CN209333233U - 一种新型分子蒸馏器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型分子蒸馏器，属于液‑液分离设备技术领域，包括筒体及其内部的分料盘、冷凝器和刮膜器，冷凝器设于筒体的中部，刮膜器设于冷凝器与筒体内壁之间，筒体底部设有轻组分出料管、重组分出料管及冷凝液进出管；筒体外壁缠绕电磁加热线圈对筒体加热；筒体通过冷阱与真空装置相连。动力组件驱动分料盘和刮膜器转动可将分料盘表面的料液甩至筒体内壁并刮成薄膜加热，在真空环境下，料液中的轻分子达到冷凝器被冷凝收集至轻组分出料管排出；而重分子向下流至重组分出料管排出。采用电磁加热线圈加热的热损小，自身不产热量，环境温度低，无需高温防护，使用寿命长；加热启动快，热效率高达90%以上，节约电能。

Description

一种新型分子蒸馏器

技术领域

本实用新型属于液-液分离设备技术领域，尤其涉及一种新型分子蒸馏器。

背景技术

蒸馏是化工单元操作中分离混合液体的一种方法，鉴于许多化学药品、药物及天然食品、保健品、脂肪酸等，常常是热敏性的、粘滞的及或具有高沸点的物料，要把这些物料从其它成分中分离出来，而保持产物的质量，只能在低的沸腾温度下进行精馏，且只能在很短的时间里，把热分解作用或聚合作用减到最小，以消除对产品的破坏。

目前，在操作真空度约为500Pa时，这种料液分离多在薄膜蒸发器和降膜蒸发器中进行，但并不适合中高真空（0.001-100Pa）条件下的蒸馏。而短程分子蒸馏器由于冷凝器置于筒体内部，则更有利于在中高真空条件下蒸馏，现有短程分子蒸馏器的筒体外壁通过缠绕电阻丝进行加热。但是，由于加热过程中电阻丝温度过高需要进行加装保护套进行保温隔离，存在热损大的缺陷；同时高温的电热丝长时间运行需要定期更换、维护，同时电阻丝耗电量很大，导致运行成本高；电阻丝热启动慢，热效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型分子蒸馏器，旨在解决上述现有技术中短程分子蒸馏器利用电阻丝加热存在热损大、耗电量大、热效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种新型分子蒸馏器，包括垂直圆筒体、分料盘、冷凝器和用于将料液刮成薄膜的刮膜器，所述冷凝器设置于筒体的中部，所述刮膜器设置于冷凝器与筒体内壁之间，所述分料盘设置于冷凝器及刮膜器的上方；所述筒体的顶部设有进料口和用于驱动分料盘及刮膜器转动的动力组件，所述筒体的底部设有轻组分出料管、重组分出料管及冷凝液进出管；所述筒体的外壁缠绕电磁加热线圈，所述电磁加热线圈与控制柜电连接；筒体通过冷阱与真空装置相连。

优选的，所述刮膜器包括三个以上的立轴和若干个刮膜管，所述立轴垂直固定于分料盘的底部四周，若干个刮膜管自下而上串装于立轴上，所述刮膜管的外壁与筒体内壁接触；所述分料盘的中部固定于动力组件的输出轴上。

优选的，所述分料盘的四周设有凸檐，所述凸檐与筒体内壁之间设有小间隙，所述凸檐上径向设有若干个出料孔，用于将料液甩向筒体内壁。

优选的，所述真空装置包括真空泵及连接冷阱的管路，所述真空泵与冷阱、冷阱与筒体均通过管路相连。

优选的，所述冷阱的底部设有回收管。

优选的，所述冷阱的回收管上设有视镜。

优选的，所述真空泵包括。

优选的，所述轻组分出料管、重组分出料管上均设有视镜。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型利用电磁加热线圈对筒体加热，料液自进料口吸入真空筒体内，分料盘和刮膜器在动力组件的驱动下，料液沿分料盘甩至筒体内壁并刮成薄膜使其受热均匀，料液中的轻分子达到冷凝器被冷凝收集，经轻组分出料管排出；重分子受重力作用，向下流至重组分出料管排出。与电阻圈加热相比，本实用新型采用电磁加热线圈加热热损小，热量利用充分，自身不产生热量，可承受500℃以上高温，使用寿命长，环境温度低，无需高温防护，基本无需维护费用；加热启动快，热效率高达90%以上，节约电能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例提供的一种新型分子蒸馏器的结构示意图；

