DE112008000296T5

DE112008000296T5 - Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator

Info

Publication number: DE112008000296T5
Application number: DE112008000296T
Authority: DE
Inventors: Xiaobing Sun; Wensheng Zhang; Haihua Wu
Original assignee: PHARM TECH TIANJIN CO Ltd; Pharm-Tech (Tianjin) Co Ltd
Current assignee: PHARM TECH TIANJIN CO Ltd; Pharm-Tech (Tianjin) Co Ltd
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2010-05-12
Also published as: JP2010517738A; CN101234257B; WO2008095422A1; AU2008213550B2; CN101234257A; AU2008213550A1

Abstract

Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator mit einem hermetischen Behälter (1), einem Rotationsverdampfer (2), einer Mehrzahl von Mikrowellenvorrichtungen (3), einer Lösungszuführleitung (4), einer Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einem Kondensator (6), einer Mehrzahl von Mikrowellenabschirmungsvorrichtungen (7), einem Rührmotor (8) und einem Vakuumsystem, wobei der hermetische Behälter den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators bildet und die Mikrowellenvorrichtungen an der inneren Wand des hermetischen Behälters angeordnet sind; wobei eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, auf dem Körper des Behälters angeordnet ist und der Kondensator mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal kommuniziert; wobei ein Rotationsdünnschichtverdichter innerhalb des Behälters an einer zentralen Position angeordnet ist; wobei der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers ein ringförmiges Leitblech (10) hat, das darauf angebracht ist; wobei eine Öffnung in Richtung der Abführleitung an einer Position angeordnet ist, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen; wobei die Abführleitung zur inneren Oberfläche des Kegels tangential ist; wobei der Verdampfer mit einem...

Description

Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Konzentratorvorrichtung, insbesondere einen Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator.
Hintergrund der Erfindung
Konzentrationstechniken werden verbreitet bei der Verdampfung von Flüssigkeiten und beim Kristallisationsprozeß von Verbindungen benutzt, und diese Techniken umfassen nicht nur Konzentration unter normalem Druck und Konzentration bei vermindertem Druck sondern umfassen auch Kältetrocknung. Konzentration bei vermindertem Druck ist ein Prozess, bei dem der Druck gesenkt wird, die Verdampfungstemperatur der Füllung dementsprechend verringert wird, und dann die Flüssigkeit erhitzt wird, wobei die Verdampfung der Lösung verursacht wird und schließlich die Konzentration verbessert und die Kristallisation erleichtert wird.
Die herkömmliche Konzentration mit einzelnem Effekt und die Konzentration mit mehrfachen Effekten leiden unter einigen Nachteilen wie langer Heizzeit und niedriger Wärmeaustauscheffizienz. Zusätzlich unterliegen sie leicht der Zersetzung, da die wirksamen Bestandteile für eine lange Zeit einer hohen Temperatur ausgesetzt sind. Auch umfassen herkömmliche Wärmeaustauscher beschichtete Strukturen oder Anordnungen von Röhrchen, die Schwierigkeiten bei der Reinigung der Oberfläche des Austauschers und die Möglichkeit der Verschmutzung zur Folge haben, was zu einer verringerten Wärmeübertragungsrate sowie einem signifikanten Wärmeverbrauch führt. Außerdem kann während des Verdunstungsprozesses möglicherweise Siedeverzug auftreten, wobei viele Luftblasen entstehen, was stets einen Verlust von flüssigem Material verursacht. Um eine effizientere Konzentration zu erreichen, ist es notwendig, den Grad des Vakuums zu verringern. Diese Verringerung verlangsamt die Geschwindigkeit der Konzentration jedoch weiter und verursacht weitere Verluste von Bestandteilen.
