CN106139622B - 液体真空浓缩装置及其浓缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体真空浓缩装置及其浓缩方法。液体真空浓缩装置包括：箱体，具有内部空间；蒸发室，具有液体入口和液体出口，液体通过液体入口进入到蒸发室中，在蒸发室中被加热，最终的浓缩液体通过液体出口排放到外部；分离室，与蒸发室流体连通，液体及由于液体被加热而产生的泡沫从蒸发室进入述分离室中，在分离室中气液分离，并且气液分离后的液体从分离室流回到蒸发室中；冷凝器，气液分离后的气体从所述分离室进入到冷凝器中并在冷凝器中冷凝成冷凝水；真空泵，使蒸发室、分离室和冷凝器处于真空状态。根据本发明的液体真空浓缩装置可保持液体原有的成分不流失，并且能耗低。

Description

液体真空浓缩装置及其浓缩方法

技术领域

本发明涉及一种液体真空浓缩装置及其浓缩方法，具体地讲，涉及一种能够使液体原有成分不流失且能耗低的液体真空浓缩装置及其浓缩方法。

背景技术

现有的液体浓缩方法将液体置于容器内进行加热，同时使容器内部压力降低，从而使液体蒸发。具体地讲，现有的液体浓缩方法利用减压加热使挥发性成分蒸发，挥发性成分的蒸汽在后端被冷却/收集，浓缩后的非挥发成分留在容器内。

中药提取液的浓缩具有以下特点：一、由于中药提取液通常含有糖分、蛋白质、淀粉、皂苷类成分等物质，所以黏性较大；二、由于一些中药提取液含有热敏成分，所以还要求低温、迅速浓缩。因此，当使用现有的液体浓缩方法对中药提取液进行浓缩时，中药提取液在浓缩设备中容易暴沸而跑料，且难以保证热敏成分的药性，从而影响中药提取液的质量，损失率较大。

发明内容

本发明提出一种液体真空浓缩装置及其浓缩方法，以解决现有液体浓缩方法容易使液体原有成分流失的问题。

本发明提供一种液体真空浓缩装置，液体真空浓缩装置包括：箱体，具有内部空间；蒸发室，安装在所述箱体的顶部，具有液体入口和液体出口，液体通过所述液体入口进入到所述蒸发室中，并在所述蒸发室中被加热，最终的浓缩液体通过所述液体出口排放到外部；分离室，安装在所述箱体的顶部并与所述蒸发室流体连通，所述液体及由于所述液体被加热而产生的泡沫能够从所述蒸发室进入到所述分离室中，从而在所述分离室中气液分离，并且气液分离后的液体能够从所述分离室流回到所述蒸发室中；冷凝器，安装在所述内部空间中，气液分离后的气体能够从所述分离室进入到所述冷凝器中并在所述冷凝器中冷凝成冷凝水；真空泵，安装在所述内部空间中并与所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器流体连通，以使所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器处于真空状态。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括：放空管路，安装在所述蒸发室的上部；泡沫传感器，安装在所述分离室的上部，用于感测所述分离室内部的泡沫，其中，当所述分离室内部的泡沫超过预定水平时，自动打开所述放空管路，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使泡沫破碎。

根据本发明的实施例，在所述放空管路上可设置有第一电磁阀，以使外部空气能够选择性地进入到所述蒸发室的内部。

根据本发明的实施例，所述蒸发室可包括用于对液体进行加热的加热器和用于感测所述蒸发室内部的温度的温度传感器，其中，当所述蒸发室内部的温度达到预定温度时，所述真空泵开始运行。

根据本发明的实施例，所述冷凝器可包括用于感测所述冷凝器内部的液位的液位传感器和用于感测所述冷凝器内部的温度的温度传感器，其中，当所述冷凝器内部的温度达到预定温度时，自动打开进水管路，以允许外部水流入到所述冷凝器中。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括真空缓冲罐，所述真空缓冲罐用于储存来自所述冷凝器的冷凝水，并且所述真空缓冲罐包括用于感测其中的液位的液位传感器，其中，当所述真空缓冲罐内部的液位高于预定水平时，自动打开排放管路，以允许所述真空缓冲罐中的冷凝水流出到外部。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括位于所述真空泵和所述冷凝器之间的分离器，以用于保护所述真空泵。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括出药泵，所述蒸发室中的最终的浓缩液体通过所述出药泵排放到外部。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括用于清洁所述蒸发室和所述分离室的清洁管路。

