CN113797567A - 一种连续式蒸发浓缩器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续式蒸发浓缩器，其包括通过管道依次相连通的储料装置、预热器、第一加热器、第一蒸发器、第二加热器、第二蒸发器、冷却器、成品罐，所述储料装置和预热器之间、所述第一蒸发器与第二加热器之间分别设有第一转料泵和第二转料泵，所述第一蒸发器经管道与第一加热器的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器经管道还与第二加热器的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器和第二蒸发器通过第一管道与储料装置相连通，所述第一管道在第一蒸发器、第二蒸发器和储料装置处分别设有阀门，所述第二蒸发器通过管道与第二转料泵的进水端相连通。与现有技术相比，本发明实现了连续蒸发浓缩，生产效率高，质量稳定；其次，每个效程分别独立清洗。

Description

一种连续式蒸发浓缩器

技术领域

本发明涉及浓缩系统技术领域，尤其是涉及一种连续式蒸发浓缩器。

背景技术

目前中药、中药配方颗粒受市场竞争及质量采购政策影响，药企非常关注药品生产综合成本。合规、安全、提质增效、节能降耗是未来制药装备主要发展方向。

三效蒸发器可应用于处理化工生产、食品加工厂、医药生产、石油和天然气采集加工等企业在工艺生产过程中；传统中药行业，提取后的中药药液，进行蒸发浓缩时采用间歇式自然外循环浓缩器，常用的间歇式自然外循环浓缩器有单效浓缩器，双效浓缩器，三效浓缩器等。传统的间歇式蒸发浓缩器，不能满足中药行业连续蒸发浓缩的技术要求，间歇式蒸发浓缩出的中药药液，不同批次的质量存在一定的差异，无法保障同批次药液在整个生产流程中质量一致。同时，传统的间歇式蒸发浓缩器，由于进入第一加热器壳程中的加热蒸汽，在一次使用后，不再进行二次回收重复利用，造成整个浓缩器蒸汽耗量比较大，蒸汽用量成本高。

公开号为CN 108114494A的专利公开了一种三效蒸发浓缩器，包括调节池、预热器、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、三效蒸发器、三效分离器、尾凝器、凝液罐、气液分离器、旋液分离器和离心机，本装置三效分离器和三效蒸发器之间设有强制循环泵，能够将原液强制循环再次蒸发结晶，同时从三效分离器和三效蒸发器出来的尾气和凝液经过尾凝器和凝液罐的收集，尾气经过气液分离器分离，尾凝器和凝液罐之间采用卡箍连接，最大限度的防止了尾气和凝液外泄。然而，分离器或蒸发器中的蒸汽直接传送给下一个分离器或蒸发器，回收的蒸汽没有重新加热，其温度不稳定；其次一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器单独蒸发原液，不同效程中提取的浓缩产品质量难以保证一致性。

发明内容

本发明提供一种连续式蒸发浓缩器，实现了连续蒸发浓缩，提高了产能，保证了质量；通过加热器实现了加热蒸汽温度的稳定，保证了同批次药液质量的一致。

本发明提供一种连续式蒸发浓缩器，包括通过管道依次相连通的储料装置、预热器、第一加热器、第一蒸发器、第二加热器、第二蒸发器和成品罐，所述第二蒸发器的蒸汽出口上连通有冷却器，所述储料装置和预热器之间、所述第一蒸发器与第二加热器之间的连接管道上分别设有第一转料泵和第二转料泵，所述第一蒸发器经管道与第一加热器的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器经管道还与第二加热器的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器和第二蒸发器通过第一管道与储料装置相连通，所述第一管道在第一蒸发器、第二蒸发器和储料装置处分别设有阀门，所述第二蒸发器通过管道与第二转料泵相连通。

优选的，所述第二蒸发器与成品罐之间还依次连通有第三加热器和第三蒸发器，所述第二蒸发器和第三加热器之间设有第三转料泵，所述第三蒸发器的蒸汽出口和冷却器相连通，所述三蒸发器通过阀门与第一管道相连通，所述第三蒸发器通过管道与第三转料泵相连通。

