買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 隨著人們生活水平的提高，越來越重視藥物的使用，中藥因其毒副作用小、適合養(yǎng)生而備受關(guān)注，中藥的的品質(zhì)也越來越受到大家的關(guān)注。采用升膜蒸發(fā)器來獲取所需的中藥成品，已成為當今中藥成品的首選。本文是對采用升膜蒸發(fā)器系統(tǒng)的研究，主要是研究升膜蒸發(fā)器的設(shè)計。中藥是中華民族五千年傳統(tǒng)文化的瑰寶，是千百年醫(yī)療實踐的結(jié)晶，也是世界優(yōu)秀文化的精華。我國中藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已具有一定的規(guī)模和研發(fā)能力，在中藥材、中藥飲片和劑型等方面取得了一定的成績。然而隨著人們生活水平的不斷提高，以及新的健康理念產(chǎn)生，國內(nèi)市場對中藥 的需求量迅速增長，競爭力的加強，中藥的發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇。 本系統(tǒng)為四效升膜蒸發(fā)器，擁有四個蒸發(fā)器和分離器，藥劑原液經(jīng)過四個不同的蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度低，部分二次蒸汽經(jīng)噴射式熱壓泵重新吸入一效加熱器，熱量得到充分利用，蒸發(fā)溫度相對較低。濃縮比大，升膜式蒸發(fā)，使粘度較大的料液容易流動蒸發(fā)，不容易結(jié)垢，濃縮時間短，濃縮比可達到 1 5。本設(shè)備可以實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，智能化系統(tǒng)管理，符合 準要求。升膜蒸發(fā)器適宜處理蒸發(fā)量較大，熱敏性，粘度不大及易起沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的溶液。在不同的 蒸發(fā)器中達到相應的濃度，經(jīng)過分離式分離，然后進入下一效升膜蒸發(fā)器，最后獲得所需要的藥劑濃度。升膜蒸發(fā)器的構(gòu)成是液體根據(jù)虹吸泵的原理進入加熱管加熱，流入到分離器后液體與蒸汽分離開來，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 通過循環(huán)管流回到蒸發(fā)器，形成閉路循環(huán)，這種蒸發(fā)器又稱外循環(huán)蒸發(fā)器。與 升膜蒸 發(fā)器 結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于原料液是從加熱室的底部進入，料液進入加熱管后，受熱沸騰迅速 汽化 ；蒸汽在管內(nèi)迅速上升，料液受到高速上升蒸汽的帶動，沿管壁形成膜狀上升，并繼續(xù)蒸發(fā)。產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進入蒸發(fā)器的分離室，汽液經(jīng)充分分離，低溫位的蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮 ，溫度、壓力提高， 熱焓 增加，然后進入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的 潛熱 ，液相則由分離室排出 1。 本系統(tǒng)達到了預定藥劑的濃度要求，生產(chǎn)效率較之前的降膜蒸發(fā)器有所提高，蒸發(fā)量也有所提高，升膜蒸發(fā)器適宜處理蒸發(fā)量較大，熱敏性，粘度不大及易起沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的溶液，采用升膜蒸發(fā)器，蒸發(fā)效率更高，加上 制系統(tǒng)，濃度精度控制更加精確，有很大的使用價值，市場前景廣闊，實現(xiàn)了自動化的生產(chǎn) 2。 關(guān)鍵詞 ： 四效升膜蒸發(fā)器； 中藥； 蒸發(fā)效率； 濃度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of s on of of s to of is of is to 5,000 is a of of of is of s is of of a of of s of of is 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is of by to a is of to is up : 5. be in MP a of to of To in go to of to of to a is is is of in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 by a by of by to of is by a of of to LC of is Ev 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章緒論 . 