CN107837551A - 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，所述的分子蒸馏设备本体为环状体结构，所述分子蒸馏设备本体的顶端与顶端封头连接，分子蒸馏设备本体的内侧壁为加热面，底端设有物料出口，其特征在于，环状体上角角度为10度—90度。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。

技术背景

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，操作压力很低.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。

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，其中顶部的物料分布器和冷却水管的分子蒸馏设备，制造要求很高，制造工艺复杂，同时在真空腔内，制造和检修十分复杂。

本申请人一直致力于分子蒸馏设备研发工作，在2017年2月还申请过一个专利CN201710082649.6，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。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。

尽管如此，采用上圆环大于下圆环的倒置本体环状圆台结构的分子蒸馏设备本体还是存在其技术优势和极大的市场需求。在不断的创新过程中，针对现有技术进行持续突破。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种分子蒸馏设备冷却面积更大即双面冷却圆环，制造更方便，制造成本更低，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，所述的分子蒸馏设备本体为环状体结构，所述分子蒸馏设备本体的顶端与顶端封头连接，分子蒸馏设备本体的内侧壁为加热面，底端设有物料出口，其特征在于，环状体上角角度为10度—90度，即环状体为环状台体或直环状体。

其中,环状体包括倒置环状圆台和圆环柱体及棱台、棱柱。

环状体上角角度为10度—90度，分为即10度——小于45度，45度——85度，大于85度——90度。

进一步，

相对于加热面的面积小于1平方米的分子蒸馏设备，环状体上角角度为10度—70度；

相对于加热面的面积1--20平方米的分子蒸馏设备，环状体上角角度为50度—80度；

相对于加热面的面积20平方米以上的分子蒸馏设备，环状体上角角度为为60度—89度。

进一步，

加热面上有多个依次由高往低设置的物料分布器，最上面的第一物料分布器为圆环管状在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器为圆环管状或带向上倾斜的环状斜板或倒角朝上的环状槽且底部不需要钻小孔，最上面的第一物料分布器放在一个环形板内，环形板点焊在环状体上角内，其它物料分布器连接在加热面上，各物料分布器与加热面之间均留有缝隙。

进一步，第一物料分布器与1-8个物料进口管连接，物料进口管在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外与第一物料分布器连通，物料进口管的位置必须避开真空管口。

进一步，各物料进口管的出口与第一物料分布器在同一平面。

进一步，分子蒸馏设备本体的底部为加热面。

进一步，分子蒸馏设备本体的底部设有1-5个物料出口。

进一步，分子蒸馏设备本体的内部设置有冷却圆环，真空管口在顶端时，冷却圆环由若干个支柱支撑在分子蒸馏设备本体的底部；

真空管口在下端或底部时，冷却圆环直接放在分子蒸馏设备本体的底部，冷却圆环顶部低于顶端封头。

进一步，分子蒸馏设备本体加热面的外侧加热结构为夹套形式或半管形式，加热方式还包括电阻加热丝缠绕加热面形式或内部空腔用微波加热形式。

本发明相对ZL201210277674.7的技术进步在于，对物料分布器进行了改进，将原设计物料分配槽板和物料再分配槽板修改为物料分布器，并对物料分布器的结构和位置进行重新设计，尤其是第一物料分布器的改进，制造更为简单方便，用钢管卷一个圆圈是又快又好，在实际生产时，由于要采用物料泵把物料输入蒸馏设备，物料泵的扬程都会大于实际高度，从而有一个较大的压力，在压力的作用下，物料碰到加热壁必然会产生飞溅现象，较多的物料飞溅离开了加热面，导致蒸馏效果不理想，本发明而放在槽里的物料分布器装置，却可以有效地克服了这一的缺陷，其他物料分布器因为与加热面有一定缝隙，停机时物料也不会残留在物料分布器内；将冷凝系统进行了具体实施，采用冷却圆环结构，同时，对冷却圆环的设置进行了限定，这个冷却圆环冷却面积更大，冷却路程更长，冷却效果更好。

附图说明

图1为本发明实施例1圆台形分子蒸馏设备中心线竖剖视示意图。

图2为本发明实施例2圆柱形分子蒸馏设备带环状斜板中心线竖剖视示意图。

图3为本发明实施例2圆柱形分子蒸馏设备带环状槽中心线竖剖视示意图。

图4为本发明实施例3底部设置有加热面的分子蒸馏设备中心线竖剖视示意图。

图5为本发明实施例1分子蒸馏设备上俯视示意图。

图6为本发明实施例1分子蒸馏设备第一物料分布器7-1示意图。

图7为本发明实施例4内有冷却装置的分子蒸馏设备真空管口在顶端的结构示意图。

图8为本发明实施例4内有冷却装置的分子蒸馏设备真空管口在下端的结构示意图。

图9为本发明实施例4内有冷却装置的分子蒸馏设备真空管口在底部的结构示意图。

图10为本发明实施例5本分子蒸馏设备和各种现有的蒸馏设备联合使用安装示意图。

图中，物料进口1，低沸点物料出口2，高沸点物料出口3，真空管口4，加热介质进口5，加热介质出口6，第一物料分布器7-1，第二物料分布器7-2，第三物料分布器7-3，第四物料分布器7-4，第五物料分布器7-5，第六物料分布器7-6，冷却水进口8，冷却水出口9，分子蒸馏设备本体10，冷却圆环11。