优选的，所述第一加热器的蒸汽出口连通有第一汽水分离器，所述第一汽水分离器与第二加热器相连通。

优选的，所述第二加热器的蒸汽出口连通有第二汽水分离器，所述第二汽水分离器与第三加热器相连通。

优选的，所述第三加热器连通有第三汽水分离器，所述第三汽水分离器与冷却器相连通。

优选的，所述冷却器的底部连通有收集罐，所述收集罐的出水管上设有离心泵。

优选的，所述冷却器连通有水环真空泵，所述第三蒸发器上设有阀门。

优选的，所述第三蒸发器与成品罐相连通，所述成品罐与第三蒸发器之间设有转子泵。

优选的，所述储料装置、第一转料泵、预热器、第一加热器和第一蒸发器首尾依次相连通形成第一循环清洗系统，所述第一转料泵、第二加热器和第二蒸发器首尾依次相连通形成第二循环清洗系统，所述第二转料泵、第三加热器和第三蒸发器首尾依次相连通形成第三循环清洗系统。

优选的，所述第一管道经阀门分别与储料装置、第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器相连通。

与现有技术相比，本发明进料与出料同时并存，药液依次经过预热器、第一加热器、第一蒸发器、第二加热器和第二蒸发器，实现了连续蒸发浓缩，提高了整个连续蒸发浓缩器的生产效率，相对于传统的中药间歇式自然外循环浓缩器，利于保证质量稳定。其次，通过加热器稳定蒸汽温度，利于保证同批次药液质量稳定；第三，每个效程均设置有独立的清洗系统，提高了设备的清洗效率和洁净程度；第四，回收第一蒸发器的蒸汽，节省了整个系统加热蒸汽用量，有效的降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的中药药液蒸发浓缩的结构示意图；

图3为本发明的浓缩器的清洗结构示意图；

图4为本发明的第一循环清洗系统的结构示意图；

图5为本发明的第二循环清洗系统的结构示意图；

图6为本发明的第三循环清洗系统的结构示意图。

附图标记：

1.储料装置，2.预热器，3.第一加热器，4.第一蒸发器，5.第二加热器，6.第二蒸发器，7.第三加热器，8.第三蒸发器，9.第一转料泵，10.第二转料泵，11.第三转料泵，12.热泵，13.冷却器，14.第一汽水分离器，15.第二汽水分离器，16.第三汽水分离器，17.收集罐，18.离心泵，19.水环真空泵，20.成品罐，21.转子泵，22.第一管道，23.双用管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照附图1，本实施例提供了一种连续式蒸发浓缩器，包括通过管道依次相连通的储料装置1、预热器2、第一加热器3、第一蒸发器4、第二加热器5、第二蒸发器6、第三加热器7、第三蒸发器8和成品罐20，第三蒸发器8的蒸汽出口与冷却器13相连通，储料装置1和预热器2之间、第一蒸发器4与第二加热器5之间、第二蒸发器6和第三加热器7之间的连接管道上分别设有第一转料泵9和第二转料泵10，第一蒸发器4通过管道与第一加热器3的蒸汽入口相连通，第一蒸发器4和第二蒸发器6通过第一管道22与储料装置1相连通，第一管道22在第一蒸发器4、第二蒸发器6、第一蒸发器8和储料装置1处分别设有阀门，第二蒸发器通过管道与第二转料泵的进水端相连通，第三蒸发器通过管道与第三转料泵的进水端相连通。具体为：第一蒸发器4的蒸汽出口连通有热泵12，热泵12与第一加热器3相连通，第一蒸发器4的蒸汽出口通过管道还与第二加热器5相连通。第一蒸发器4的蒸汽出口与第二加热器5之间的管道上设有控制阀，第一蒸发器4的蒸汽出口与热泵12之间的管道上也设有控制阀，员工可以根据第二加热器5、第三加热器7的温度操作管道上的控制阀调节进入第二加热器5和热泵12的蒸汽量，具体的，储料装置1为平衡罐，主要用于中药药液的缓冲。

第二蒸发器6的蒸汽出口与第三加热器7相连通，第三蒸发器8的蒸汽出口与冷却器13相连通。

第一加热器3的蒸汽出口连通有第一汽水分离器14，第一汽水分离器14与第二加热器5相连通。第一汽水分离器14的底部出口和顶部蒸汽出口分别与第二加热器5的壳程相连通。

第二加热器5的蒸汽出口连通有第二汽水分离器15，第二汽水分离器15与第三加热器7相连通。第二汽水分离器15的底部出口和顶部蒸汽出口分别与第三加热器7的壳程相连通。

第三加热器7的蒸汽出口连通有第三汽水分离器16，第三汽水分离器16与冷却器13相连通。具体的，第三汽水分离器16底部热水出口与冷却器13底部的收集罐17相连通，第三汽水分离器16的蒸汽出口与第三蒸发器8的蒸汽出口相连通，第三汽水分离器16出来的蒸汽和第三蒸发器8出来的蒸汽汇合后一起进入冷却器13管程内。