Die Verdampfungsgeschwindigkeit ist größtenteils proportional zur Verdampfungsfläche, und dementsprechend wird die Verdampfungsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Fläche effektiv erhöht wird. Außerdem ist es derzeit notwendig, während des Verdampfungsprozesses der Lösung die Blasenbildung effektiv zu vermeiden und so Verluste der wirksamen Bestandteile zu verringern.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Gegenstand der Erfindung ist es, einen Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator zur Verfügung zu stellen, der hohem Maße effizient ist und dennoch weniger Verluste verursacht.
Der Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator gemäß der Erfindung enthält einen hermetischen Behälter (1), einen Rotationsverdampfer (2), eine Mehrzahl von Mikrowellengeneratoren (3), ein Lösungszuführleitung (4), eine Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einen Kondensator (6), eine Mehrzahl von Mikrowellenabschirmvorrichtungen (7), einen Rührmotor (8) und ein Vakuumsystem. Der hermetische Behälter bildet den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators, und der Behälter hat eine zylinderförmige Kammer mit einer darauf angeordneten, zu öffnenden Kappe. Für die Prüfung des Erhitzungszustandes der im Konzentrator enthaltenen Flüssigkeit ist ein Sichtglas auf der Kappe angeordnet, so dass die Möglichkeit besteht, die Parameter des Konzentrators zu justieren. Die Mikrowellenabschirmvorrichtung ist auf der inneren Oberfläche eines Betrachtungsfensters angeordnet. Eine oder mehrere wie beispielsweise zwei Mikrowellenvorrichtungen sind auf der Innenwand des hermetischen Behälters angeordnet. Eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, ist im Behälter angeordnet, und der Kondensator kommuniziert mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal. Ein Rotationsdünnschichtverdichter ist innerhalb des Behälters an einer zentralen Position angeordnet. Die Verdampfungsfläche des Verdampfers ist als konische oder flache runde Form mit einem Kegelwinkel b von 5–180 Grad, vorzugsweise 60–120 Grad ausgestaltet. Der Winkel a zwischen der Achse des Verdampfers und der Horizontalebene beträgt 0–90 Grad und ist vorzugsweise 20–60 Grad. Der Verdampfer kann entweder massiv oder hohl sein. Im Falle eines massiven Verdampfers umfassen die Materialien, die benutzt werden, um den Verdampfer zu konstruieren, Edelstahl, Quarzglas, Keramik, PTFE (Polytetrafluoroethen), Plastik etc., sind aber nicht auf diese beschränkt. Im Falle des hohlen Verdampfers dagegen umfassen die Materialien der Verdampfungsfläche die mit der Lösung in Verbindung treten, Edelstahl, Keramik, sind aber nicht auf diese beschränkt. Die Materialien der hohlen Ummantelung enthalten, aber sind nicht beschränkt auf Silikonöl, Glyzerin, tetrapodenförmige Zink-Oxid-Whiskerverbindungen, kalzinierte Mischung von Ferroferrit und Cordierit im Verhältnis 30:70 und dergleichen, wobei alle diese Materialien eine gute Wärmebeständigkeit aufweisen und das Verdampfen der Flüssigkeit oder des Feststoffs verhindern. Die Materialien, die die äußere Schicht der Ummantelung bilden, umfassen, aber sind nicht beschränkt auf Quarzglas Keramik, PTFE, Plastik, oder dergleichen, wobei alle diese Materialien Partikel enthalten, die durchlässig für Mikrowellen sind, keine Mikrowellenenergie absorbieren, in hohem Grade wärmebeständig sind und dennoch einen niedrigen Hitzeexpansionskoeffizienten aufweisen. Keramik, die verwendet wird, um die äußere Schicht der Ummantelung bilden kann Aluminium, Magnesiumfluorid, Zinksulfid und dergleichen enthalten. Plastik, die verwendet wird, um die äußere Schicht der Ummantelung bilden, kann PET (Polyethylen), PS (Polystyren) etc. mit einschließen. Der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers hat ein ringförmiges Leitblech (10), das darauf angebracht ist, um Durchsickern der Flüssigkeit aus dem Verdampfer zu verhindern. Der Winkel c zwischen dem Leitblech und der konischen Oberfläche beträgt 5–175 Grad und ist vorzugsweise 60–120 Grad. Zwischen dem Leitblech und der konischen Verdampferoberfläche eine Nut mit halbkreisförmigem Ausschnitt mit einem Durchmesser von 0.5–2 cm gebildet.
