CN106693427A - 一种分子蒸馏设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分子蒸馏设备，它包括分子蒸馏设备本体和真空管，蒸馏设备本体上端设有物料分配装置，其特征在于所述的分子蒸馏设备本体为半圆形或半椭圆形的空心柱体，空心柱体的长方形侧平面为物料加热面板。本发明具有密封效果好，设备制造和运行维护成本较低，它不需要搅拌装置，物料自上而下沿着斜面自动形成薄膜，生产连续化，物料通过加热面的时间短，产品品质好，同时节省了电力资源，热能利用率高，生产成本低等有益效果；如果能够在相关行业中得到推广应用，将是相关行业提升设备、提升工艺技术有力的保障。

Description

一种分子蒸馏设备

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种食用油产品、油脂化工产品、其他各类化工产品、植物提取物的蒸馏提纯和分离不同成分的设备，具体地说是一种分子蒸馏设备。

背景技术

分子蒸馏亦称短程蒸馏，它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液—液分离技术，其应用能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。它比常规蒸馏技术相比有以下先进性: 1．普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作，而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。2．普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象，而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发，真空度非常好，工作压力很低，一般为0．1-1Pa数量级，受热时间很短，一般仅为十秒至几分钟。 3．普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程，液相和气相之间处于动态相平衡，而在分子蒸馏过程中，从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，理论上没有返回到加热面的可能性，所以分子蒸馏没有不易分离的物质。虽然现有的分子蒸馏设备的蒸发效率高，但结构复杂、制造工艺繁杂，真空密封较难，设备的制造成本昂贵，运行维护的成本也非常高。

现有技术中，如CN201110200575.4《油脂分子蒸馏器》，解决了传统油脂物理精炼脱酸方式，成本高、设备安装不方便，脱酸效果不理想，浪费能源的缺陷。其主要包括油腔、导热油室，油腔设有腔室甲、腔室乙，毛油进口位于腔室甲的上部、成品油出口位于腔室乙的下部；导热油室设有导热油进口、导热油出口。主要用于油脂物理精炼脱酸工艺中。但该技术中存在一定的局限性：

1.该设备设计主体有油腔和导热油腔，油腔是负压，导热油腔是正压，设备容易变形，存在安全隐患，严重的可能出现安全事故，导热油腔容易凸出突破到油腔里去，后果不堪设想，同时，加热面平面由于没有圆形受力均匀，本身也极易变形，蒸馏蒸发效果不好。

2.该技术的油腔，上有腔室甲，下有腔室乙，等同于顶部自带一个储油功能的储油罐，底部还自带一个储油功能的储油罐，这样的主体设备不科学。

本申请人的相关联专利于2012年8月7日申请过一个发明专利，发明专利号为ZL201210277674.7，分子蒸馏设备包括分子蒸馏设备本体和真空管，分子蒸馏设备本体为上圆环大于下圆环的倒置本体环状圆台，倒置本体环状圆台相对的两条母线相交所成的角度为45度—85度。本体与顶端封头连接，顶端封头与物料加入管连接，顶端封头的内壁与由物料分配槽板组成的分配环状圆台上端边连接，物料分配槽板组成的分配环状圆台下端边与本体的侧壁有一环形间隙，物料加入管的出口在分配槽内，本体的侧壁中部与由物料再分配槽板组成的再分配环状圆台下端边连接。必要时由上、下两个本体串联连接，及本体内腔设置有冷凝系统，具有密封效果好，物料自上而下沿着台面自动形成薄膜，无需搅拌，省电，且提高了热能利用率，降低了生产成本等有益效果。

尽管如此，现有技术还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种密封效果好，不需要搅拌，设备制造成本低，运行维护成本也很低的分子蒸馏设备。

本发明技术的方案是：

一种分子蒸馏设备，它包括分子蒸馏设备本体和真空管，蒸馏设备本体上端设有物料分配装置，所述的分子蒸馏设备本体为半圆形或半椭圆形的空心柱体，空心柱体的长方形侧平面为物料加热面板。