冷却器13的底部连通有收集罐17，收集罐17的出水管上设有离心泵18。

冷却器13连通有水环真空泵19，第一蒸发器4、第二蒸发器6和第三蒸发器8上分别设有阀门，具体的，第三蒸发器8上的阀门为破空阀门，第一蒸发器4、第二蒸发器6上的阀门也是破空阀门。中药药液蒸发时，通过破空阀门调节第一蒸发器4、第二蒸发器6和第三蒸发器8内的真空度；蒸发浓缩器清洗时，可以用来调节清洗水的水量。

第三蒸发器8与成品罐20相连通，成品罐20与第三蒸发器8之间设有转子泵21，转子泵21与第三蒸发器8之间设有检测装置，用以检测第三蒸发器8出来的中药药液是否合格。

储料装置1、第一转料泵9、预热器2、第一加热器3和第一蒸发器4首尾依次相连通形成第一个循环清洗系统，第二转料泵10、第二加热器5和第二蒸发器6首尾依次相连通形成第二个循环清洗系统，第三转料泵11、第三加热器7和第三蒸发器8首尾依次相连通形成第三个循环清洗系统。

第一管道22在第一加热器3、第二加热器5和第三加热器7处分别设置有阀门。

本发明中，中药药液进行蒸发浓缩时，需要蒸发浓缩的中药药液进入平衡罐内缓冲，平衡罐的出料口和第一转料泵9的进料口相连，启动第一转料泵9，需蒸发浓缩的中药药液在第一转料泵9的作用下进入预热器2管程内，管程内的中药药液被预热器2壳程内的加热蒸汽加热，药液温度升高。然后温度升高后的中药药液进入第一加热器3管程内，第一加热器3通过壳程内的加热蒸汽加热中药药液，当中药药液被加热到低沸点水的沸点时，低沸点的水以气相被蒸发出来。蒸发出来的水蒸汽进入第一蒸发器4内，水蒸汽在第一蒸发器4内进行汽、水分离，气相的水蒸汽从第一蒸发器4顶部的蒸汽出口分成两路，一路进入第二加热器5的壳程内进行二次重复利用，另一路进入热泵12，经过热泵12的压缩后再次进入第一加热器3壳程内二次重复利用，在第一加热器3入口处设置有加热装置和温控装置，可通过加热装置对后工序进行加热，或根据所需求的蒸汽温度通过调节加入的蒸汽(公用的蒸汽)和回收蒸汽的混合量来对后工序进行加热；每个加热器上均设有温度检测装置，可根据后续加热器中的加热温度和加热效果来调节阀门从而调节回收蒸汽量或者调节通入第一加热器3中的蒸汽温度。第一加热器3壳程内的加热蒸汽加热完第一加热器3的管程后，经过第一汽水分离器14汽水分离，冷凝下来的热水从第一汽水分离器14底部热水出口进入到第二加热器5壳程内，不凝的加热蒸汽从第一汽水分离器14顶部的蒸汽出口进入到第二加热器5壳程内，从而实现对加热蒸汽的充分利用。

启动第二转料泵10，经过第一加热器3蒸发浓缩后的中药药液，从第一蒸发器4底部出口，通过第二转料泵10，打入第二加热器5管程内。第二加热器5管程内的中药药液在壳程二次蒸汽的加热作用下，其温度开始升高，当温度达到低沸点水的沸点时，低沸点的水以气相被蒸发出来。蒸发出来的水蒸汽，进入第二蒸发器6内，水蒸汽在第二蒸发器6内进行汽、水分离，气相的水蒸汽从第二蒸发器6顶部的蒸汽出口进入第三加热器7壳程内二次重复利用。第二加热器5壳程内加热的蒸汽在加热完第二加热器5管程后，经过第二汽水分离器15汽水分离，冷凝下来的热水从第二汽水分离器15底部热水出口进入到第三加热器7壳程内，不凝的加热蒸汽从第二汽水分离器15顶部的蒸汽进口进入到第三加热器7壳程内，从而实现对加热蒸汽的充分利用。