图2是图1中筒体的左视图；

图3是图1中分料盘与刮膜器的配合示意图；

图中：01-动力组件；02-电磁加热线圈；03-筒体；04-分料盘，41-凸檐，42-出料孔；05-刮膜器，51-立轴52-刮膜管；06-冷凝器；07-视镜；08-冷凝液进出管；09-冷阱；10-一级罗茨泵，11-二级罗茨泵；12-进料管；13-控制柜；14-回收管；15-管路；16-轻组分出料管；17-重组分出料管。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示的一种新型分子蒸馏器，包括垂直圆筒体03、分料盘04、冷凝器06和用于将料液刮成薄膜的刮膜器05，所述冷凝器06设置于筒体03的中部，所述刮膜器05设置于冷凝器06与筒体03内壁之间，所述分料盘04设置于冷凝器06及刮膜器05的上方；所述筒体03的顶部设有与进料管12连通的进料口和用于驱动分料盘04及刮膜器05转动的动力组件01，所述筒体03的底部设有轻组分出料管16、重组分出料管17及冷凝液进出管08，冷凝液进出管为两根集成到一个套管内，通过冷凝液进出管对冷凝器循环输送冷凝液，保持冷凝器外壁处于低温状态；所述筒体03的外壁缠绕电磁加热线圈02，所述电磁加热线圈02与控制柜13电连接；所述筒体03通过冷阱09与真空装置相连。

利用真空装置对筒体内抽真空，利用电磁加热线圈筒体进行加热，冷凝液进出管持续对筒体内的冷凝器循环冷却，料液在筒体内外压差作用下吸入到筒体内，料液落至分料盘上后，随着分料盘的旋转将料液甩到筒体内壁上；料液经刮膜器在筒体内壁刮成极薄的薄膜，使其受热均匀；在极限真空状态下，料液中的分子经筒体内壁加热后开始运动，轻分子运动的自由程远，到达冷凝器被冷凝收集，经轻组分出料管排出；重分子运动的自由程近，受重力作用向下流至重组分出料管排出，从而实现物料的分离。

如图3所示，所述刮膜器05包括三个以上的立轴51和若干个刮膜管52，所述立轴51垂直固定于分料盘04的底部四周，若干个刮膜管52自下而上依次串装于立轴51上，所述刮膜管52的外壁与筒体03内壁接触；所述分料盘04与动力组件相连，分料盘的中部设有凸起台圆，台圆的内孔与动力组件01的输出轴配合。立轴选用三个或四个、且均布设置于分料盘的边缘下表面；刮膜管采用若干个短节管串装在立轴2，这种分体式结构能够保证刮膜管在转动过程中与筒体内壁充分接触，确保将料液均匀刮抹成膜，有利于料液加速升温。其中，动力组件包括电机和减速机，电机通过减速机减速后，减速机的输出轴与分料盘同轴固定，从而驱动分料盘转动。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图3所示，所述分料盘04的四周设有凸檐41，所述凸檐41与筒体03内壁之间设有小间隙，所述凸檐41上径向设有若干个出料孔42，用于将料液甩向筒体03内壁。凸檐与分料盘形成上方敞口的容器，若干个出料孔均布于凸檐上，有利于将料液均匀甩到筒体内壁上。

如图1所示，所述真空装置包括真空泵及连接冷阱09的管路15，所述真空泵与冷阱09、冷阱09与筒体03均通过管路15相连。利用冷阱对真空泵进行保护，避免料液成分在抽真空过程中进入真空泵而污染真空泵。其中，与筒体03相连的管路设置于筒体底部侧壁上、且设置于刮膜器下端上方。通过真空泵对筒体内抽真空，确保料液分子的轻组分和重组分在加热状态下快速分离。

