CN110478929A - 一种生物分子蒸馏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物分子蒸馏装置，包括装置主体；装置主体为筒体结构，且内部通过隔板分为蒸馏仓和隔离仓两部分，蒸馏仓位于隔离仓上方，隔离仓内设有电机，电机的输出轴贯穿装置主体向蒸馏仓内延伸，且连接有连接杆，连接杆上从上到下依次连接有导流机构和刮膜机构，装置主体外部设有加热夹套；装置主体顶部还连通设有进料管、真空压力表和真空泵以及冷凝机构，冷凝机构包括管箱和冷凝管，管箱通过第二隔板分为进水仓和出水仓，冷凝管贯穿第一隔板与进水仓和出水仓连通；装置主体内设有轻分子收集器，第一隔板四周还环绕连通设置有用于收集重分子的凹槽。本发明结构合理，使用方便，样品蒸馏效果好，且易于控制，适用于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸馏装置，具体为一种生物分子蒸馏装置。
背景技术
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸汽部分冷凝，从而实现其所含组分的分离，是一种属于传质分离的单元操作，被广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。其原理加热使双组分混合的料液部分汽化，易挥发组在蒸气中增浓，难挥发组在剩余液中增浓，从而实现两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大，增浓程度也越大。
其中分子蒸馏是高真空下的一种高效分离计划，具有物料停留时间短、操作温度低、分离程度高于工艺清洁环保等优点，特别适宜于富集或纯化高沸点、高粘度或热敏性等有机化合物；分子蒸馏自二十世纪三十年代出现以来，得到世界各国的重视，六十年代成功的从鱼肝油中提取维生素A的工业化生产，许多发达国家相继设计制造出多套工业化分子蒸馏装置，已用于一百多种产品的生产，随着人们对天然物质的青睐，新产品的不断出现，分子蒸馏技术得到了迅速的发展。
目前使用的生物分子蒸馏装置多结构复杂，需要的配套装置较多，使用不方便，且冷凝管多是单个的冷凝水管道，冷凝效果一般。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种生物分子蒸馏装置，该装置结构简单，通过管箱和冷凝管的设置，能够使水从管箱内向冷凝管内蔓延，避免了单个冷凝管设置时进水口水压太大的问题，同时通过导流机构和刮膜机构的设置，使需要蒸馏的物料均匀分布，有效提升蒸馏效果。
本发明提供一种生物分子蒸馏装置，包括装置主体；
装置主体为筒体结构，且内部通过水平设置的第一隔板分为蒸馏仓和隔离仓，蒸馏仓位于隔离仓上方；
装置主体顶面中部设置有电机，电机的输出轴贯穿装置主体向蒸馏仓内延伸，且连接有连接杆，连接杆上从上到下依次连接有导流机构和刮膜机构，刮膜机构能够与蒸馏仓的内壁接触，装置主体外部环绕设置有加热夹套，加热夹套的底部与刮膜机构的底部平齐；
装置主体顶部还连通设置有进料管、真空压力表和真空泵，进料管伸入蒸馏仓的端部位于导流机构的上方，装置主体内还设置有冷凝机构，冷凝机构包括设置于隔离仓内的管箱和设置于蒸馏仓内的冷凝管，管箱通过内部设置的第二隔板分为进水仓和出水仓，冷凝管位于刮膜机构内侧，且贯穿第一隔板与进水仓和出水仓连通；
第一隔板上位于冷凝管下方设置有贯穿隔离仓的轻分子收集器，第一隔板四周还环绕连通设置有用于收集重分子的凹槽，凹槽底部低于第一隔板，且设置有重分子收集口。
优选的，导流机构为设置于连接杆上的圆形槽，圆形槽底部外侧均匀设置有多个导流孔。
优选的，导流机构为通过支撑杆与连接杆连接的环形槽，环形槽底部均匀设置有多个导流孔。
优选的，导流机构底部还设置有与导流孔一一对应的导流板，导流板倾斜设置，且沿着连接杆到蒸馏仓内壁的方向延伸。