1 藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 計內(nèi)容及采取方法 . 2 計內(nèi)容 . 2 取方法 . 2 第二章蒸發(fā)技術(shù) . 4 發(fā)技術(shù) . 4 膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu) . 5 膜蒸發(fā)器的特點 . 5 第三章 設(shè)計計算 . 7 料衡算 . 7 壓泵的噴射系數(shù) . 7 發(fā)水量 . 7 量衡算 . 8 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 . 8 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 . 10 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 . 11 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 . 12 熱量衡算 . 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 發(fā)罐設(shè)計計算 . 14 效蒸發(fā)罐設(shè)計 . 14 邊流量校核 . 16 . 18 發(fā)罐壁厚校核 . 19 效預熱盤管的設(shè)計計算 . 24 效預熱盤管 . 24 效預熱盤管 . 26 效預熱盤管 . 27 效預熱盤管 . 28 體封頭的設(shè)計 . 29 離器直徑和高度的設(shè)計 . 31 離器直徑 . 31 離室高度 . 31 離器壁厚設(shè)計 . 31 離器封頭的設(shè)計 . 32 能壓縮泵的設(shè)計 . 34 伐爾噴嘴的計算 . 34 體的基本尺寸 . 35 壓室的設(shè)計計算 . 36 熱器的設(shè)計 . 38 凝器的設(shè)計 . 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 量 . 39 凝器所需冷卻的熱量 . 39 凝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 40 凝器封頭 . 40 凝器壁厚校核 . 40 路設(shè)計計算 . 41 汽矩形管道設(shè)計 . 41 料管設(shè)計 . 42 、下不凝氣管 . 43 凝水出口管 . 43 的設(shè)計與選擇 . 43 心泵的設(shè)計與選擇 . 43 空泵的選擇與設(shè)計 . 44 部清洗系統(tǒng) . 44 統(tǒng)的簡介與應用 . 44 第四章安裝前的準備要求與安裝注意事項 . 46 參考文獻 . 47 致 謝 . 48 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 一 章 緒論 藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 中藥是中華民族傳統(tǒng)文化中的瑰寶，在我國各族人民長期的生產(chǎn)生活實踐和與疾病作斗爭中逐步形成并不斷豐富發(fā)展，為中華民族的繁衍生息做出了重要貢獻。中醫(yī)藥和民族醫(yī)藥所承載的民族傳統(tǒng)和文化價值，所蘊含的人類對生命和健康的認識理念，所體現(xiàn)的預防、治療、保健、養(yǎng)生、康復等維護健康的綜合性療效，以及所采用的藥物、非藥物等多種診療方法，在提高防治疾病的效果、避免和減少化學藥物的毒副作用 、降低醫(yī)療成本和費用、豐富衛(wèi)生保健內(nèi)涵等方面顯示出其特色與優(yōu)勢，深刻體現(xiàn)了以人為本、維護健康的衛(wèi)生工作宗旨，是國特色醫(yī)藥衛(wèi)生體系的重要組成部分，至今仍在維護人民健康中發(fā)揮著獨特作用。 