CN109589629A - 一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置及方法，装置包括原料罐、一级蒸发分离室、降膜蒸发器、凝液储罐及罗茨蒸汽压缩机、原料罐与一级蒸发分离室、降膜蒸发器与凝液储罐、一级蒸发分离室与降膜蒸发器之间均通过密闭管路及泵连接。本发明替代了现有技术中完全依靠燃气锅炉产生蒸汽作为热能，利用蒸汽压缩技术，将浓缩过程蒸汽压缩升温，作为后续浓缩所需的热能，而蒸汽冷凝后的水，又收集保温，应用到管路设备清洗及同品种煎煮中。热能和冷凝水的循环使用，使得本发明能节约原生产用能源(天然气)约2/3,水资源可以节省60％。

Description

一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置及方法

技术领域

本发明涉及药食两用黏稠膏滋生产，具体地说，是一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置及方法。

技术背景

随着大健康事业的发展，传统医药，特别是药食两用的中药材经提取、浓缩而成的具有保健功能的膏滋产品不断涌现，深受市场欢迎。但此类产品的生产，存在提取用水量大、浓缩过程长、效率低、耗能大，且膏滋产品粘稠度大，终产品焦底粘壁损耗严重、质量不稳定等情况。

目前膏滋产品小规模生产，采用手工煎煮、过滤、浓缩，整个过程依靠老药工凭借自身的经验、责任心进行把控，产量低，质量把控稳定性差；大规模生产，则多数参照中药浸膏剂方法进行生产，一般采取煎煮、过滤、浓缩、收膏。其中的浓缩常规采用单效减压浓缩、双效减压浓缩。由于煎出液水量大，在浓缩环节需要大量的能源(蒸汽)和时间投入，粘稠膏滋在浓缩到后期也存在流动性差，局部受热易结焦等现象，从而导致产品质量不稳定。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩蒸发方法，通过本方法可以得到稳定的药食同源黏稠膏滋，省时省力省能源，且质量可控，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，所述的装置包括原料罐、一级蒸发分离室、降膜蒸发器、凝液储罐及罗茨蒸汽压缩机、原料罐与一级蒸发分离室、降膜蒸发器与凝液储罐、一级蒸发分离室与降膜蒸发器之间均通过密闭管路及泵连接。

作为进一步地改进，本发明所述的原料罐与一级蒸发分离室、一级蒸发分离室与降膜蒸发器以及一级蒸发分离室最终浓缩完成后与外部成品储罐之间的原水平密闭管路均改进为倾斜度为3-5度管路。增加膏滋的流动性，防止堆积，一般为平行设计，若平行设计，会导致提取液或膏滋流速减慢、滞留。同时为减少粘稠膏滋中皂甙成分起泡，一级蒸发分离室设置了低位喷淋头，有效地进行机械消泡。

作为进一步地改进，本发明所述的罗茨蒸汽压缩机内设置有循环水水洗装置，循环水水洗装置设置于罗茨蒸汽压缩机的上部，具体设有水洗管和淋洗喷头。有效防止含粘稠液体的蒸汽粘结到真空泵内，蒸汽会裹带少量膏滋粘液到罗茨蒸汽压缩机，长期堆积，导致压缩机无法运转，通过凝液储罐循环出来的温热蒸馏水，通过此热水淋洗喷头，及时将溢出粘稠液体的泡沫清洗清除，防止压缩机转叶粘结、故障。

作为进一步地改进，本发明所述的凝液储罐设有两条密闭管路，一路通过泵连接至罗茨蒸汽压缩机的循环水水洗装置，另一路通过泵和不锈钢管路连接至膏滋生产用的煎煮罐中。供管路、设备清洗以及同品种煎煮，大大地节约了用水和热能。

作为进一步地改进，本发明所述的降膜蒸发器包括蒸发上部、中部料液积液锥和蒸汽冷却水容器，所述的蒸发上部包括一个列管外部和设置于列管外部内的若干列管，一级蒸发分离室内的液体通过泵连接至降膜蒸发器的列管内，所述的一级蒸发分离室内的气体通过罗茨蒸汽压缩机，蒸汽压缩升温后连接至降膜蒸发器的列管外部内。

作为进一步地改进，本发明所述的中部料液积液锥与一级蒸发分离室之间的密闭管路倾斜度为45度。有效地控制了循环泵转运，降低液体压力击壁产生的泡沫。

作为进一步地改进，本发明所述的装置还包括由钢质复合吸声隔板、镀锌钢板、玻璃棉板、大导流弯头消声器以及导流消声插片组合而成的密闭的隔音装置，使95分贝的噪音降低为65-70分贝。