Der Verdampfer ist an seiner Unterseite mit dem Rührmotor direkt oder indirekt verbunden. Im Falle des indirekten Anschlusses wird eine magnetisch rührende Vorrichtung eingesetzt, die magnetisch mit einem außerhalb des hermetischen Behälters angeordneten Rührmotor verbunden ist. Im Falle des direkten Anschlusses wird dagegen zur Verbindung mit einem externen Rührmotor eine Welle benutzt. Ein Flüssigkeitszuleitungsystem umfaßt eine Lösungszuführleitung, eine Abführleitung für konzentrierte Lösung und entsprechende Pumpen und Luftkanäle. Eine Öffnung in Richtung der Abführleitung wird an einer Position angeordnet, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen. Die Öffnung und die Linie durch Mitte und Scheitel des Kreises bilden dabei einen Winkel d von 0–180 Grad, vorzugsweise 60–120 Grad. Der Abstand zwischen der Leitungsöffnung und der Verdampferoberfläche beträgt 2–20 mm. Die Abführleitung ist zur inneren Oberfläche des Kegels tangential und entgegen der Drehrichtung des Verdampfers angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (11) zur Verhinderung des Durchsickerns von Flüssigkeit ist an einer Stelle 2–20 mm von einer Sammelleitungsöffnung entfernt angeordnet. Ein rundes Leitblech (12) mit einem Durchmesser von 5–8 cm ist zusätzlich an einer Position angeordnet, in der eine vertikale Linie vom obersten Punkt des Außenrandes des Verdampfers die Abführleitung schneidet. Ein Einlass des Lösungszuführungsschlauches, der zur Kegelachse parallel ist, ist innerhalb des Verdampfers in dessen Mitte angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (13) befindet sich an einer Position, die 0.2–1 cm vom Einlass des Lösungszuführungsschlauches entfernt ist. Das rechteckige Leitblech (13) ist zum Kreis tangential. Temperaturfühler T1, T2, T3 sind an der Lösungszuführleitung, der Lösungsabführleitung und am hermetischen Behälter für jeweils einfach zu ermittelnde Steuerparameter angeordnet. Mikrowellenabschirmvorrichtungen sind an den jeweiligen externen Luftkanälen angebracht, um Strahlung abzuschirmen.
Der Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator gemäß der Erfindung hat verschiedene Effekte. Beispielsweise werden durch die Mikrowellenheizung Probleme wie niedrige Leistungsfähigkeit der Dampfheizung und deren Größe beseitigt und so effektiv eine Verkleinerung des Konzentrators erzielt. Durch die Rotation wird die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft in eine dünne Schicht gezwungen, so dass die effektive Verdunstungsfläche erhöht, die Heizdauer verringert, und die Stabilität der Substanz verbessert wird. Dies eignet sich, hitzeempfindliche Substanzen zu konzentrieren. Gleichzeitig wird eine Blasenbildung der Substanz durch die Zentrifugalkraft in wirkungsvoller Weise verhindert und infolgedessen wird die Anwendbarkeit des Konzentrators weiter verbessert. Durch Verwendung einer magnetischen Rührvorrichtung als Antriebsvorrichtung des Rotationsverdampfers werden Probleme wie ein Durchsickern von Schmieröl oder eine Zerstörung des Vakuums wegen der schlechten Dichtungsqualität im herkömmlichen Wellengetriebe überwunden. Außerdem kann der Verdampfer mit glatter Oberfläche direkt überwacht werden. Die gesamte Vorrichtung kann zerlegt werden und kann folglich vollständig gesäubert werden, wodurch eine Verunreinigung vermieden wird. Durch die Mikrowellenheizung wird eine Verschmutzung verhindert, die sich sonst durch die Dampfheizung ansammeln und zu einer niedrigen thermischen Effizienz führen würde, wodurch eine Zunahme des Energieverbrauchs verhindert wird.