进一步，物料分配装置包括物料分配管、物料分配槽板和物料再分配槽板，物料分配管与物料分配槽板相邻，物料分配管设有一排或二排或多排若干个小孔，安装时小孔朝向物料分配槽板，物料加热面板顶部设有物料分配管，物料加热面板内面设有由物料分配槽板组成物料分配槽，物料加热面板内面中部至少设有由一件物料再分配槽板组成一个物料再分配槽，采用两件或多件物料再分配槽板时，物料再分配槽板相对物料加热面板内面均匀设置。

进一步，所述物料加热面板背面焊接有加热介质盘管或半管；分子蒸馏设备本体的底端与真空管连接，底部有物料出口管，分子蒸馏设备本体顶部有物料加入管与物料分配装置中的物料分配管连通。

进一步，所述分子蒸馏设备本体径向设有加强筋，分子蒸馏设备本体的圆弧面内侧、分子蒸馏设备本体的圆弧面外侧及分子蒸馏设备本体的长方形侧平面外侧一处、两处或多处设置有加强筋，加强筋设置位置为分子蒸馏设备本体中部或均匀设置在分子蒸馏设备本体上。

进一步，所述分子蒸馏设备本体的内腔之中还设置有冷凝系统，冷凝系统包括冷凝水管、物料分子蒸汽通道和低沸点物料接料槽，低沸点物料接料槽在冷凝水管和物料加热面板之间，低沸点物料接料槽为栅栏格结构，栅栏格中为料槽，每个栅栏格料槽的宽度比冷凝水管管路直径要宽且位置一一对应，栅栏格之间的间隙和冷凝水管管路之间的间隙形成物料分子蒸汽通道，分子蒸馏设备本体底部设有的物料出口管分为低沸点物料出口和高沸点物料出口，低沸点物料接料盘与低沸点物料出口连通。

进一步，所述冷凝水管与物料加热面板内面平行或冷凝水管的主管体与物料加热面板内面垂直。

进一步，低沸点物料接料槽距离物料加热面板内面的高度8-30厘米；

冷凝水管与物料加热面板内面平行设置时，冷凝水管与低沸点物料接料槽垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管和低沸点物料接料槽各设置1-3层；

冷凝水管的主管与物料加热面板内面垂直设置时，冷凝水管一侧折弯过渡管与低沸点物料接料槽垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管设置3-9排，低沸点物料接料槽设有3-9排栅栏格；

每个栅栏格的宽度比冷凝水管管路直径宽1-2厘米，每条物料分子蒸汽通道宽度2-10厘米。

进一步，物料分配槽板与物料加热面板内面上端面组成30-90的角度，高度1-5厘米；物料再分配槽板与物料加热面板内面上端面组成30-90的角度，高度1-5厘米。

进一步，物料分配槽板和物料再分配槽板采用圆管结构，在圆管与物料加热面板内面之间设有若干个0.3-3毫米的缝隙或在靠近物料加热面板内面的半圆管上设有若干个0.3-3毫米的缝隙孔，物料从0.3-3毫米的缝隙中流过。

进一步，分子蒸馏设备本体和真空管的角度是20-80度；安装时，分子蒸馏设备本体的物料加热面板和安装水平面的角度是20-80度。

特别说明，上述技术方案中可以不要人孔，因为安装好物料分配管和冷凝系统之后，分子蒸馏设备内部不需要保养和维护维修，所以分子蒸馏设备的上封头和下封头及人孔都可以焊接完整，确保整个分子蒸馏设备的密封性能达到最好。当然，必要时也可以设有人孔。

本发明具有密封效果好，设备制造费用和运行维护成本较低；它不需要搅拌装置，物料自上而下沿着斜面自动形成均匀薄膜，生产连续化，物料通过加热面的时间短，产品品质好，同时节省了电力资源，热能利用率高，生产成本低等有益效果。

相对于现有技术：

1.加热介质盘管（半管）整齐有序地排列在空心半圆柱体平面的背面，起到了很多加强筋的作用，空心半圆柱体的弧面又设置了多个加强筋，安全可靠。

2.顶部设置有物料分配管和物料分配槽，充分地让物料在加热面每一毫米均匀地流过。

3.能够全面代替现有的带有搅拌装置的分子蒸馏设备，而且造价可能只是现有的带有搅拌装置的十分之一；同时，现有的带有搅拌装置的分子蒸馏设备维护费用高，里面的转子昂贵，密封材料昂贵，而本发明不需要维护费用。