本发明还公开了一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩方法，具体步骤如下：

1)、原料水提液的提取，将原料为含植物类、动物类的药食两用的中药材，通过煎煮、微沸、温浸的方法，将其中的多糖、粘液质、胶体、蛋白质、生物酶、维生素、有机酸、挥发油、生物碱以及各种甙类等成分，用水进行提取，水提液经过200目滤网过滤，备用；

2)、大量水提液通过密闭管路进入原料罐，并通过泵打入一级蒸发分离室的下部，一级蒸发分离室的料液通过泵打入降膜蒸发器的列管上端，列管内料液经降膜管列管外部内的蒸汽加热后，进入料液积液锥，通过料液积液锥重新回到一级蒸发分离室气液分离，分离后未蒸发液体被泵再次打入降膜蒸发器的列管内，已蒸发的气体则进入罗茨蒸汽压缩机，经压缩，蒸汽温度上升5-12℃，并进入降膜蒸发器的列管外部中，作为降膜蒸发的热能，与列管内液体进行热交换。

3)、该蒸汽冷却液化后进入降膜蒸发器下部的蒸汽冷却水容器，并泵入凝液储罐中；而降膜蒸发器列管中经加热的液体，自流到降膜蒸发器底部的料液积液锥，并由泵，以45℃倾斜送至一级蒸发分离室，继续循环加热蒸发，如此反复，至一级蒸发分离室内液体达到规定浓度，由浓液泵送入浓液槽，完成浓缩任务。

作为进一步地改进，本发明所述的原料罐中的温度为≤70℃。膏滋粘稠，若温度太高，管壁会贴焦，粘结，若温度太低，膏滋无法流动。

作为进一步地改进，本发明所述的一级蒸发分离室蒸发温度为70-75℃。膏滋粘稠，若温度太高，管壁会贴焦，粘结，若温度太低，膏滋无法流动。

本发明的有益效果如下：

原料水提液的提取、分离优化，确保其水提液中去除原料残渣、絮状纤维等，保证水提液在后续抽提、浓缩过程中，不会因为微粒核凝结粘壁，满足进一步有效地采用蒸发方法浓缩的要求。

采用罗茨蒸汽压缩机为主体的真空浓缩，利用水提液蒸发的水汽，经真空压缩，提供后续蒸发的热能，极大地减少了能源使用、缩短了生产时间、而其蒸汽凝结水，经检测卫生学指标合格，可用作生产清场、同品种生产用水而节水节能蒸汽凝结水一般温度为60°，凝水储罐设有保温层。

蒸发采用数控系统，方便操作，并进行实时监控，有效地保证了生产稳定。

为保证粘稠膏滋的浓缩过程稳定，防止局部受热蒸发过快，导致挂壁粘壁，原料(稀液)在原料罐中温度≤70℃；粘稠料液运转的原水平密闭管路均改进为倾斜度为3-5度管路；一级蒸发分离室蒸发温度70-75℃可增加膏滋的流动性，防止堆积。如上改进，大大降低了粘稠液体滞留粘结的风险，有效加强液体流动，同时管道中间设置安全压力阀门，防止胀管爆裂。

罗茨蒸汽压缩机内设置有循环水水洗装置，循环水水洗装置设置于罗茨蒸汽压缩机的上部，具体设有水洗管和淋洗喷头。有效防止含粘稠液体的蒸汽中裹带的少量膏滋粘液到罗茨蒸汽压缩机内，长期堆积，导致压缩机无法运转。通过设备改良，用凝液储罐循环出来的温热蒸馏水，淋洗罗茨压缩机，及时将溢出粘稠液体的泡沫清洗清除，防止压缩机转叶粘结、故障，提高设备使用寿命。

同时，装置配套有压缩蒸汽蒸发数控系统，实时监控装置内各腔体温度、真空、电流电压、液位以及腔体内液体比重，确保粘稠膏滋浓缩高效、符合要求。

为减少粘稠膏滋中皂甙起泡，一级蒸发分离室采用低位喷淋，可以机械消泡；降膜蒸发器中部的料液积液锥与一级蒸发分离室管路连接设计为45°倾斜，防止稠液转移时直接击打起泡，整体设备设有消音隔离装置，使95分贝的噪音降低为65-70分贝。

通过上述设置和方法，替代了现有技术中完全依靠燃气锅炉产生蒸汽作为热能，利用蒸汽压缩技术，将浓缩过程蒸汽压缩升温，作为后续浓缩所需的热能，而蒸汽冷凝后的水，又收集保温，应用到管路设备清洗及同品种煎煮中。热能和冷凝水的循环使用，使得本发明能节约原生产用能源(天然气)约2/3,水资源可以节省60％。水既可以用来冲洗罗茨蒸汽压缩机，让浓缩顺利进行，又可以用来作管路设备清洗以及同品种原料提取所需用水，由于冷却下来的蒸馏水本来就有热量，50-60度，用作煎煮提取，减少了一半以上升温热能需求，且温水清洗粘稠膏滋管路设备效果比常温自来水清洗，高效、洁净。