根据本发明的实施例，所述液体真空浓缩装置还可包括安装在所述箱体的上部用于控制所述液体真空浓缩装置的整个操作的控制面板。

本发明提供一种液体真空浓缩装置的浓缩方法，所述液体真空浓缩装置包括蒸发室、分离室、冷凝器以及使所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器处于真空状态的真空泵，所述浓缩方法包括：在所述蒸发室中对液体进行加热，同时感测所述蒸发室中的温度，当所述蒸发室中的温度达到预定值时，所述真空泵开始运行，使得所述液体沸腾而产生泡沫；所述蒸发室中的液体和泡沫利用所述蒸发室和所述分离室之间的压力差而进入到所述分离室中，进入到所述分离室中的泡沫在所述压力差的作用下破碎，从而实现气液体分离；气液分离后的气体从所述分离室进入到所述冷凝器中并在所述冷凝器中冷凝成冷凝水，并且气液分离后的液体从所述分离室流回到所述蒸发室中继续被加热直到浓缩至要求的浓度为止。

根据本发明的实施例，所述浓缩方法还可包括感测所述分离室内部的泡沫，当所述分离室内部的泡沫超过预定水平时，允许外部空气进入到所述蒸发室中，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使所述泡沫破碎。

根据本发明的实施例，所述浓缩方法还可包括感测所述冷凝器内部的液位，并感测所述冷凝器内部的温度，当所述冷凝器内部的温度达到预定温度时，允许外部水流入到所述冷凝器中。

根据本发明的实施例，所述浓缩方法还可包括将来自所述冷凝器的冷凝水储存在真空缓冲罐中，感测所述真空缓冲罐中的液位，当所述真空缓冲罐中的液位高于预定水平时，使所述真空缓冲罐中的冷凝水流出到外部。

根据本发明的液体真空浓缩的浓缩方法具有以下优点：液体沸腾温度低，不会破坏中药提取液中的热敏成分；在蒸发室中产生的泡沫通过蒸发室和分离室之间的压力差自动破碎，中药提取液的成分无流失；可对各种液体进行不同浓度的浓缩，以满足各种液体的不同的浓缩需求；保持液体的原有成分不变，提高浓缩液的品质，并降低了浓缩成本。除了上述优点之外，根据本发明的液体真空浓缩装置还具有以下优点：结构简单、合理、实现了自动化控制，操作简单。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细的描述，本发明的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，其中：

图1是根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置的结构示意图；

图2是根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置的示意性框图。

具体实施方式

现在将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，为了清楚起见，可能会夸大部件的尺寸，并且相同的标号始终表示相同或相似的元件。

图1是根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置的结构示意图，图2是根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置的示意性框图。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置包括：箱体15，具有内部空间；蒸发室1，安装在箱体15的顶部，具有液体入口17和液体出口18，液体通过液体入口17进入到蒸发室1中，并在蒸发室1中被加热，最终的浓缩液体通过液体出口18排放到外部；分离室7，安装在箱体15的顶部，并通过顶部连通管路3与蒸发室1流体连通，液体及由于液体被加热而产生的泡沫能够通过顶部连通管路3从蒸发室1进入到分离室7中，从而在分离室7中气液分离，并且气液分离后的液体能够从分离室7通过底部连通管路8流回到蒸发室1中；冷凝器9，安装在所述内部空间中，气液分离后的气体通过管道4从分离室7进入到冷凝器9中并在冷凝器9中冷凝成冷凝水；真空泵12，安装在所述内部空间中并与蒸发室1、分离室7和冷凝器9流体连通，以使蒸发室1、分离室7和冷凝器9处于真空状态(例如，真空度为-0.08Mpa)。

蒸发室1还可包括：加热器(例如，加热环或者加热盘)，设置在蒸发室1的下部或者底部，用于对液体进行加热；温度传感器161，设置在蒸发室1中，用于感测蒸发室1内部的温度，当蒸发室1内部的温度达到预定温度(例如，55℃)时，真空泵12开始运行；放空管路2，安装在蒸发室1的上部；在放空管路2上设置有第一电磁阀，以使外部空气选择性地进入到蒸发室1的内部；液位传感器103，设置在蒸发室1的下部，用于感测蒸发室1内部的液位，当蒸发室1内部的液位低于预定水平时，关闭加热器以停止加热。

分离室7还可包括：泡沫传感器5，安装在分离室7的上部，用于感测分离室7内部的泡沫，当分离室7内部的泡沫超过预定水平时，打开放空管路2，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使泡沫破碎；真空表，用于测量并显示分离室7内部的压力(真空度)；液体出口，分离室7中的气液分离后的液体通过所述液体出口流回到蒸发器1中。