启动第三转料泵11，经过第二加热器5蒸发浓缩后的中药药液，从第二蒸发器6底部出口，通过第三转料泵11，打入第三加热器7管程内。第三加热器7管程内的中药药液在壳程二次蒸汽的加热作用下，其温度开始升高，当温度达到低沸点水的沸点时，低沸点的水以气相被蒸发出来。蒸发出来的水蒸汽，进入第三蒸发器8内，水蒸汽在第三蒸发器8内进行汽、水分离，气相的水蒸汽从第三蒸发器8顶部的蒸汽出口进入冷却器13管程内。第三加热器7壳程内加热的蒸汽在加热完第三加热器7管程后，经过第三汽水分离器16进行汽水分离，冷凝下来的热水从第三汽水分离器16底部热水出口进入到冷却器13底部收集罐17内，不凝的加热蒸汽汇总到第三蒸发器8的蒸汽出口，一起进入冷却器13管程内。冷却器13的壳程通冷却水，对管程内的水蒸汽进行降温冷却，水蒸汽冷凝后变成冷凝水收集在冷却器13的底部收集罐17内，当收集罐17内的冷凝水到达一定的量时，启动离心泵18，将收集罐17内的冷凝水排出浓缩器。

参照附图2，在蒸发浓缩过程中，第一加热器3内物料会连续减少，通过第一转料泵9把储料装置1内的中药药液经预热器2连续补充到第一加热器3内。第二加热器5内物料连续减少，通过第二转料泵10把第一加热器3内的中药药液经第一蒸发器4连续补充到第二加热器5内。第三加热器7内物料连续减少，通过第三转料泵11把第二加热器5内的中药药液经第二蒸发器6连续补充到第三加热器7内。在经过三效蒸发浓缩后，第三蒸发器8内浓缩后的中药药液，在出料管路上经检测合格后，启动转子泵21，中药药液在转子泵21的作用下，连续进入中药成品罐20内。该结构实现浓缩过程中同时进料和出料，提高了中药药液的提取效率，且能很好的稳定中药药液质量，确保了同品种浸膏质量稳定。本发明相对于传统的中药间歇式自然外循环浓缩器，生产效率大约提高了25％左右。如果出料管路上抽检的样品不合格，则可以通过双用管道23将第三蒸发器8内的中药药液再次输送到储料装置1、第一加热器3、第二加热器5和第三加热器7中的一个或多个重新进行蒸发浓缩。

本发明中，第一加热器3壳程中的加热蒸汽，一部分来源于公用加热蒸汽，一部分来源于第一加热器3管程中蒸发出来的水蒸汽。第二加热器5壳程中的加热蒸汽，其中的一部分来源于第一加热器3管程中蒸发出来的水蒸汽和第一加热器3壳程的冷凝热水减压蒸汽及未冷凝蒸汽。第三加热器7壳程中的加热蒸汽，其中的一部分来源于第二加热器5管程中蒸发出来的水蒸汽和第二加热器5壳程的冷凝热水减压蒸汽及未冷凝蒸汽。整个蒸发浓缩器中的二次蒸汽都得到了充分的利用，节省了蒸发浓缩器的加热蒸汽用量，降低了45％的蒸汽能耗，有效的降低了生产成本。

其次，蒸发浓缩器是在真空系统下进行蒸发浓缩，蒸发浓缩器的真空由水环真空泵19提供。启动水环真空泵19，冷却器13管程、第三蒸发器8、第三加热器7管程、第二蒸发器6、第二加热器5管程、第一蒸发器4和第一加热器3管程均成为真空状态。通过第一蒸发器4，第二蒸发器6，第三蒸发器8的破空阀门，调节各个蒸发室内的真空度，在不同的真空度下，水的沸点不一样，从而达到第一加热器3，第二加热器5，第三加热器7在不同的加热温度下，也能蒸发浓缩。

参照附图3，连续蒸发浓缩结束时，会对整个系统进行CIP清洗。清洗水通过泵打入储料装置1的清洗口，第一加热器3的清洗口，第一蒸发器4的清洗口，第二加热器5的清洗口，第二蒸发器6的清洗口，第三加热器7的清洗口，第三蒸发器8的清洗口，打开多个清洗口能快速将清洗水引入清洗系统中，减少进水时间。具体的，打开第一管道22的阀门，清洗水分别进入储料装置1的清洗口，第一加热器3的清洗口，第一蒸发器4的清洗口，第二加热器5的清洗口，第二蒸发器6的清洗口，第三加热器7的清洗口，第三蒸发器8的清洗口。清洗水在储料装置1、第一转料泵9、预热器2、第一加热器3、第一蒸发器4、第二转料泵10、第二加热器5、第二蒸发器6、第三转料泵11、第三加热器7、第三蒸发器8和第一管道22构成的清洗系统中实现循环清洗。