Die Erfindung überwindet Nachteile des Stands der Technik, wie niedrige Verdampfungsgeschwindigkeit, hohe Betriebstemperatur Zersetzung der Lösung wegen langer Heizzeit sowie Schwierigkeiten, die beim Arbeiten unter vermindertem Druck durch Siedeverzug der Lösung auftreten, niedrige Energieeffizienz, Größe der Vorrichtung und Schwierigkeiten bei der Reinigung und hat folglich eine breite Anwendungsperspektiven.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine seitliche Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 zeigt eine Frontansicht der Ausführungsform der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist in allen Einzelheiten mit Bezug auf einige Ausführungsformen unten beschrieben, die nur illustrativ sind, die aber nicht beabsichtigen, die Erfindung zu begrenzen.
Ausführungsform 1
Der Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator umfasst einen hermetischen Behälter (1), einen Rotationsverdampfer (2), eine Mehrzahl von Mikrowellengeneratoren (3), eine Lösungszuführleitung (4), eine Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einen Kondensator (6), eine Mehrzahl von Mikrowellenabschirmungsvorrichtungen (7), einen Rührmotor (8) und ein Vakuumsystem.
Der hermetische Behälter bildet den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators, und der Behälter hat eine zylinderförmige Kammer mit einer darauf angeordneten, zu öffnenden Kappe. Ein Sichtglas ist auf der Kappe angeordnet. Eine Mikrowellenabschirmvorrichtung ist auf der inneren Oberfläche eines Betrachtungsfensters angeordnet. Eine Mikrowellenvorrichtung ist auf der Innenwand des hermetischen Behälters angeordnet. Eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, ist im Behälter angeordnet, und der Kondensator kommuniziert mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal. Ein Rotationsdünnschichtverdichter ist innerhalb des Behälters an einer zentralen Position angeordnet. Die Verdampfungsfläche des Verdampfers ist als konische Form mit einem Kegelwinkel b von 180 Grad ausgestaltet. Der Winkel a zwischen der Achse des Verdampfers und der Horizontalebene beträgt 90 Grad. Der Verdampfer ist massiv und besteht aus Edelstahl. Der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers hat ein ringförmiges Leitblech (10), das darauf angebracht ist. Der Winkel c zwischen dem Leitblech und der konischen Oberfläche beträgt 60 Grad. Zwischen dem Leitblech und der konischen Verdampferoberfläche eine Nut mit halbkreisförmigem Ausschnitt mit einem Durchmesser von 2 cm gebildet. Der Verdampfer ist an seiner Unterseite indirekt durch eine magnetische rührende Vorrichtung mit einem magnetischen rührenden Motor verbunden, der außerhalb des hermetischen Behälters angeordnet ist. Ein Flüssigkeitszuleitungsystem umfaßt eine Lösungszuführleitung, eine Abführleitung für konzentrierte Lösung und entsprechende Pumpen und Luftkanäle und eine Öffnung in Richtung der Abführleitung wird an einer Position angeordnet, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen, wobei die Öffnung und die Linie durch Mitte und Scheitel des Kreises einen Winkel d von 120 Grad bilden und der Abstand zwischen der Leitungsöffnung und der Verdampferoberfläche 0,2 m beträgt. Die Abführleitung ist zur inneren Oberfläche des Kegels tangential und entgegen der Drehrichtung des Verdampfers angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (11) zur Verhinderung des Durchsickerns von Flüssigkeit ist an einer Stelle 0,2 m von einer Sammelleitungsöffnung entfernt angeordnet. Ein rundes Leitblech (12) mit einem Durchmesser von 8 cm ist zusätzlich an einer Position angeordnet, in der eine vertikale Linie vom obersten Punkt des Außenrandes des Verdampfers die Abführleitung schneidet. Ein Einlass des Lösungszuführungsschlauches, der zur Kegelachse parallel ist, ist innerhalb des Verdampfers in dessen Mitte angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (13), das zum Kreis tangential ist, befindet sich an einer Position, die 0,2 cm vom Einlass des Lösungszuführungsschlauches entfernt ist. Temperaturfühler T1, T2, T3 sind an der Lösungszuführleitung, der Lösungsabführleitung und am hermetischen Behälter angeordnet. Mikrowellenabschirmvorrichtungen (7) sind an den jeweiligen externen Luftkanälen angebracht.