近二十年來，我國中藥生產(chǎn)企業(yè)提取液的濃縮采用雙效、三效、四效蒸發(fā)器的居多，這兩種蒸發(fā)器為我國中藥產(chǎn)業(yè)改革原始的提取液蒸發(fā)濃縮方式，步入現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的軌道，做出了很大貢獻，確實功不可沒。然而，這二種蒸發(fā)器應用到中藥生產(chǎn)，普遍存在二個先天性問題需要解決。 (1)一效加熱溫度在 110 120 ，沸點 80 90左右，正處中藥 溫度敏感區(qū)，造成提取液中熱敏性有效成分的破壞。 (2)收膏方式是四效分別收膏后再混合，不僅操作困難，且浸膏比重不均勻。耗能大更是這一設(shè)備的不足。 (1T 水 /汽， 1T 水蒸汽 /3 4T 冷卻水。 )如果提取液雜質(zhì)多，易產(chǎn)生結(jié)垢，傳熱效果急劇下降，耗能就更大。 當前中藥提取液的濃縮方式存在著諸多不合理之處，主要有幾點：（ 1）長時間的常壓濃縮，如敞口濃縮、常壓薄膜濃縮等，蒸發(fā)時間長、加熱溫度高、消耗能量大，藥物中的有效成分易被破壞、碳化而影響藥品質(zhì)量，且設(shè)備易結(jié)垢，管道易堵塞；（ 2）水提取液直接用減壓設(shè)備 濃縮時，由于提取液溫度高于減壓濃縮設(shè)備中藥液的沸騰溫度，藥液在設(shè)備中易引起瀑沸而跑料，影響產(chǎn)品質(zhì)量和收得率。如果采用增多儲罐、自然或強制其降溫后再進行減壓濃縮，則不僅會增加儲罐的設(shè)備投資，增加能耗，而且藥液在貯存等待濃縮的過程中容易被污染、變質(zhì)發(fā)酵、夏季尤甚；（ 3）中藥乙醇提買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 取液采用真空蒸發(fā)器回收溶劑，損失率較大，回收乙醇濃度較低，需要進一步濃縮才能再次利用。 隨著多學科技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)中的綜合應用及分析技術(shù)的進步，中藥提取、純化、精制、干燥工藝有較大提高，尤其是單品種單一組分的提取、純化尤為突出。 相比之下，裝備的開發(fā)有些滯后，這一點必須引起制藥裝備行業(yè)的高度重視，加強裝備與工藝的緊密配合，重視工程技術(shù)的研究與開發(fā)，盡快使科研成果轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力。中藥現(xiàn)代化首先應是工藝技術(shù)的現(xiàn)代化，工藝技術(shù)的現(xiàn)代化離不開裝備的現(xiàn)代化，只有工藝與裝備緊密配合，才能真正實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化。相信，伴隨著中藥現(xiàn)代化前進的步伐，中藥企業(yè)的制藥裝備一定會逐漸全面實現(xiàn)技術(shù)先進、高效、節(jié)能、高收率、生產(chǎn)自動化、控制智能化，充分體現(xiàn) “涵的新局面 計內(nèi)容及采取方法 計內(nèi)容 節(jié)能型中藥廠中藥水提取液蒸發(fā)系統(tǒng) 設(shè)計，蒸發(fā)水量 4000kg/h。技術(shù)參數(shù)；為中藥浸出液初始溫度為 15 ，初始固形物含量為 濃縮終了固形物含量為 35。本設(shè)計采用的是多效蒸發(fā)，設(shè)計效數(shù)為四效，料液經(jīng)預熱器預熱后，再通過各效盤管預熱，最終達到超沸點進料。蒸發(fā)所需要的熱量是通過熱壓泵將一效產(chǎn)生的二次蒸汽和鍋爐的生蒸汽混合后得到。 取方法 多效蒸發(fā)裝置的設(shè)計程序一般為： （ 1） 根據(jù)溶液的性質(zhì)及工業(yè)要求確定蒸發(fā)的操作條件、蒸發(fā)器形式和蒸發(fā)操作的流程及最佳效數(shù)等； （ 2） 根據(jù)物料衡算及熱量衡算計算加熱蒸汽 消耗及各效蒸發(fā)量； （ 3） 求出各效傳熱量和傳熱有效溫度差，確定傳熱系數(shù)，從而計算各效的熱傳面積； （ 4） 根據(jù)傳熱面積和選定的加熱管直徑和長度，計算加熱管數(shù)；確定管新和排列方式，計算加熱室的外殼直徑； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 （ 5） 確定蒸發(fā)器的工藝尺寸，包括接管、連接方式、法蘭、人孔和視鏡的標準； （ 6） 確定二次蒸汽冷凝器結(jié)構(gòu)并計算冷凝器的工藝尺寸及其他附屬設(shè)備的計算或選型； （ 7） 真空系統(tǒng)計算及真空泵的選型； （ 8） 繪制工藝流程圖及蒸發(fā)器裝備圖和編寫設(shè)計說明書。