压缩蒸汽蒸发浓缩技术一直以来，在浓缩粘稠膏滋生产上无法大规模应用，主要原因是膏滋粘稠粘结，导致压缩泵失灵、出料、清洗、质控困难，本发明在原液控制的基础上，改进管道设置、加装各种在线程控及配套装置，使黏稠膏滋能高效稳定地浓缩生产，该方法，能减少生产人员1/3、节能1/2、节水1/3，同时减轻操作员工劳动强度，稳定产品质量。

附图说明

图1是粘稠膏滋生产方法流程图；

图2是粘稠膏滋蒸汽压缩蒸发浓缩装置及流程结构示意图；

图中，1是原料罐，2是一级蒸发分离室，3是降膜蒸发器，4是凝液储罐，5是罗茨蒸汽压缩机，6 蒸汽冷却水容器，7是列管，8是列管外部，9是隔音装置。

具体实施方式

下面通过具体的实施方法对本发明作进一步说明。

图1是粘稠膏滋生产方法流程图；根据图1黏稠膏滋的原料选配为药食同源的材料，实施实例为：制玉竹、茯苓、红枣、枸杞子、薏苡仁、阿胶、蚕蛹、薄荷、桑椹、鹿肉、蛹虫草、猴头菇、牡蛎、炒鸡内金、蒲公英、人参、制黄精。上述原料选用净料，切制为5-20mm小段、片或块；加水8-15倍快速煮沸后，保持微沸状态；煎煮时间1.5-2.5h；煎煮次数2-3次，每次煎煮液通过200目滤网过筛，滤液进入暂存储罐：原料罐1存放。水蒸气到减煮

图2是粘稠膏滋蒸汽压缩蒸发浓缩装置及流程结构示意图；本发明公开了一种适用于粘性稠膏的MVR蒸发装置，装置包括原料罐1、一级蒸发分离室2、降膜蒸发器3、凝液储罐4及罗茨蒸汽压缩机5、原料罐1与一级蒸发分离室2、降膜蒸发器3与凝液储罐4、一级蒸发分离室2与降膜蒸发器3之间均通过密闭管路及泵连接，一级蒸发分离室2设置了低位喷淋头，降膜蒸发器3包括蒸发上部、中部料液积液锥和蒸汽冷却水容器6，中部料液积液锥与一级蒸发分离室2之间的密闭管路倾斜度为45度，蒸发上部包括一个列管外部8和设置于列管外部8内的若干列管7，一级蒸发分离室2内的液体通过泵连接至降膜蒸发器3的列管7内，一级蒸发分离室2内的气体通过罗茨蒸汽压缩机5，蒸汽压缩升温后连接至降膜蒸发器3的列管外部8内，原料罐1与一级蒸发分离室2、一级蒸发分离室2与降膜蒸发器3以及一级蒸发分离室2最终浓缩完成后与外部成品储罐之间的密闭管路均为倾斜度为3-5度的管路，罗茨蒸汽压缩机5还设置有循环水水洗装置，循环水水洗装置是设置于罗茨蒸汽压缩机5上部的水洗管和淋洗喷头，凝液储罐4设有两条密闭管路，一路通过泵连接至罗茨蒸汽压缩机5的循环水水洗装置，另一路通过泵和不锈钢管路连接至膏滋生产用的煎煮罐中；装置还包括由钢质复合吸声隔板、镀锌钢板、玻璃棉板、大导流弯头消声器以及导流消声插片组合而成的密闭的隔音装置9和数控系统。

本发明装置的浓缩工艺流程如下：

1)、原料水提液的提取，将原料为含植物类、动物类的药食两用的中药材，通过煎煮、微沸、温浸的方法，将其中的多糖、粘液质、胶体、蛋白质、生物酶、维生素、有机酸、挥发油、生物碱以及各种甙类等成分，用水进行提取，水提液经过200目滤网过滤，备用；

2)、大量水提液通过密闭管路进入原料罐1，再由泵通过原料罐1与一级蒸发分离室2之间设置的倾斜度为3-5度的密闭管路，通过泵打入一级蒸发分离室2的下部，一级蒸发分离室2的料液通过泵打入降膜蒸发器3的列管7，列管7中的料液经降膜管列管外部8内的蒸汽加热后，进入降膜蒸发器3中部的料液积液锥，通过积液锥与一级蒸发分离室2之间设置的45度倾斜角的密闭管路，泵入一级蒸发分离室2进行气液分离，分离后未蒸发液体被泵再次打入降膜蒸发器3的列管7内，已蒸发的气体则进入热能交换器，经压缩，蒸汽温度上升5-12℃，并进入降膜蒸发器3的列管外部8中，作为降膜蒸发的热能，与内壁中的液体进行热交换；原料罐1中的温度为≤70℃，一级蒸发分离室2蒸发温度维持为70-75℃