具体实施方式

实施例1：

它包括分子蒸馏设备本体10和真空管4，所述的分子蒸馏设备本体10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与上底相交所成的角度为10度—89度；圆台的内侧面为蒸馏物料加热面，加热面上有若干个物料分布器。

(1)所述分子蒸馏设备本体10的两端与两端封头连接，顶端封头与物料进口管1连接，加热面上有多个物料分布器，物料分布器是由钢管加工而成的圆圈，最上面的第一物料分布器7-1在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器不需要钻小孔，物料分布器点焊在加热面上；

（2）第一物料分布器7-1由1-8个进料管连接，进料管与第一物料分布器7-1在同一平面，进料管在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外汇合到物料进口管1；

(3)第一物料分布器7-1放在一个圆环槽内，圆环槽是由一块圆环板点焊在内侧面的加热面上，物料分布器与加热面之间有一定的缝隙；

（4)其他若干个物料分布器是如图3一样的圆环槽，或是由钢管加工而成的圆圈底部不需要钻小孔，其他物料分布器均匀分布在加热面上。

所述的环状圆台是空心的，圆台的壁厚度均匀。以下实施例中涉及的环状圆台也是如此。所述的两条相对的母线是指一个平面沿圆台中心垂直切圆台所得的梯形的两条腰。以下实施例中涉及的相对的母线也是如此。

如图1、图5、图6所示，物料从物料进口1进入第一物料分布器7-1，从若干个小孔中流出流到圆环槽内，在第一物料分布器7-1的分布下物料沿加热面往下自然流淌成薄膜状，流到第二物料分布器7-2时，物料在第二物料分布器7-2的作用下满溢出使得物料更均匀，在受到加热介质夹套中加热介质的加热时，低沸点的物质首先蒸发，在真空的作用下由真空管4抽出到蒸馏设备外冷凝器冷凝后回收；未蒸发的物质继续流淌到第三物料分布器7-3时，物料在第三物料分布器7-3的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第三物料分布器7-3中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第三物料分布器7-3的外沿溢出向下流动，流到第四物料分布7-4，在第四物料分布器7-4的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第四物料分布器7-4中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第四物料分布器7-4的外沿溢出向下流动，第四物料分布器7-4组成的再分配环状圆台也起到一个对分子蒸馏设备本体10加强圈的作用，物料在加热面上低沸点的物质首先蒸发，剩下的高沸点的物质都经过加热面后，最后汇集到底部，经过物料出口3进入下一道工序。

实施例2

它包括分子蒸馏设备本体10和真空管4，所述的分子蒸馏设备本体10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与上底相交所成的角度为90度圆柱体形状，这是优选角度，圆柱体裁板、制造更方便，同时比圆台形状更节约钢材，不会造成更多的浪费，安装所占的空间比圆台更少；圆柱体的内侧面为蒸馏物料加热面，加热面上有若干个物料分布器。

(1)所述分子蒸馏设备本体10的两端与两端封头连接，顶端封头与物料进口管1连接，加热面上有多个物料分布器，物料分布器是由钢管加工而成的圆圈，最上面的第一物料分布器7-1在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器不需要钻小孔，物料分布器点焊在加热面上；

（2）第一物料分布器7-1由1-8个进料管连接，进料管与第一物料分布器7-1在同一平面，进料管在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外汇合到物料进口管1；