可选地，蒸发室1的上部和分离室7可由透明的高硼硅玻璃制成，并在蒸发室1的透明部分以及分离室7的外壁上设有刻度。

冷凝器9可包括：液位传感器101，用于感测冷凝器9内部的液位；温度传感器162，用于感测冷凝器9内部的温度，当冷凝器9内部的温度达到预定温度(例如，36℃)，打开进水管路20，以允许外部水流入到冷凝器9中；当冷凝器9内部的液位达到预定水平时停止。进入管路20上设置有第二电磁阀，以选择性地允许外部水进入到冷凝器9中。

可选地，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置还可包括真空缓冲罐11，真空缓冲罐11用于储存来自冷凝器9的冷凝水，并且真空缓冲罐11包括用于感测其中的液位的液位传感器102，当真空缓冲罐11内部的液位高于预定水平时，打开排放管路22，以允许真空缓冲罐11中的冷凝水排放到外部。排放管路22上设置有第三电磁阀，以选择性地允许真空缓冲罐11中的冷凝水排放到外部。

可选地，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置还可包括位于真空泵12和真空缓冲罐11之间的分离器13，以用于保护真空泵12。

可选地，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置还可包括出药泵14，蒸发室1中的最终的浓缩液体通过出药泵14排放到外部。

可选地，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置还可用于清洁蒸发室1和分离室7的清洁管路19，以允许外部水通过清洁管路进入到蒸发室1和分离室7中，对蒸发室1和分离室7进行清洁，清洁之后的污水也通过出药泵14排放到外部。

可选地，根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置还可包括安装在箱体15的上部用于控制液体真空浓缩装置的整个操作的控制面板。

下面参照图1和图2描述根据本发明的示例性实施例的液体真空浓缩装置的浓缩方法。

将待浓缩的液体置于蒸发室1中，通过加热器对所述液体进行加热，同时通过温度传感器161感测蒸发室1中的温度，当蒸发室1中的温度达到预定值(例如，55℃)时，开启真空泵12，以对蒸发室1、分离室7和冷凝器9进行抽真空(例如，真空度可以为-0.08Mpa)，使得液体沸腾，并产生蒸汽，蒸汽与液体形成泡沫，泡沫快速充满蒸发室1，并增大蒸发室1内部的压力，从而在蒸发室1和分离室7之间形成压差，蒸发室1底部的液体在上述压差的作用下部分进入分离室7，并使得蒸发室1和分离室7之间迅速达到压力平衡。随着加热器持续加热，蒸发室1中的泡沫通过顶部连通管路3进入分离室7，在蒸发室1和分离室7之间的压差的作用下破碎，从而实现气液分离。在蒸发室1中的温度达到55℃时运行真空泵12的原因在于：真空度小、沸点低，此时，待浓缩的中药提取液的沸点大约为60℃，即，提前运行真空泵12。气液分离后的气体从分离室7进入到冷凝器9中并在冷凝器9中冷凝成冷凝水，并且气液分离后的液体从分离室7通过底部连通管路8流回到蒸发室1中继续被加热直到浓缩至要求的浓度为止。

在对液体进行浓缩的过程中，通过泡沫传感器5感测分离室7内部的泡沫，当分离室7内部的泡沫超过预定水平时，控制面板进行操作而自动打开放空管路2上的第一电磁阀，以允许外部空气进入到蒸发室1中，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使泡沫破碎。

在对液体进行浓缩的过程中，通过液位传感器101感测冷凝器9内部的液位，并通过温度传感器162感测冷凝器9内部的温度，当冷凝器9内部的温度达到预定温度时，控制面板进行操作而自动打开进水管路20上的第二电磁阀，允许外部水流入到冷凝器9中。当冷凝器9内部的液位达到预定水平时停止。

在对液体进行浓缩的过程中，通过液位传感器102感测从冷凝器9传送到真空缓冲罐11中的冷凝水的液位，当真空缓冲罐11中的液位高于预定水平时，控制面板进行操作而自动打开排放管路22上的第三电磁阀，以允许真空缓冲罐11中的冷凝水排放到外部。

根据本发明的液体真空浓缩的浓缩方法具有以下优点：液体沸腾温度低，不会破坏中药提取液中的热敏成分；在蒸发室中产生的泡沫通过蒸发室和分离室之间的压力差自动破碎，中药提取液的成分无流失；可对各种液体进行不同浓度的浓缩，以满足各种液体的不同的浓缩需求；保持液体的原有成分不变，提高浓缩液的品质，并降低了浓缩成本。除了上述优点之外，根据本发明的液体真空浓缩装置还具有以下优点：结构简单、合理、实现了自动化控制，操作简单。

虽然已描述和显示了本发明的上述实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (14)