Ausführungsform 2
Der Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator umfasst einen hermetischen Behälter (1), einen Rotationsverdampfer (2), eine Mehrzahl von Mikrowellengeneratoren (3), eine Lösungszuführleitung (4), eine Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einen Kondensator (6), eine Mehrzahl von Mikrowellenabschirmungsvorrichtungen (7), einen Rührmotor (8) und ein Vakuumsystem.
Der hermetische Behälter bildet den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators, und der Behälter hat eine zylinderförmige Kammer mit einer darauf angeordneten, zu öffnenden Kappe. Ein Sichtglas ist auf der Kappe angeordnet. Eine Mikrowellenabschirmvorrichtung ist auf der inneren Oberfläche eines Betrachtungsfensters angeordnet. Zwei Mikrowellenvorrichtungen sind auf der Innenwand des hermetischen Behälters angeordnet. Eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, ist im Behälter angeordnet, und der Kondensator kommuniziert mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal. Ein Rotationsdünnschichtverdichter ist innerhalb des Behälters an eine zentralen Position angeordnet. Die Verdampfungsfläche des Verdampfers ist als konische oder runde Form mit einem Kegelwinkel b von 60 Grad ausgestaltet. Der Winkel a zwischen der Achse des Verdampfers und der Horizontalebene beträgt 0 Grad. Der Verdampfer ist hohl und besteht aus Edelstahl. Die hohle Ummantelung enthält mit tetrapodenförmige Zink-Oxid-Whiskerverbindungen, während die äußere Schicht der Ummantelung mit Keramik versiegelt ist. Der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers hat ein ringförmiges Leitblech (10), das darauf angebracht ist und der Winkel c zwischen dem Leitblech und der konischen Oberfläche beträgt 120 Grad. Zwischen dem Leitblech und der konischen Verdampferoberfläche eine Nut mit halbkreisförmigem Ausschnitt mit einem Durchmesser von 0,5 cm gebildet. Der Verdampfer wird an seiner Unterseite indirekt durch eine magnetische rührende Vorrichtung zu einem magnetischen rührenden Motor verbunden, der außerhalb des hermetischen Behälters gelegen ist. Der Verdampfer ist an seiner Unterseite indirekt durch eine magnetische rührende Vorrichtung zu einem magnetischen rührenden. Motor verbunden, der außerhalb des hermetischen Behälters angeordnet ist. Ein Flüssigkeitszuleitungsystem umfaßt eine Lösungszuführleitung, eine Abführleitung für konzentrierte Lösung und entsprechende Pumpen und Luftkanäle. Eine Öffnung in Richtung der Abführleitung ist an einer Position angeordnet, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen. Die Öffnung und die Linie durch Mitte und Scheitel des Kreises bilden einen Winkel d von 180 Grad. Der Abstand zwischen der Leitungsöffnung und der Verdampferoberfläche beträgt 2 cm. Die Abführleitung ist zur internen Oberfläche des Kegels tangential und ist gegenüber Umdrehungsrichtung des Verdampfers. Die Abführleitung ist zur inneren Oberfläche des Kegels tangential und entgegen der Drehrichtung des Verdampfers angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (11) ist an einer Stelle 1 cm von einer Sammelleitungsöffnung entfernt angeordnet. Ein rundes Leitblech (12) mit einem Durchmesser von 5 cm ist zusätzlich an einer Position angeordnet, in der eine vertikale Linie vom obersten Punkt des Außenrandes des Verdampfers die Abführleitung schneidet. Ein Einlass des Lösungszuführungsschlauches, der zur Kegelachse parallel ist, ist innerhalb des Verdampfers in dessen Mitte angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (13), das zum Kreis tangential ist, befindet sich an einer Position, die 2 cm vom Einlass des Lösungszuführungsschlauches entfernt ist. Temperaturfühler T1, T2, T3 sind an der Lösungszuführleitung, der Lösungsabführleitung und am hermetischen Behälter für jeweils einfach zu ermittelnde Steuerparameter angeordnet. Mikrowellenabschirmvorrichtungen (7) sind an den jeweiligen externen Luftkanälen angebracht.