4.物料分配装置比原有的物料分配槽板和物料再分配槽板更先进，也比本申请人的相关联专利于2012年8月7日申请过的一个发明专利，发明专利号为 ZL201210277674.7中物料分配系统更先进。

附图说明

图1为本发明实施例1分子蒸馏设备的主视结构示意图。

图2为本发明实施例1分子蒸馏设备的侧视结构示意图。

图3为本发明实施例1分子蒸馏设备的安装结构示意图。

图4为本发明实施例1分子蒸馏设备的俯视结构示意图。

图5为本发明实施例2分子蒸馏设备的结构示意图。

图6为本发明实施例2分子蒸馏设备的安装结构示意图。

图7为本发明实施例2分子蒸馏设备的冷凝水管垂直设置结构示意图。

图8为本发明分子蒸馏设备的横向串联安装示意图。

图9为本发明分子蒸馏设备的纵向串联安装示意图。

图10为本发明分子蒸馏设备的串联和并联安装示意图。

图11为本发明分子蒸馏设备和现有的有搅拌装置的分子蒸馏设备的串联安装示意图。

图12为本发明分子蒸馏设备和现有的有搅拌装置的分子蒸馏设备的串联和并联安装示意图。

图中，分子蒸馏设备本体1，物料加入管2，物料出口管3，加热介质出口管4，加热介质出口管5，真空管6，物料再分配槽板7，物料分配槽板8，冷凝系统9，低沸点物料出口10，高沸点物料出口11，冷凝水管12，物料分子蒸汽通道13，低沸点物料接料盘14，物料分配管15，加强筋16；物料储罐20，分子蒸馏器一级21，分子蒸馏器二级22，分子蒸馏器三级23，分子蒸馏器四级24，分子蒸馏器四级25。

具体实施方式

实施例1：

一种分子蒸馏设备，它包括分子蒸馏设备本体1和真空管6，所述的分子蒸馏设备本体1的横截面是半圆形或半椭圆形的空心柱体。

所述分子蒸馏设备本体1的物料加热面板是空心柱体的长方形侧平面，背面紧贴着焊接有加热介质盘管；加热面顶部有物料分配管15，及由物料分配槽板8组成物料分配槽，中部有由物料再分配槽板7组成物料再分配槽；分子蒸馏设备本体1的弧面底端与真空管6连接，分子蒸馏设备本体1上有物料加入管2，下有物料出口管3；分子蒸馏设备本体1上下分别设有加强筋16。物料出口管3分为低沸点物料出口10和高沸点物料出口11。

如图3所示，物料通过物料加入管2经过物料分配管15的合理分配进入分子蒸馏本体1，在物料分配槽板8的作用下，均匀地分布在加热面，形成均匀薄膜自上而下的流过，流到中部物料再分配槽板7，再次均匀地分布，低沸点物质在加热和真空的作用下蒸发，被抽真空带走，剩下的高沸点物质汇集到物料出口管3，流出分子蒸馏设备。

物料分配槽板8、物料再分配槽板7还可采用直径10-30毫米的圆管，焊接3-9个直径0.3-3毫米的小珠或同等直径高的小圆柱，在加热平面上垫起物料分配槽板8、物料再分配槽板7，焊接小珠，物料分配槽板8、物料再分配槽板7与加热面之间形成0.3-3毫米的缝隙，物料从0.3-3毫米的缝隙流过。

实施例2:

一种分子蒸馏设备，它包括分子蒸馏设备本体1和真空管6，所述的分子蒸馏设备本体1的横截面是半圆形或半椭圆形的空心柱体。

分子蒸馏设备本体1的物料加热面板是空心柱体的长方形侧平面，背面紧贴着焊接有加热介质盘管；加热面顶部有物料分配管15，有由物料分配槽板8组成物料分配槽，中部有由物料再分配槽板7组成物料再分配槽；分子蒸馏设备本体1的弧面底端与真空管6连接，分子蒸馏设备本体1上有物料加入管2下有物料出口管3。