(3)第一物料分布器7-1放在一个圆环槽内，圆环槽是由一块圆环板点焊在内侧面的加热面上，物料分布器与加热面之间有一定的缝隙；

（4)其他若干个物料分布器是如图3一样的圆环槽，或是由钢管加工而成的圆圈底部不需要钻小孔，其他物料分布器均匀分布在加热面上。

如图2、图3、图6所示，物料从物料进口1进入第一物料分布器7-1，从若干个小孔中流出流到圆环槽内，在第一物料分布器7-1的分布下物料沿加热面往下自然流淌成薄膜状，流到第二物料分布器7-2时，物料在第二物料分布器7-2的作用下满溢出使得物料更均匀，在受到加热介质夹套中加热介质的加热时，低沸点的物质首先蒸发，在真空的作用下由真空管4抽出到蒸馏设备外冷凝器冷凝后回收；未蒸发的物质继续流淌到第三物料分布器7-3时，物料在第三物料分布器7-3的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第三物料分布器7-3中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第三物料分布器7-3的外沿溢出向下流动，流到第四物料分布7-4，在第四物料分布器7-4的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第四物料分布器7-4中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第四物料分布器7-4的外沿溢出向下流动，第四物料分布器7-4组成的再分配环状圆台也起到一个对分子蒸馏设备本体10加强圈的作用，以此类推，物料继续在其他物料分布器的作用下，确保物料一定在加热面上流动；物料在加热面上低沸点的物质首先蒸发，剩下的高沸点的物质都经过加热面后，最后汇集到底部，经过物料出口3进入下一道工序。

实施例3

它包括分子蒸馏设备本体10和真空管4，所述的分子蒸馏设备本体10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与上底相交所成的角度为10度—89度；圆台的内侧面为蒸馏物料加热面，加热面上有若干个物料分布器。

(1)所述分子蒸馏设备本体10的两端与两端封头连接，顶端封头与物料进口管1连接，加热面上有多个物料分布器，物料分布器是由钢管加工而成的圆圈，最上面的第一物料分布器7-1在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器不需要钻小孔，物料分布器点焊在加热面上；

（2）第一物料分布器7-1由1-8个进料管连接，进料管与第一物料分布器7-1在同一平面，进料管在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外汇合到物料进口管1；

(3)第一物料分布器7-1放在一个圆环槽内，圆环槽是由一块圆环板点焊在内侧面的加热面上，物料分布器与加热面之间有一定的缝隙；

(4)其他若干个物料分布器是如图3一样的圆环槽，或是由钢管加工而成的圆圈底部不需要钻小孔，其他物料分布器均匀分布在加热面上。

所述的环状圆台是空心的，圆台的壁厚度均匀。以下实施例中涉及的环状圆台也是如此。所述的两条相对的母线是指一个平面沿圆台中心垂直切圆台所得的梯形的两条腰。

如图4、图5、图6所示，物料从物料进口1进入第一物料分布器7-1，从若干个小孔中流出流到圆环槽内，在第一物料分布器7-1的分布下物料沿加热面往下自然流淌成薄膜状，流到第二物料分布器7-2时，物料在第二物料分布器7-2的作用下满溢出使得物料更均匀，在受到加热介质夹套中加热介质的加热时，低沸点的物质首先蒸发，在真空的作用下由真空管4抽出到蒸馏设备外冷凝器冷凝后回收；未蒸发的物质继续流淌到第三物料分布器7-3时，物料在第三物料分布器7-3的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第三物料分布器7-3中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第三物料分布器7-3的外沿溢出向下流动，流到第四物料分布7-4，在第四物料分布器7-4的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第四物料分布器7-4中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第四物料分布器7-4的外沿溢出向下流动，第四物料分布器7-4组成的再分配环状圆台也起到一个对分子蒸馏设备本体10加强圈的作用，物料在加热面上低沸点的物质首先蒸发，剩下的高沸点的物质都经过加热面后，最后汇集到底部，在底部加热面上继续加热，没有蒸发的物料经过物料出口3进入下一道工序。

实施例4

它包括分子蒸馏设备本体10和真空管4，所述的分子蒸馏设备本体10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与上底相交所成的角度为10度—89度；圆台的内侧面为蒸馏物料加热面，加热面上有若干个物料分布器。

(1)所述分子蒸馏设备本体10的两端与两端封头连接，顶端封头与物料进口管1连接，加热面上有多个物料分布器，物料分布器是由钢管加工而成的圆圈，最上面的第一物料分布器7-1在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器不需要钻小孔，物料分布器点焊在加热面上；

(2)第一物料分布器7-1由1-8个进料管连接，进料管与第一物料分布器7-1在同一平面，进料管在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外汇合到物料进口管1；

(3)第一物料分布器7-1放在一个圆环槽内，圆环槽是由一块圆环板点焊在内侧面的加热面上，物料分布器与加热面之间有一定的缝隙；

(4)其他若干个物料分布器是如图3所示一样的圆环槽，或是由钢管加工而成的圆圈底部不需要钻小孔，其他物料分布器均匀分布在加热面上。

所述的环状圆台是空心的，圆台的壁厚度均匀。以下实施例中涉及的环状圆台也是如此。所述的两条相对的母线是指一个平面沿圆台中心垂直切圆台所得的梯形的两条腰。

分子蒸馏设备本体10的内部设置有冷却圆环11，真空管口在顶端时，圆环由若干个支柱支撑在分子蒸馏设备本体的底部，圆环有效冷却部位高于加热面下端0.1-50厘米，如图7中的冷却圆环11焊接或用多个螺丝固定在蒸馏设备本体10上封头的内侧；真空管口在下端时，圆环直接放在分子蒸馏设备本体的底部，圆环顶部离顶端封头1-50厘米，如图8、图9中的冷却圆环11焊接或用多个螺丝固定在蒸馏设备本体10下封头的内侧。