Ausführungsform 3
Der Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator umfasst einen hermetischen Behälter (1), einen Rotationsverdampfer (2), eine Mehrzahl von Mikrowellengeneratoren (3), eine Lösungszuführleitung (4), eine Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einen Kondensator (6), eine Mehrzahl von Mikrowellenabschirmungsvorrichtungen (7), einen Rührmotor (8) und ein Vakuumsystem.
Der hermetische Behälter bildet den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators, und der Behälter hat eine zylinderförmige Kammer mit einer darauf angeordneten, zu öffnenden Kappe. Zwei Sichtgläser sind auf der Kappe angeordnet. Eine Mikrowellenabschirmvorrichtung ist auf der inneren Oberfläche eines Betrachtungsfensters des Sichtglases angeordnet. Eine Mikrowellenvorrichtung ist in der Lösungszuführleitung fixiert, die außerhalb des hermetischen Behälters angeordnet ist. Eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, ist im Behälter angeordnet, und der Kondensator kommuniziert mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal. Ein Rotationsdünnschichtverdichter ist innerhalb des Behälters an eine zentralen Position angeordnet. Die Verdampfungsfläche des Verdampfers ist als konische Form mit einem Kegelwinkel b von 120 Grad ausgestaltet. Der Winkel a zwischen der Achse des Verdampfers und der Horizontalebene beträgt 30 Grad. Der Verdampfer ist massiv und seine Verdampfungsfläche ist aus PTFE (Polytetrafluoroethen) gebildet. Der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers hat ein ringförmiges Leitblech (10), das darauf angebracht ist. Der Winkel c zwischen dem Leitblech und der konischen Oberfläche beträgt 60 Grad. Zwischen dem Leitblech und der konischen Verdampferoberfläche eine Nut mit halbkreisförmigem Ausschnitt mit einem Durchmesser von 2 cm gebildet. Der Verdampfer ist an seiner Unterseite direkt durch eine Welle mit einem magnetischen rührenden Motor verbunden, der außerhalb des hermetischen Behälters angeordnet ist. Ein Flüssigkeitszuleitungsystem umfaßt eine Lösungszuführleitung, eine Abführleitung für konzentrierte Lösung und entsprechende Pumpen und Luftkanäle. Öffnung in Richtung der Abführleitung wird an einer Position angeordnet, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen. Die Öffnung und die Linie durch Mitte und Scheitel des Kreises bilden einen Winkel d von 60 Grad. Der Abstand zwischen der Leitungsöffnung und der Verdampferoberfläche beträgt 0,2 cm. Die Abführleitung ist zur inneren Oberfläche des Kegels tangential und entgegen der Drehrichtung des Verdampfers angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (11) zur Verhinderung des Durchsickerns von Flüssigkeit ist an einer Stelle 1 cm von einer Sammelleitungsöffnung entfernt angeordnet. Ein rundes Leitblech (12) mit einem Durchmesser von 3 cm ist zusätzlich an einer Position angeordnet, in der eine vertikale Linie vom obersten Punkt des Außenrandes des Verdampfers die Abführleitung schneidet. Ein Eingang des Lösungs-Zuführungsschlauches, der zur Kegelmittellinie parallel ist, wird innerhalb des Verdampfers und in der Mitte davon lokalisiert. Ein Einlass des Lösungszuführungsschlauches, der zur Kegelachse parallel ist, ist innerhalb des Verdampfers in dessen Mitte angeordnet. Ein rechteckiges Leitblech (13), das zum Kreis tangential ist, befindet sich an einer Position, die 1 cm vom Einlass des Lösungszuführungsschlauches entfernt ist. Temperaturfühler T1, T2, T3 sind an der Lösungszuführleitung, der Lösungsabführleitung und am hermetischen Behälter angeordnet. Mikrowellenabschirmvorrichtungen (7) sind an den jeweiligen externen Luftkanälen angebracht.