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第 二 章 蒸發(fā)技術(shù) 發(fā)技術(shù) 使含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液沸騰汽化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質(zhì)組成提高的單元操作稱為蒸發(fā)，所采用的設(shè)備稱為蒸發(fā)器。蒸發(fā)操作廣泛應用于化工、石油化工、制藥、制糖、造紙、深冷、海水及原子能等工業(yè)中。 工業(yè)上采用蒸發(fā)操作主要達到以下目的： （ 1） 直接得到經(jīng)濃縮后的液體產(chǎn)品，例如稀燒堿溶液、各種果汁、牛奶的濃縮等。 （ 2） 制取純凈溶劑，例如海水蒸發(fā)脫鹽制取淡水。 （ 3） 同時制備濃溶液和回收溶劑，例如中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)。 被蒸發(fā)的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶劑的溶液，而化學工業(yè)中主要以蒸發(fā)水溶液為主。蒸發(fā)中的熱源常采用新鮮的飽和的水蒸汽，又稱生蒸汽。從溶液中蒸發(fā)出去的蒸汽稱為二次蒸汽。 根據(jù)分類角度的不同，可以將蒸發(fā)操作分類如下： （ 1） 單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)。 （ 2） 加壓蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)、和減壓蒸發(fā)。 （ 3） 間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)。 蒸發(fā)過程的實質(zhì)是傳熱壁面一側(cè)的蒸汽冷凝與另一側(cè)的溶液沸騰間的傳熱過程，溶劑的汽化速率由傳熱速率控制，故蒸發(fā)屬于熱量傳遞過程，但又有別于一般傳熱過程，因為蒸發(fā)過程 具有下述特點： （ 1） 傳熱性質(zhì) 傳熱壁面一側(cè)的加熱蒸汽進行冷凝，另一側(cè)為溶液進行沸騰，故蒸發(fā)過程屬于壁面兩側(cè)流體均有相變化的恒溫傳熱過程。 （ 2） 溶液沸點的改變 含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液，其蒸汽壓較同溫度下溶劑（即純水）的低，換言之，在相容壓強下，溶液的沸點高于純水的沸點，故當加熱蒸汽一定時，蒸發(fā)溶液的傳熱溫度差要小于蒸發(fā)水的溫度差。溶液組成越高這種現(xiàn)象越顯著。 （ 3） 溶液性質(zhì) 有些溶液在蒸發(fā)過程中有晶體析出、易結(jié)垢和生泡沫，高溫下易分解或聚合；溶液的粘度在蒸發(fā)過程中逐漸增大，腐蝕性逐漸 加強。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 （ 4） 泡沫夾帶 二次蒸汽中常夾帶大量液沫，冷凝前必須設(shè)法除去，否則不但損失物料，而且會污染冷凝設(shè)備。 （ 5） 能源利用 蒸發(fā)時產(chǎn)生大量二次蒸汽，如何利用他的潛熱，是蒸發(fā)操作重要考慮的關(guān)鍵之一。 23 膜蒸發(fā)器 結(jié)構(gòu) 降膜蒸發(fā)是將料液自降膜蒸發(fā)器加熱室上管箱加入，經(jīng)液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內(nèi)，在重力和真空誘導及氣流作用下，成均勻膜狀自上而下流動。流動過程中，被殼程加熱介質(zhì)加熱汽化，產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進入蒸發(fā)器的分離室，汽液經(jīng)充分分離，蒸汽進入冷凝器冷 凝（單效操作）或進入下一效蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì)，從而實現(xiàn)多效操作，液相則由分離室排出。 降膜蒸發(fā)器主要組成及各自的作用如下： （ 1） 殺菌器：殺滅乳中的致病菌、酶類。 （ 2） 冷凝器：冷凝二次蒸汽，同時預熱原奶，進行熱回收。 （ 3） 蒸發(fā)罐：利用蒸汽將乳中的水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)。 （ 4） 分離室：將乳中蒸發(fā)出來的二次蒸汽與濃縮乳分離。 （ 5） 熱壓泵：利用生蒸汽將二次蒸汽高效率的進行再壓縮，供一效蒸發(fā)器使用。 （ 6） 水環(huán)真空泵：為蒸發(fā)室 提供一定的真空度使蒸發(fā)操作連續(xù)進行。 （ 7） 物料泵：采用自吸式衛(wèi)生泵，輸送物料。 （ 8） 冷凝水泵：輸送冷凝水。 （ 9） 出料泵：導出物料。 （ 10） 冷卻水泵：輸送冷卻水。 膜蒸發(fā)器的特點 優(yōu)點： （ 1） 物料一次通過受熱時間短，可防止熱分解，提高奶粉復原性，易于熱敏性物料； （ 2） 連續(xù)操作，設(shè)備有效時間利用率高； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 （ 3） 蒸發(fā)與預熱都在小溫差下進行，因而不易結(jié)焦，易于清洗也易于二次蒸氣再壓縮和多效流程操作； （ 4） 由于可多效操作及二次蒸發(fā)再壓縮等原 因，熱能消耗少； 缺點： （ 1） 設(shè)備較高，要求高層廠房； （ 2） 要求工作蒸汽壓力較高且穩(wěn)定； （ 3） 設(shè)備投資較高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 三 章 設(shè)計計算 料衡算 壓泵的噴射系數(shù) 901 ,絕壓為 【 5】 752 ,絕壓為 高壓引射P=算熱壓泵噴射系 數(shù) ： 式中 ： 1h 高壓引射蒸汽與其絕壓絕熱膨脹到吸入低壓汁汽壓力時的焓值差 2h 低壓吸入汁汽由其絕壓絕熱濃縮到混合蒸汽的絕壓時的焓值差 查焓熵圖得： 1h 128 2h 25，則 9 發(fā)水量 總蒸發(fā)水量： 4000W Kg/h 為保證設(shè)備可靠，將總蒸發(fā)水量擴大到 10： Kg/h 總蒸發(fā)水量： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 Kg/h 001100 Kg/h 式中： 0X 中草藥浸出液入料濃度， 1X 中草藥浸出液出料濃度， 35% 0F 原料液流量 （ Kg/h） W 總蒸發(fā)量 （ Kg/h） 總蒸發(fā)量 W 應等于各效蒸發(fā)量總和： 4321 式中： 1W 一效蒸發(fā)量 （ Kg/h） 2W 二效蒸發(fā)量 （ Kg/h） 3W 三效蒸發(fā)量 （ Kg/h） 4W 四效蒸發(fā)量 （ Kg/h） 量衡算 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 一效蒸發(fā)罐示意圖： 圖 31 效蒸發(fā)罐示意圖 686889)89(式中： 65 C 時汽體的焓值， g 68 C 時液體的焓值， g 68 C 時液體的焓值， j/0 C 時汽體的焓值， g 89 C 時液體的焓值， j/9 C 時液體的焓值， j/入數(shù)值得： 整理得： 1 （ 1） F F 0 ) 9 ) 9 ) F 5 ) 9 ) (F 8 ) 9 ) 8 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 二效蒸發(fā)罐示意圖： 32 二效蒸發(fā)罐示意圖 606068)(6568895568)(21221211式中： 55 C 時液體的焓值， j/0 C 時汽體的焓值， j/0 C 時液體的焓值， j/5 C 時液體的焓值， j/8 C 時液體的焓值， j/8 C 時汽體的焓值， j/9 C 時液體的焓值， j/入數(shù)值得： 8 ) (F F 5 ) 9 ) 8 ) F 5 ) 8 ) (F 0 ) ( 8 ) 0 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 整理得： 5 12 （ 2） 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 三效蒸發(fā)罐示意圖： 圖 33 三效蒸發(fā)罐 示意圖 5252605568604560)(3133121321 式中： 45 C 時液體的焓值， j/2 C 時汽體的焓值， j/2 C 時浸出液的焓值， j/5 C 時浸出液的焓值， j/0 C 時蒸汽的焓值， j/0 C 時浸出液的焓值， j/8 C 時浸出液的焓值， j/入數(shù)值得： 0 ) (F 0 ) F 5 ) ( 8 ) 0 ) F 5 ) 0 ) (F 2 ) 0 ) 2 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 4 3） 效蒸發(fā)罐的熱量衡算 四效蒸發(fā)罐示意圖： 圖 34 四效蒸發(fā)罐示意圖 4444524560523552)(414413143