进一步优化上述技术方案，如图1所示，所述冷阱09的底部设有回收管14。料液中少量极易挥发的轻组分会继续运动至冷阱，被冷凝收集后经回收管回收，避免污染真空泵，保证真空泵正常运行。

为了方便观察，所述冷阱09的回收管14上设有视镜07；所述轻组分出料管16、重组分出料管17上均设有视镜07。

其中，所述真空泵包括串联连接的一级罗茨泵10和二级罗茨泵11，采用此种结构才能确保筒体内达到0.01-10Pa的真空度，保证料液分离效果。

本实用新型的工作过程如下：

1.通过冷凝液进出管输送冷凝液，进行循环冷凝；

2.打开控制柜上的真空泵开关，对筒体内进行抽真空；

3.在控制柜上设置加热温度，打开控制电磁加热开关；

4.待筒体内真空和温度达到预设数值后，把进料管的下端进口放入待处理的料液内，利用筒体内外压力差，将料液吸入筒体内；

5.料液进入筒体内流至分料盘上，分料盘通过传动轴与电机相连；启动电机，料液受离心力作用，通过分料盘四周的出料孔甩到筒体内壁上；

6.刮膜器随着分料盘同步转动，将筒体内壁上的料液刮成薄膜，使其受热均匀；

7.在极限真空状态下，受热的料液分子开始运动，轻分子运动的自由程远，会达到冷凝器被冷凝收集至轻组分出料管；重分子运动自由程近，在重力作用下会向下流至重组分出料管排出，实现料液的分离；

8.少量易挥发的轻组分分子会继续运动至冷阱，在冷阱冷凝收集到回收管内，保证了真空泵安全运行。

综上所述，本实用新型具有结构简单、加热效果好的优点，尤其适用于热敏性物质及不饱和油脂等物料的分离。利用电磁加热线圈对筒体加热，替代传统的电阻丝加热，具有热损小，热量利用率充分的优点；电磁加热线圈安全可靠，环境温度低，可以安全触摸，无需高温防护；电磁加热线圈采用内加热方式，筒体内部直接感应磁能而生热，高效节能；热启动快速，平均预热时间比电阻丝加热方式缩短60%以上，同时热效率高达90%以上，在同等条件下，比电阻丝加热节电30-70%，大大提高了生产效率；电磁加热线圈使用寿命长，因其线圈无需检修，无维修更换成本，其本身不会产生热量，可承受500℃以上高温，使用寿命高达10年。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (8)

1.一种新型分子蒸馏器，包括垂直圆筒体、分料盘、冷凝器和用于将料液刮成薄膜的刮膜器，所述冷凝器设置于筒体的中部，所述刮膜器设置于冷凝器与筒体内壁之间，所述分料盘设置于冷凝器及刮膜器的上方；所述筒体的顶部设有进料口和用于驱动分料盘及刮膜器转动的动力组件，所述筒体的底部设有轻组分出料管、重组分出料管及冷凝液进出管；其特征在于：所述筒体的外壁缠绕电磁加热线圈，所述电磁加热线圈与控制柜电连接；筒体通过冷阱与真空装置相连。

2.根据权利要求1所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述刮膜器包括三个以上的立轴和若干个刮膜管，所述立轴垂直固定于分料盘的底部四周，若干个刮膜管自下而上串装于立轴上，所述刮膜管的外壁与筒体内壁接触；所述分料盘的中部固定于动力组件的输出轴上。

3.根据权利要求1所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述分料盘的四周设有凸檐，所述凸檐与筒体内壁之间设有小间隙，所述凸檐上径向设有若干个出料孔，用于将料液甩向筒体内壁。

4.根据权利要求1所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述真空装置包括真空泵及连接冷阱的管路，所述真空泵与冷阱、冷阱与筒体均通过管路相连。

5.根据权利要求4所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述冷阱的底部设有回收管。

6.根据权利要求5所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述冷阱的排料管上设有视镜。

7.根据权利要求4所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述真空泵包括串联连接的一级罗茨泵和二级罗茨泵。

8.根据权利要求1-7任一项所述的新型分子蒸馏器，其特征在于：所述轻组分出料管、重组分出料管上均设有视镜。