1.一种液体真空浓缩装置，其特征在于包括：

箱体，具有内部空间；

蒸发室，安装在所述箱体的顶部，具有液体入口和液体出口，液体通过所述液体入口进入到所述蒸发室中，并在所述蒸发室中被加热，最终的浓缩液体通过所述液体出口排放到外部；

分离室，安装在所述箱体的顶部并与所述蒸发室流体连通，所述液体及由于所述液体被加热而产生的泡沫能够从所述蒸发室进入到所述分离室中，从而在所述分离室中气液分离，并且气液分离后的液体能够从所述分离室流回到所述蒸发室中；

冷凝器，安装在所述内部空间中，气液分离后的气体能够从所述分离室进入到所述冷凝器中并在所述冷凝器中冷凝成冷凝水；

真空泵，安装在所述内部空间中并与所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器流体连通，以使所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器处于真空状态，其中，当所述蒸发室中的温度达到预定值时，所述真空泵开始运行，使得所述液体沸腾而产生泡沫；

当所述分离室内部的泡沫超过预定水平时，允许外部空气进入到所述蒸发室中，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使泡沫破碎。

2.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括：

放空管路，安装在所述蒸发室的上部；

泡沫传感器，安装在所述分离室的上部，用于感测所述分离室内部的泡沫。

3.如权利要求2所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，在所述放空管路上设置有第一电磁阀，以使外部空气能够选择性地进入到所述蒸发室的内部。

4.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述蒸发室包括用于对液体进行加热的加热器和用于感测所述蒸发室内部的温度的温度传感器。

5.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述冷凝器包括用于感测所述冷凝器内部的液位的液位传感器和用于感测所述冷凝器内部的温度的温度传感器，其中，当所述冷凝器内部的温度达到预定温度时，自动打开进水管路，以允许外部水流入到所述冷凝器中。

6.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括真空缓冲罐，所述真空缓冲罐用于储存来自所述冷凝器的冷凝水，并且所述真空缓冲罐包括用于感测其中的液位的液位传感器，其中，当所述真空缓冲罐内部的液位高于预定水平时，自动打开排放管路，以允许所述真空缓冲罐中的冷凝水流出到外部。

7.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括位于所述真空泵和所述冷凝器之间的分离器，以用于保护所述真空泵。

8.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括出药泵，所述蒸发室中的最终的浓缩液体通过所述出药泵排放到外部。

9.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括用于清洁所述蒸发室和所述分离室的清洁管路。

10.如权利要求1所述的液体真空浓缩装置，其特征在于，所述液体真空浓缩装置还包括安装在所述箱体的上部用于控制所述液体真空浓缩装置的整个操作的控制面板。

11.一种液体真空浓缩装置的浓缩方法，所述液体真空浓缩装置包括蒸发室、分离室、冷凝器以及使所述蒸发室、所述分离室和所述冷凝器处于真空状态的真空泵，其特征在于所述浓缩方法包括：

在所述蒸发室中对液体进行加热，同时感测所述蒸发室中的温度，当所述蒸发室中的温度达到预定值时，所述真空泵开始运行，使得所述液体沸腾而产生泡沫；

所述蒸发室中的液体和泡沫利用所述蒸发室和所述分离室之间的压力差而进入到所述分离室中，进入到所述分离室中的泡沫在所述压力差的作用下破碎，从而实现气液体分离，其中，当所述分离室内部的泡沫超过预定水平时，允许外部空气进入到所述蒸发室中，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使泡沫破碎；

气液分离后的气体从所述分离室进入到所述冷凝器中并在所述冷凝器中冷凝成冷凝水，并且气液分离后的液体从所述分离室流回到所述蒸发室中继续被加热直到浓缩至要求的浓度为止。

12.如权利要求11所述的浓缩方法，其特征在于，所述浓缩方法还包括感测所述分离室内部的泡沫，当所述分离室内部的泡沫超过预定水平时，允许外部空气进入到所述蒸发室中，以使泡沫外表面的压力增大，从而迫使所述泡沫破碎。

13.如权利要求12所述的浓缩方法，其特征在于，所述浓缩方法还包括感测所述冷凝器内部的液位，并感测所述冷凝器内部的温度，当所述冷凝器内部的温度达到预定温度时，允许外部水流入到所述冷凝器中。

14.如权利要求13所述的浓缩方法，其特征在于，所述浓缩方法还包括将来自所述冷凝器的冷凝水储存在真空缓冲罐中，感测所述真空缓冲罐中的液位，当所述真空缓冲罐中的液位高于预定水平时，使所述真空缓冲罐中的冷凝水流出到外部。