作为本实施例另一种实施方式，参照附图4，初次打进来的清洗水，在储料装置1、预热器2、第一加热器3、第一蒸发器4、第一转料泵9以及第一管道22之间形成的第一个循环清洗系统中实现内部循环清洗，清洗完成之后，打开阀门，将清洗后的废水排放到双用管道23里，然后排出系统。参照附图5，在第二加热器5、第二蒸发器6、第二转料泵10以及第一管道22之间形成的第二个循环清洗系统中实现内部循环清洗，清洗完成之后，打开阀门，将清洗后的废水排放到双用管道23里，然后排出系统。参照附图6，在第三加热器7、第三蒸发器8、第三转料泵11以及第一管道22之间形成的第三个循环清洗系统中实现内部循环清洗，清洗完成之后，打开阀门，将清洗后的废水排放到双用管道23里，然后排出系统。储料装置1、第一加热器3、第一蒸发器4、第二加热器5、第二蒸发器6、第三加热器7、第三蒸发器8上均设有液位检测计，根据容器的大小调整水位进行自清洗；三个循环清洗系统能够独立进行工作，本实施例中，由于第三个循环清洗系统属于本浓缩器的最后一个道工序，容器内比较脏，所以第三个循环清洗系统最先开始通水进行自清洗，它也是需要最多清洗水量的。将蒸发浓缩器分为三个循环清洗系统，采用内循环清洗的方式，清洗用纯化水用量降低了65％，节省了清洗成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种连续式蒸发浓缩器，包括通过管道依次相连通的储料装置(1)、预热器(2)、第一加热器(3)、第一蒸发器(4)、第二加热器(5)、第二蒸发器(6)和成品罐(20)，所述第二蒸发器(6)的蒸汽出口上连通有冷却器(13)，其特征在于，所述储料装置(1)和预热器(2)之间、所述第一蒸发器(4)与第二加热器(5)之间的连接管道上分别设有第一转料泵(9)和第二转料泵(10)，所述第一蒸发器(4)经管道与第一加热器(3)的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器(4)经管道还与第二加热器(5)的蒸汽入口相连通，所述第一蒸发器(4)和第二蒸发器(6)通过第一管道(22)与储料装置(1)相连通，所述第一管道(22)在第一蒸发器(4)、第二蒸发器(6)和储料装置(1)处分别设有阀门，所述第二蒸发器(6)通过管道与第二转料泵(10)相连通。

2.根据权利要求1所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第二蒸发器(6)与成品罐(20)之间还依次连通有第三加热器(7)和第三蒸发器(8)，所述第二蒸发器(6)和第三加热器(7)之间设有第三转料泵(11)，所述第三蒸发器(8)的蒸汽出口与冷却器(13)相连通，所述三蒸发器(8)通过阀门与第一管道(22)相连通，所述第三蒸发器(8)通过管道与第三转料泵(11)相连通。

3.根据权利要求1所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第一加热器(3)的蒸汽出口连通有第一汽水分离器(14)，所述第一汽水分离器(14)与第二加热器(5)相连通。

4.根据权利要求2所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第二加热器(5)的蒸汽出口连通有第二汽水分离器(15)，所述第二汽水分离器(15)与第三加热器(7)相连通。

5.根据权利要求4所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第三加热器(7)连通有第三汽水分离器(16)，所述第三汽水分离器(16)与冷却器(13)相连通。

6.根据权利要求1所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述冷却器(13)的底部连通有收集罐(17)，所述收集罐(17)的出水管上设有离心泵(18)。

7.根据权利要求2所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述冷却器(13)连通有水环真空泵(19)，所述第三蒸发器(8)上设有阀门。

8.根据权利要求2所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第三蒸发器(8)与成品罐(20)相连通，所述成品罐(20)与第三蒸发器(8)之间设有转子泵(21)。

9.根据权利要求1或2所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述储料装置(1)、第一转料泵(9)、预热器(2)、第一加热器(3)和第一蒸发器(4)首尾依次相连通形成第一循环清洗系统，所述第二转料泵(10)、第二加热器(5)和第二蒸发器(6)首尾依次相连通形成第二循环清洗系统，所述第三转料泵(11)、第三加热器(7)和第三蒸发器(8)首尾依次相连通形成第三循环清洗系统。

10.根据权利要求9所述的连续式蒸发浓缩器，其特征在于，所述第一管道(22)经阀门分别与储料装置(1)、第一蒸发器(4)、第二蒸发器(6)和第三蒸发器(8)相连通。

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