵在於:所述的蒸發管(2 )均垂直設置，各個蒸發管(2 )等距設置。
3.根據權利要求1所述的一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，其特徵在於:所述的罐體(I)的底面為傾斜面，熱交換室(5)的底面為傾斜面。
4.根據權利要求1所述的一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，其特徵在於:所述的熱交換室(5 )設置在罐體(I)中部。
5.根據權利要求1所述的一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，其特徵在於:所述的熱交換室(5)與蒸發管(2)為一體化連接。
6.根據權利要求1所述的一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，其特徵在於:所述的加熱器(8)內設置有壓力開關，當壓力開關檢測到加熱器(8)內氣壓大於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器(8)停止加熱；當壓力開關檢測到加熱器(8)內的氣壓小於等於預先設定的臨界氣壓值時，壓力開關控制加熱器(8)加熱。
專利摘要本實用新型公開了一種節能環保的降膜式蒸發濃縮裝置，包括罐體和熱交換室，熱交換室上部通過熱交換室導出管道與真空泵連通，真空泵通過加熱器與熱交換室連通，熱交換室還與液態溶劑儲存室連通，熱交換室的頂端至底端貫穿設置有蒸發管，罐體的頂端設置有溶液噴嘴，罐體通過蒸發管空間導出管道與真空泵連通，罐體與濃縮液儲存室連通。還公開了一種降膜式蒸發濃縮方法，通過熱交換室進行蒸發濃縮，同時對熱交換室內的壓力進行調節和控制。本實用新型對廢棄蒸汽進行回收再利用，操作自動化；充分回收熱能和廢棄溶劑，既節約能源又保護環境。
文檔編號B01D1/22GK202961922SQ201220662789
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者董靜洲, 艾訓儒, 鄭小江, 王瑛, 王麒 申請人:湖北民族學院