如图7、图8、图9所示，物料从物料进口1进入第一物料分布器7-1，从若干个小孔中沿加热面往下自然流淌成薄膜状，流到第二物料分布器7-2时，物料在第二物料分布器7-2的作用下满溢出使得物料更均匀，在受到加热介质夹套中加热介质的加热时，低沸点的物质首先蒸发，在冷却圆环的冷却作用下，低沸点的物质又冷却成液体顺着圆环壁往下流，最后由低沸点物料出口回收；未蒸发的物质继续流淌到第三物料分布器7-3时，物料在第三物料分布器7-3的作用下满溢出使得物料又进一步均匀，原来的物料在第三物料分布器7-3中有一个缓冲作用同时又是一个物料再分配成薄膜的过程，再从第三物料分布器7-3的外沿溢出向下流动。第三物料分布器7-3组成的再分配环状圆台也起到一个对分子蒸馏设备本体10加强圈的作用，物料在加热面上低沸点的物质首先蒸发，剩下的高沸点的物质都经过加热面后，最后汇集到底部，经过物料出口3进入下一道工序。

本发明分子蒸馏设备中的冷却圆环，是目前还没有被发现的一种冷却方式，它的突出优势是两面都可以冷却，使低沸点物料蒸汽的冷却路程长，冷却面积大，制造更简单，冷却效果更好。

实施例5

如图10所示，待蒸馏的物料进入第一级分子蒸馏设备，在真空和加热的作用下，残留水分残留溶剂等最低沸点的轻物质首先蒸发，剩下的物质进入第二级分子蒸馏设备，在真空和加热的作用下，低沸点的物质蒸发，回收得到第一个低沸点物质；剩下的物质进入第三级分子蒸馏设备，在真空和加热的作用下，

相关低沸点的物质蒸发，回收得到第二个低沸点物质；剩下的物质进入第四级分子蒸馏设备，在真空和加热的作用下，相关低沸点的物质蒸发，回收得到第三个低沸点物质；剩下的物质进入第五级分子蒸馏设备，在真空和加热的作用下，相关低沸点的物质蒸发，回收得到第四个低沸点物质和最高沸点的物质。

因为本发明分子蒸馏设备制造工艺更为简单，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（10）和真空管（4），所述的分子蒸馏设备本体（10）为环状体结构，分子蒸馏设备本体（10）的顶端与顶端封头连接，分子蒸馏设备本体（10）的内侧壁为加热面，底端设有物料出口，其特征在于，环状体上角角度为10度—90度，即环状体为环状台体或直环状体。

2.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，

相对于加热面的面积小于1平方米的分子蒸馏设备，环状体上角角度为10度—70度；

相对于加热面的面积1--20平方米的分子蒸馏设备，环状体上角角度为50度—80度；

相对于加热面的面积20平方米以上的分子蒸馏设备，环状体上角角度为为60度—89度。

3.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，环状体为圆环柱体。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，

加热面上有多个依次由高往低设置的物料分布器，最上面的第一物料分布器(7-1)为圆环管状在底部钻有若干个小孔，其它物料分布器为圆环管状或带向上倾斜的环状斜板或倒角朝上的环状槽且底部不需要钻小孔，最上面的第一物料分布器(7-1)放在一个环形板内，环形板点焊在环状体上角内，其它物料分布器连接在加热面上，各物料分布器与加热面之间均留有缝隙。

5.根据权利要求4所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，第一物料分布器与1-8个物料进口管（1）连接，物料进口管（1）在分子蒸馏设备内或在分子蒸馏外与第一物料分布器连通，物料进口管（1）的位置必须避开真空管口。

6.根据权利要求5所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，各物料进口管（1）的出口与第一物料分布器在同一平面。

7.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，分子蒸馏设备本体（10）的底部为加热面。

8.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，分子蒸馏设备本体（10）的底部设有1-5个物料出口。

9.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，分子蒸馏设备本体（10）的内部设置有冷却圆环（11），真空管口在顶端时，冷却圆环（11）由若干个支柱支撑在分子蒸馏设备本体的底部；

真空管口在下端或底部时，冷却圆环（11）直接放在分子蒸馏设备本体的底部，冷却圆环（11）顶部低于顶端封头。

10.根据权利要求1所述的一种分子蒸馏设备，其特征在于，分子蒸馏设备本体（10）加热面的外侧加热结构为夹套形式或半管形式，加热方式包括电阻丝缠绕加热面形式或内部空腔用微波加热形式。