Zusammenfassung
Ein Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator, der durch diese Erfindung offenbart wird, enthält einen hermetischen Behälter (1), einen Rotationsverdampfer (2), eine Mehrzahl von Mikrowellenvorrichtungen (3), eine Lösungszuführleitung (4), eine Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einen Kondensator (6), eine Mikrowellenabschirmvorrichtung (7), einen Rührmotor (8) und ein Vakuumsystem. Die Verdampfungsfläche des Rotationsverdampfers (2) ist als konische oder runde Form ausgestaltet, wobei der Winkel a zwischen der Achse des Rotationsverdampfers (2) und der Horizontalebene 0–90 Grad beträgt. Der Rotationsverdampfer (2) ist indirekt mit einem externen Rührmotor (8) durch eine magnetisch rührende Vorrichtung verbunden und ist in der Mitte des hermetischen Behälters angeordnet. Der hermetische Behälter (1) hat eine zu öffnende Kappe, die geöffnet oder geschlossen werden kann, und ein Sichtglas (9) ist auf der Kappe angeordnet. Die Erfindung löst viele Probleme bei der Konzentration von Flüssigkeitsextrakten, wie langsame Verdampfungsgeschwindigkeit, hohe Betriebstemperatur, Zersetzung der Lösung durch Erhitzung für eine lange Zeit sowie Schwierigkeiten beim Arbeiten unter vermindertem Druck aufgrund von Siedeverzug der Lösung, niedrige Energieverbrauchseffizienz, großes Totvolumen der Vorrichtung und Schwierigkeiten bei der Reinigung usw. Diese Erfindung hat breite Anwendungsperspektiven.

Claims

Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator mit einem hermetischen Behälter (1), einem Rotationsverdampfer (2), einer Mehrzahl von Mikrowellenvorrichtungen (3), einer Lösungszuführleitung (4), einer Abführleitung für konzentrierte Lösung (5), einem Kondensator (6), einer Mehrzahl von Mikrowellenabschirmungsvorrichtungen (7), einem Rührmotor (8) und einem Vakuumsystem, wobei der hermetische Behälter den größten Teil des Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrators bildet und die Mikrowellenvorrichtungen an der inneren Wand des hermetischen Behälters angeordnet sind; wobei eine Öffnung, die mit dem Kondensator verbunden ist, auf dem Körper des Behälters angeordnet ist und der Kondensator mit dem Vakuumsystem über einen Luftkanal kommuniziert; wobei ein Rotationsdünnschichtverdichter innerhalb des Behälters an einer zentralen Position angeordnet ist; wobei der äußere Rand der konischen Oberfläche des Verdampfers ein ringförmiges Leitblech (10) hat, das darauf angebracht ist; wobei eine Öffnung in Richtung der Abführleitung an einer Position angeordnet ist, an der der Verdampferkegel und das Leitblech zusammentreffen; wobei die Abführleitung zur inneren Oberfläche des Kegels tangential ist; wobei der Verdampfer mit einem Rührmotor in direkter oder indirekter Weise verbunden ist; und wobei Mikrowellenabschirmvorrichtungen an den jeweiligen externen Luftkanälen angebracht sind.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach Anspruch 1, wobei die Verdampfungsfläche des Rotationsverdampfers (2) als konische oder flache runde Form mit einem Kegelwinkel b von 5–180 Grad ausgestaltet ist; und wobei der Winkel a zwischen der Achse des Rotationsverdampfers (2) und der Horizontalebene Grad 0–90 beträgt.