优选的，刮膜机构包括倒U形架和刮膜板，倒U形架由横杆和设置于横杆底部两侧的两个纵杆组成，横杆中部与连接杆连接，纵杆通过缓冲机构连接有刮膜板，刮膜板与纵杆平行，且能够与蒸馏仓内壁接触。
优选的，缓冲机构包括多个伸缩杆和弹簧，多个伸缩杆分别均匀垂直设置在纵杆上，位于同一纵杆上的多个伸缩杆的端部共同连接有刮膜板，伸缩杆上，位于纵杆和刮膜板之间环绕设置有弹簧。
优选的，第一隔板倾斜设置于装置主体内，第一隔板与水平面的夹角为15～25°。
优选的，进料管上设置有流量控制阀。
优选的，加热夹套与装置主体外壁相适配，且内部环绕设置有加热丝，加热夹套上还设置有温度控制器，蒸馏仓内设置温度传感器，温度控制器与温度传感器和加热丝均电性连接。
优选的，管箱和冷凝管均为环形管道结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过加热夹套的设置，能够使蒸馏仓表面温度升高，且温度远低于物料沸点，通过设有冷凝管，使蒸馏仓内部温度下降，从而使蒸馏仓内形成一定的温度差，使样品更容易蒸发，提高蒸发效率；2、本发明结构合理，通过导流机构以及刮膜机构的设置，导流机构底部还设置有导流孔和导流板，能够使需要蒸馏的样品均匀分布在蒸馏仓内，且刮膜机构能够使液膜分布在蒸馏仓内壁，分布均匀，从而提高蒸馏效率；3、本发明真空压力表和真空泵的设置，可以对蒸馏筒内的压力进行直观控制；4、本发明通过配合使用的管箱和冷凝管，管箱和冷凝管都为环形管结构，，可以使水由管箱慢慢流入到冷凝管中，避免了直接向单个冷凝管输水造成的压力过大的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1一种生物分子蒸馏装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2一种生物分子蒸馏装置的结构示意图。
图中：1、装置主体；2、蒸馏仓；3、隔离仓；4、电机；5、连接杆；6、管箱；7、冷凝管；8、轻分子收集器；9、导流机构；10、刮膜机构；11、进料管；12、真空压力表；13、真空泵；14、加热夹套；15、导流板；16、U形架；17、刮膜板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
本实施例提供一种生物分子蒸馏装置，如图1所示，包括装置主体1，装置主体1用于对生物分子进行蒸馏；
装置主体1为筒体结构，且内部通过水平设置的第一隔板分为蒸馏仓2和隔离仓3，蒸馏仓2位于隔离仓3上方，蒸馏仓2用于对需要分离的物料进行蒸馏，隔离仓3用于收集蒸馏分离的两种物质，以及放置用于冷凝的管箱6；
装置主体1顶面中部设置有电机4，电机4的输出轴贯穿装置主体1向蒸馏仓2内延伸，输出轴与装置主体1的接触部位还设置有密封圈，从而使整个装置主体1能够保持密封状态，电机4的输出轴上连接有连接杆5，连接杆5上从上到下依次连接有导流机构9和刮膜机构10，导流机构9用于将需要蒸馏的物料导入到导流机构9内，并使物料均匀分布，刮膜机构10能够与蒸馏仓2内壁接触从而使蒸馏过程浓度增加的重分子在蒸馏仓2内壁上形成液膜，然后流入到用于收集重分子的凹槽内进行收集；
为了使物料在装置主体1内分布均匀，从而加快蒸馏速率，将导流机构9设置为设置在连接杆5上的圆形槽，圆形槽底部外侧均匀设置有多个导流孔；或者是通过支撑杆与连接杆5连接的环形槽，也就是在连接杆5上垂直设置四个支撑杆，四个支撑杆共同连接有环形槽，环形槽底部均匀设置有多个导流孔；并且在导流机构9底部还设置有导流孔一一对应的导流板15，也就是不管使用圆形槽或者环形槽，在槽底部都设置与导流孔对应的导流板15，导流板15用于导流，导流板15倾斜设置，且沿着连接杆5到蒸馏仓2内壁的方向延伸，也就是由蒸馏仓2内中部向外延伸，即导流板15的顶部位于导流孔下方，底部向外延伸，这样在电机4转动过程中，可以使导流机构9内的物料沿着导流板15向蒸馏仓2的四周落下，使物料更加均匀的分散在蒸馏仓2内；