3)、该蒸汽冷却液化后进入降膜蒸发器3的储罐下部的蒸汽冷却水容器6，并泵入凝液储罐4中；而降膜蒸发器3的列管7中经加热的液体，自流到降膜蒸发器3中部的料液积液锥，再次泵入一级蒸发分离室2，继续循环加热蒸发，如此反复，至一级蒸发分离室2内液体达到规定浓度，由浓液泵送入浓液槽，完成浓缩任务。

完成浓缩工序的料液，由于已高度浓缩，其比重≥1.25，黏度小于等于8000；为防止粘结，一级蒸发分离室2采用保温70°，一级蒸发分离室2与降膜蒸发器3之间的泵持续循环，确保其流动状态，防止大量粘壁、出膏困难。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的装置包括所述的装置包括原料罐(1)、一级蒸发分离室(2)、降膜蒸发器(3)、凝液储罐(4)及罗茨蒸汽压缩机(5)、所述的原料罐(1)与一级蒸发分离室(2)、降膜蒸发器(3)与凝液储罐(4)、一级蒸发分离室(2)与降膜蒸发器(3)之间均通过密闭管路及泵连接。

2.根据权利要求1所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的原料罐(1)与一级蒸发分离室(2)、一级蒸发分离室(2)与降膜蒸发器(3)以及一级蒸发分离室(2)最终浓缩完成后与外部成品储罐之间的倾斜度均为3-5度的管路。

3.根据权利要求1所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的罗茨蒸汽压缩机(5)设置有循环水水洗装置，所述的循环水水洗装置是设置于罗茨蒸汽压缩机(5)上部的水洗管和淋洗喷头。

4.根据权利要求3所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的凝液储罐(4)设有两条密闭管路，一路通过泵连接至罗茨蒸汽压缩机(5)的循环水水洗装置，另一路通过泵和不锈钢管路连接至膏滋生产用的煎煮罐中。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的降膜蒸发器(3)包括蒸发上部、中部料液积液锥和蒸汽冷却水容器(6)，所述的蒸发上部包括一个列管外部(8)和设置于列管外部(8)内的若干列管(7)，所述的一级蒸发分离室(2)内的液体通过泵连接至降膜蒸发器(3)的列管(7)内，所述的一级蒸发分离室(2)内的气体通过罗茨蒸汽压缩机(5)，蒸汽压缩升温后连接至降膜蒸发器(3)的列管外部(8)内。

6.根据权利要求5所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的中部料液积液锥与一级蒸发分离室(2)之间的密闭管路倾斜度为45度。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置，其特征在于，所述的装置还包括由钢质复合吸声隔板、镀锌钢板、玻璃棉板、大导流弯头消声器以及导流消声插片组合而成的密闭的隔音装置(9)。

8.一种如权利要求1或2或3或4或6所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置的浓缩方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)、原料水提液的提取，将原料(含植物类、动物类的药食两用的中药材)，通过煎煮、微沸、温浸的方法，将其中的多糖、粘液质、胶体、蛋白质、生物酶、维生素、有机酸、挥发油、生物碱以及各种甙类等成分，用水进行提取，水提液经过200目滤网过滤，备用；

2)、大量水提液通过密闭管路进入原料罐(1)，并通过泵打入一级蒸发分离室(2)的下部，一级蒸发分离室(2)的料液通过泵打入降膜蒸发器(3)的列管(7)上端，列管(7)内料液经降膜管列管外部(8)内的蒸汽加热后，进入料液积液锥，通过料液积液锥重新回到一级蒸发分离室(2)气液分离，分离后未蒸发液体被泵再次打入降膜蒸发器(3)的列管(7)内，已蒸发的气体则进入罗茨蒸汽压缩机(5)，经压缩，蒸汽温度上升5-12℃，并进入降膜蒸发器(3)的列管外部(8)中，作为降膜蒸发的热能，与列管(7)内液体进行热交换。

3)、该蒸汽冷却液化后进入降膜蒸发器(3)下部的蒸汽冷却水容器(6)，并泵入凝液储罐(4)中；而降膜蒸发器(3)列管(7)中经加热的液体，自流到降膜蒸发器(3)底部的料液积液锥，并由泵，以45℃倾斜送至一级蒸发分离室(2)，继续循环加热蒸发，如此反复，至一级蒸发分离室(2)内液体达到规定浓度，由浓液泵送入浓液槽，完成浓缩任务。

9.根据权利要求8所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置的浓缩方法，其特征在于，原料罐(1)中的温度为≤70℃。

10.根据权利要求8所述的黏稠膏滋的蒸汽再压缩节能浓缩装置的浓缩方法，其特征在于，一级蒸发分离室(2)蒸发温度为70-75℃。