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach Anspruch 1, wobei die Verdampfungsfläche des Rotationsverdampfers (2) als konische Form mit einem Kegelwinkel b von 60–120 Grad ausgestaltet ist; und wobei der Winkel zwischen der Achse des Rotationsverdampfers (2) und der Horizontalebene Grad 20–60 beträgt.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Rotationsverdampfer (2) massiv ist und die Materialien, die benutzt werden, um den Verdampfer zu konstruieren, eines oder mehrere aus den folgenden Materialien umfassen: Edelstahl, Quarzglas, Keramik, PTFE (Polytetrafluoroethen), Plastik.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Rotationsverdampfer (2) hohl ist; und die Verdampfungsfläche, die mit der Lösung in Verbindung tritt, aus Edelstahl, Keramik oder einer Kombination daraus bestehen; wobei die Materialien der hohlen Ummantelung Silikonöl, Glyzerin, tetrapodenförmige Zink-Oxid-Whiskerverbindungen, kalzinierte Mischung von Ferroferrit und Cordierit (im Mischungsverhältnis 30:70) enthalten; und wobei die Materialien, die die äußere Schicht der Ummantelung bilden, aus Edelstahl, Quarzglas, Keramik, PTFE und Plastik gewählt sind.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsverdampfer (2) ein Konzentratorleitblech (10) hat, das am Rand seiner konischen Verdampferoberfläche angebracht ist, und der Winkel c zwischen der konischen Verdampferoberfläche und dem Leitblech 5–175 Grad beträgt.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsverdampfer (2) indirekt mit einem externen Rührmotor (8) durch eine magnetisch rührende Vorrichtung verbunden ist und sich in der Mitte des hermetischen Behälters befindet.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der hermetische Behälter eine zu öffnende Kappe umfasst, und ein Sichtglas (9) auf der Kappe angeordnet ist.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Winkel d zwischen einer Sammelöffnung der Abführleitung des Rotationsverdampfers (2) und einer vertikalen Linie Grad 60–120 ist.
Mikrowellenrotationsdünnschichtkonzentrator nach Anspruch 1, wobei die Verdampfungsfläche des Rotationsverdampfers (2) als konische Form mit einem Kegelwinkel b von 60–120 Grad ausgestaltet ist; wobei der Winkel a zwischen der Achse des Rotationsverdampfers (2) und der Horizontalebene 20–60 Grad beträgt; wobei der Rotationsverdampfer (2) ein Verdichterleitblech (10) umfasst, das am Rand seiner konischen Verdampfungsfläche angebracht ist, und der Winkel c zwischen der konischen Verdampfungsfläche und dem Leitblech 60–120 Grad beträgt; wobei der Winkel d zwischen einer Sammelleitung der Abführleitung des Rotationsverdampfers (2) und einer vertikalen Linie 60–120 Grad beträgt; wobei der Rotationsverdampfer (2) indirekt mit einem externen Rührotor (8) durch eine magnetisch rührende Vorrichtung angeschlossen ist und sich in der Mitte des hermetischen Behälters befindet; wobei der hermetische Behälter (1) eine zu öffnende Kappe umfasst, die darauf angeordnet ist, und ein Sichtglas (9) auf der Kappe angeordnet ist.