刮膜机构10能够与蒸馏仓2的内壁接触，刮膜机构10用于刮下蒸馏仓2内壁上的重分子液膜并进行收集，这样可以防止液膜过厚，影响蒸馏效果，刮膜机构10包括与连接杆5连接的第二连接杆，第二连接杆的中部与连接杆5连接，第二连接杆的底部两侧垂直连接有刮板，刮板能够与蒸馏仓5的内壁连接，这样在电机2启动时，电机2带动刮板对蒸馏仓2的内壁进行刮膜，电机2上还连接有减速器，能够对电机2的转速进行控制；
装置主体1外部环绕设置有加热夹套14，加热夹套14的底部与刮膜机构10的底部平齐；加热夹套14与装置主体1外壁相适配，且内部环绕设置有加热丝，加热夹套2上还设置有温度控制器，蒸馏仓2内设置温度传感器，温度控制器与温度传感器和加热丝均电性连接；在使用时，通过在温度控制器上设置需要加热的温度，然后加热丝启动，对蒸馏仓2进行加热，加热到设定温度时，停止加热，温度低于设定温度时，加热丝再次启动，再次加热；
装置主体1顶部还连通设置有进料管11、真空压力表12和真空泵13，进料管11伸入蒸馏仓2的端部位于导流机构9的上方，也就是进料管10的端部正好设置在导流机构9上，即从进料管10进入的物料能够落入导流机构9内，进料管11上设置有对物料进入速度进行控制的流量控制阀，真空压力表12用于对装置主体1内的真空度进行检测，真空泵13用于抽真空；
装置主体1内还设置有冷凝机构，冷凝机构包括设置于隔离仓3内的管箱6和设置于蒸馏仓2内的冷凝管7，管箱6和冷凝管7均为环形管道结构，也就是管箱6内呈现环形管道结构，管箱6通过内部设置的第二隔板分为进水仓和出水仓，也就是环形管道结构内中部设置有第一隔板，将环形管道分为了两部分，一部分是进水仓，一部分是出水仓，冷凝管7位于刮膜机构10内侧，且贯穿第一隔板与进水仓和出水仓连通，也就是冷凝管7位于蒸馏仓2内中部，刮膜机构10位于蒸馏仓内靠近内壁的位置；
第一隔板上位于冷凝管7下方设置有贯穿隔离仓3的轻分子收集器8，第一隔板四周还环绕连通设置有用于收集重分子的凹槽，凹槽底部低于第一隔板，且设置有重分子收集口。
具体实施时，首先通过真空泵13抽真空，物料从进料管11加入，将电机4带动导流机构9和刮膜机构10转动，使物料均匀分布在蒸馏仓2内，此时刮膜机构10将料液刮成一层薄膜，在此过程中，蒸馏仓2内壁上的液膜中的轻分子逸出，并与冷凝管7接触冷凝成液态，沿着冷凝管7流入到轻分子收集器8中，残留的重分子则流入收集重分子的凹槽内，并通过重分子收集口流出。
实施例2
与实施例1的结构相同，对刮膜机构10的结构进行了优化，也就是使刮膜机构10在物料较多时也能刮成较薄的液膜，如图2所示，刮膜机构10包括倒U形架16和刮膜板17，倒U形架16由横杆和设置于横杆底部两侧的两个纵杆组成，横杆中部与连接杆5连接，纵杆通过缓冲机构连接有刮膜板17，缓冲机构包括多个伸缩杆和弹簧，多个伸缩杆分别均匀垂直设置在纵杆上，位于同一纵杆上的多个伸缩杆的端部共同连接有刮膜板17，伸缩杆上，位于纵杆和刮膜板17之间环绕设置有弹簧；刮膜板17与纵杆平行，且能够与蒸馏仓2内壁接触。
实施例3
与实施例1或实施例2的结构相同，不同的是对第一隔板进行了优化，为了使重分子更好的被收集，将第一隔板倾斜设置于装置主体1内，隔板与水平面的夹角为15～25°，重分子收集口设置于第一隔板的最低处，这样收集到的重分子可以沿着倾斜的隔板流向重分子收集口，更加便于收集。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，包括装置主体(1)；
所述装置主体(1)为筒体结构，且内部通过水平设置的第一隔板分为蒸馏仓(2)和隔离仓(3)，所述蒸馏仓(2)位于所述隔离仓(3)上方；