所述分子蒸馏设备本体1的内腔之中设置有冷凝系统9，冷凝系统9距离加热面的高度8-50厘米；优选低沸点物料接料槽14距离物料加热面板内面的高度8-30厘米；

冷凝系统9有冷凝水管12，物料分子蒸汽通道13，低沸点物料接料盘14；冷凝水管12由一整管折弯构成，从结构上来区分为主管和折弯过渡管；低沸点物料接料槽14为栅栏格结构，栅栏格中为料槽，每个栅栏格料槽的宽度比冷凝水管12管路直径要宽且位置一一对应，即主管和折弯过渡管一侧或正下方分别对应有栅栏格的料槽，主要是接住冷凝后的低沸点物料，栅栏格之间的间隙和冷凝水管12管路之间的间隙形成物料分子蒸汽通道13，分子蒸馏设备本体1的弧面底端与真空管6连接，分子蒸馏设备本体1的底端设有低沸点物料出口10和高沸点物料出口11。

如图6所示，冷凝水管12与物料加热面板内面平行设置时，冷凝水管12与低沸点物料接料槽14垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管12和低沸点物料接料槽14各设置1-3层；每个栅栏格的宽度比冷凝水管12管路直径宽1-2厘米，每条物料分子蒸汽通道13宽度2-10厘米。

物料通过物料加入管2经过物料分配管15的合理分配进入分子蒸馏本体1，在物料分配槽板8的作用下，均匀地分布在加热面，形成均匀的薄膜自上而下的流过，流到中部物料再分配槽板7，再次均匀地分布，低沸点物质在加热和真空的作用下蒸发，在物料分子蒸汽通道13中碰到冷凝系统9的冷凝水管12，重新形成低沸点的液体，在低沸点物料接料盘14出口汇集，通过低沸点物料出口10流出分子蒸馏设备，剩下的高沸点物质汇集到高沸点物料出口11，流出分子蒸馏设备。

如图7所示，冷凝水管12的主管与物料加热面板内面垂直设置时，冷凝水管12一侧折弯过渡管与低沸点物料接料槽14垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管12设置3-9排，低沸点物料接料槽14设有3-9排栅栏格。

实施例3：

本分子蒸馏设备，可以单个使用，也可以多个串联和/或并联使用，分离、提纯效果更好。

如图8、图9、图10所示，物料储罐20中的物料通过分子蒸馏器一级21 物料加入管2经过物料分配管15的合理分配进入分子蒸馏本体1，在物料分配槽板8的作用下，均匀地分布在加热面，形成均匀薄膜自上而下的流过，流到中部物料再分配槽板7，再次均匀地分布，低沸点物质在加热和真空的作用下蒸发，被抽真空带走，剩下的高沸点物质汇集到物料出口管3，流出分子蒸馏器一级21进入分子蒸馏器二级22，以此类推进入分子蒸馏器三级23，分子蒸馏器四级24。安装时，分子蒸馏设备本体可以采用水平分布、上下分布或其组合，分子蒸馏设备本体的物料加热面板和安装水平面的角度是48度。

实施例4：

本分子蒸馏设备，可以和现有的蒸馏蒸发设备串联和/或并联使用，优选可以和现有的有搅拌装置的分子蒸馏设备串联和/或并联使用。

如图11、图12所示，物料通过分子蒸馏器一级21 物料加入管2经过物料分配管15的合理分配进入分子蒸馏本体1，在物料分配槽板8的作用下，均匀地分布在加热面，形成均匀薄膜自上而下的流过，流到中部物料再分配槽板7，再次均匀地分布，低沸点物质在加热和真空的作用下蒸发，碰到冷凝器的冷凝水管，重新形成低沸点的液体，在接料盘出口汇集，通过低沸点物料出口10流出分子蒸馏设备，剩下的高沸点物质汇集到高沸点物料出口11，流出分子蒸馏器一级21 进入分子蒸馏器二级22，以此类推，以同样的工作原理，进入分子蒸馏器三级23，分子蒸馏器四级24，分子蒸馏器四级25。各个分子蒸馏器之间可以用物料泵输送物料，也可以根据厂房高度设计上中下的自流工艺；分子蒸馏器二级22，分子蒸馏器三级23，分子蒸馏器四级24，分子蒸馏器四级25为现有的蒸馏蒸发设备。

因为本发明分子蒸馏设备制造工艺较为简单，制造成本相对于现有的分子蒸馏设备极为低廉，为了保护本发明分子蒸馏设备，特此要求在任何产品的生产过程中使用本发明分子蒸馏设备及采用本发明构思，均属于等效的替换，都在本发明专利的保护范围之内。