所述装置主体(1)顶面中部设置有电机(4)，所述电机(4)的输出轴贯穿所述装置主体(1)向所述蒸馏仓(2)内延伸，且连接有连接杆(5)，所述连接杆(5)上从上到下依次连接有导流机构(9)和刮膜机构(10)，所述刮膜机构(10)能够与所述蒸馏仓(2)的内壁接触，所述装置主体(1)外部环绕设置有加热夹套(14)，所述加热夹套(14)的底部与所述刮膜机构(10)的底部平齐；
所述装置主体(1)顶部还连通设置有进料管(11)、真空压力表(12)和真空泵(13)，所述进料管(11)伸入所述蒸馏仓(2)的端部位于所述导流机构(9)的上方，所述装置主体(1)内还设置有冷凝机构，所述冷凝机构包括设置于所述隔离仓(3)内的管箱(6)和设置于所述蒸馏仓(2)内的冷凝管(7)，所述管箱(6)通过内部设置的第二隔板分为进水仓和出水仓，所述冷凝管(7)位于所述刮膜机构(10)内侧，且贯穿所述第一隔板与进水仓和出水仓连通；
所述第一隔板上位于所述冷凝管(7)下方设置有贯穿所述隔离仓(3)的轻分子收集器(8)，所述第一隔板四周还环绕连通设置有用于收集重分子的凹槽，所述凹槽底部低于所述第一隔板，且设置有重分子收集口。
2.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述导流机构(9)为设置于所述连接杆(5)上的圆形槽，所述圆形槽底部外侧均匀设置有多个导流孔。
3.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述导流机构(9)为通过支撑杆与所述连接杆(5)连接的环形槽，所述环形槽底部均匀设置有多个导流孔。
4.如权利要求2或3所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述导流机构(9)底部还设置有与所述导流孔一一对应的导流板(15)，所述导流板(15)倾斜设置，且沿着所述连接杆(5)到蒸馏仓(2)内壁的方向延伸。
5.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述刮膜机构(10)包括倒U形架(16)和刮膜板(17)，所述倒U形架(16)由横杆和设置于横杆底部两侧的两个纵杆组成，所述横杆中部与所述连接杆(5)连接，所述纵杆通过缓冲机构连接有所述刮膜板(17)，所述刮膜板(17)与所述纵杆平行，且能够与所述蒸馏仓(2)内壁接触。
6.如权利要求5所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述缓冲机构包括多个伸缩杆和弹簧，多个所述伸缩杆分别均匀垂直设置在所述纵杆上，位于同一纵杆上的多个伸缩杆的端部共同连接有所述刮膜板(17)，所述伸缩杆上，位于所述纵杆和所述刮膜板(17)之间环绕设置有所述弹簧。
7.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述第一隔板倾斜设置于装置主体(1)内，所述第一隔板与水平面的夹角为15～25°。
8.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述进料管(11)上设置有流量控制阀。
9.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述加热夹套(14)与所述装置主体(1)外壁相适配，且内部环绕设置有加热丝，所述加热夹套(2)上还设置有温度控制器，所述蒸馏仓(2)内设置温度传感器，所述温度控制器与所述温度传感器和所述加热丝均电性连接。
10.如权利要求1所述的一种生物分子蒸馏装置，其特征在于，所述管箱(6)和所述冷凝管(7)均为环形管道结构。
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