本发明装置并不受上述实例的限制，其它任何使用本装置应用的实例均属于等效的替换，都在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分子蒸馏设备，它包括分子蒸馏设备本体（1）和真空管（6），蒸馏设备本体（1）上端设有物料分配装置，其特征在于所述的分子蒸馏设备本体（1）为半圆形或半椭圆形的空心柱体，空心柱体的长方形侧平面为物料加热面板。

2.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：所述物料分配装置包括物料分配管（15）、物料分配槽板（8）和物料再分配槽板（7），物料分配管（15）与物料分配槽板（8）相邻，物料分配管（15）设有一排或二排或多排若干个小孔，安装时小孔朝向物料分配槽板（8），物料加热面板顶部设有物料分配管（15），物料加热面板内面设有由物料分配槽板（8）组成物料分配槽，物料加热面板内面中部至少设有由一件物料再分配槽板（7）组成一个物料再分配槽，采用两件或多件物料再分配槽板（7）时，物料再分配槽板（7）相对物料加热面板内面均匀设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：所述物料加热面板背面焊接有加热介质盘管或半管；分子蒸馏设备本体(1)的底端与真空管(6)连接，底部有物料出口管（3），分子蒸馏设备本体(1)顶部有物料加入管（2）与物料分配装置中的物料分配管（15）连通。

4.根据权利要求1或2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：所述分子蒸馏设备本体（1）径向设有加强筋（16），分子蒸馏设备本体（1）的圆弧面内侧、分子蒸馏设备本体（1）的圆弧面外侧及分子蒸馏设备本体（1）的长方形侧平面外侧一处、两处或多处设置有加强筋（16），加强筋（16）设置位置为分子蒸馏设备本体（1）中部或均匀设置在分子蒸馏设备本体（1）上。

5.根据权利要求1或2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：所述分子蒸馏设备本体（1）的内腔之中还设置有冷凝系统（9），冷凝系统（9）包括冷凝水管（12）、物料分子蒸汽通道（13）和低沸点物料接料槽（14），低沸点物料接料槽（14）在冷凝水管（12）和物料加热面板之间，低沸点物料接料槽（14）为栅栏格结构，栅栏格中为料槽，每个栅栏格料槽的宽度比冷凝水管（12）管路直径要宽且位置一一对应，栅栏格之间的间隙和冷凝水管（12）管路之间的间隙形成物料分子蒸汽通道（13），分子蒸馏设备本体（1）底部设有的物料出口管（3）分为低沸点物料出口（10）和高沸点物料出口（11），低沸点物料接料盘（14）与低沸点物料出口（10）连通。

6.根据权利要求5所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：所述冷凝水管（12）与物料加热面板内面平行或冷凝水管（12）的主管体与物料加热面板内面垂直。

7.根据权利要求5所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：低沸点物料接料槽（14）距离物料加热面板内面的高度8-30厘米；

冷凝水管（12）与物料加热面板内面平行设置时，冷凝水管（12）与低沸点物料接料槽（14）垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管（12）和低沸点物料接料槽（14）各设置1-3层；

冷凝水管（12）的主管与物料加热面板内面垂直设置时，冷凝水管（12）一侧折弯过渡管与低沸点物料接料槽（14）垂直距离为0.5-5厘米；冷凝水管（12）设置3-9排，低沸点物料接料槽（14）设有3-9排栅栏格；

每个栅栏格的宽度比冷凝水管（12）管路直径宽1-2厘米，每条物料分子蒸汽通道（13）宽度2-10厘米。

8.根据权利要求2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：物料分配槽板（8）与物料加热面板内面上端面组成30-90的角度，高度1-5厘米；物料再分配槽板（7）与物料加热面板内面上端面组成30-90的角度，高度1-5厘米。

9.根据权利要求2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：物料分配槽板（8）和物料再分配槽板（7）采用圆管结构，在圆管与物料加热面板内面之间设有若干个0.3-3毫米的缝隙或在靠近物料加热面板内面的半圆管上设有若干个0.3-3毫米的缝隙孔，物料从0.3-3毫米的缝隙中流过。

10.根据权利要求1或2所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于：分子蒸馏设备本体（1）和真空管（6）的角度是20-80度；安装时，分子蒸馏设备本体（1）的物料加热面板和安装水平面的角度是20-80度。