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单效外循环浓缩器是一种用于液体浓缩过程的设备。

组成结构

  1.蒸发器本体

  这是整个浓缩过程的核心部分,通常由不锈钢或其他耐腐蚀材料制成。蒸发器内有多层管道或者容器,用于液体的蒸发和蒸汽的分离。

  2.换热器

  外循环蒸发器的换热器负责加热液体,它与蒸汽系统相连接,热蒸汽通过换热器加热进入蒸发器的液体。

  3.加热蒸汽源

  通常使用蒸汽锅炉或其他形式的热源提供加热所需的蒸汽。加热蒸汽温度较高,能够促进液体的蒸发。

  4.冷凝器

  冷凝器负责将蒸发出来的蒸汽冷却并转化为水或其他液体形式,从而使蒸汽不至于逃逸并减少能量损失。

  5.泵和管道

  外循环系统需要泵来推动液体在浓缩器和换热器之间流动。液体流量的控制对于浓缩效果至关重要。

  6.控制系统

  现代浓缩器通常配备自动化控制系统,用于监控和调节温度、压力、流量等参数,确保浓缩过程的稳定性和效率。

工作原理

  1.液体预热

  待浓缩的液体通过进料泵送入蒸发器。在蒸发器外部的换热器中,液体先行预热,使其温度达到适合蒸发的范围。

  2.蒸发过程

  加热后的液体进入蒸发器,在蒸发器内,通过加热蒸汽(通常是通过热交换进行加热)使得液体中的部分水分或溶剂开始蒸发。

  3.蒸汽冷凝

  蒸发过程中产生的蒸汽通过蒸汽管道流向冷凝器,在冷凝器中被冷却并转化为液态水。冷凝后的水被排出系统。

  4.浓缩液体

  蒸发的水分被带走,剩余的溶液浓度逐渐增高。浓缩后的液体通过排液管道流出,进入后续的处理环节。

操作步骤

  一、准备阶段

  1.检查设备

  确保单效外循环浓缩器的各部件完好,如蒸发器、加热器、冷凝器、循环泵等无损坏或泄漏,相关仪表(如压力表、真空表等)正常且在校验有效期内。同时,检查蒸汽、真空系统是否正常,阀门开关是否灵活。

  2.清洁处理

  对设备内部进行清洁,清除残留的物料、杂质等,以保证浓缩过程的纯净度。

  二、进料阶段

  1.将待浓缩的物料通过进料管道输送到浓缩器的蒸发室内,注意控制进料速度和进料量,避免进料过多导致溢出或影响浓缩效果。

  2.一般使液面达到蒸发器视镜的一定位置(如下沿位置),然后关闭进料阀门。

  三、开启真空系统

  1.打开真空泵,使蒸发室及整个系统内形成一定的真空度(具体真空度数值根据工艺要求设定,通常在0.04MPa - 0.08MPa之间)。

  2.在真空作用下,物料的沸点降低,有利于后续的蒸发过程。

  四、加热蒸发阶段

  1.通入蒸汽

  缓慢打开蒸汽阀门,让蒸汽进入加热器。蒸汽在加热器内与物料进行热交换,使物料温度上升并开始蒸发。

  2.控制蒸汽压力和温度

  蒸汽压力一般不超过规定值(如0.3MPa),同时密切关注蒸发室内的温度,使其保持在适宜的范围内(如60 - 70C),以达到最佳的浓缩效果。通过调节蒸汽阀门的开度来控制蒸汽的流量和压力,进而稳定蒸发温度和真空度。

  3.观察蒸发情况

  随时观察物料的蒸发情况,如液位变化、是否有泡沫产生等。若蒸发室内产生泡沫,可适当打开真空阀除泡。

  4.补充物料

  在浓缩过程中,当液面低于一定位置(如下视镜下沿约10cm)时,可再次打开进液阀进行补液,至视镜下沿时关闭进液阀继续浓缩,可根据需要连续进液。

  5.排出冷凝水

  蒸汽在加热器内释放热量后会形成冷凝水,当蒸汽冷凝水达到储水罐一定量(如1/2)时,打开加热器底部直排阀,排除蒸汽冷凝水后关闭阀门。

  五、浓缩完成阶段

  1.当物料浓缩到规定的浓度(可通过取样分析来确定)时,依次关闭蒸汽阀门和真空阀门,停止加热和真空操作。

  2.打开放料阀门,将浓缩后的物料排出到指定的容器中。如果需要进一步处理或储存浓缩液,应及时进行相应的操作。

  六、设备清洗阶段

  1.排出物料后,及时对单效外循环浓缩器进行清洗。一般先用水(如冷凝水)进行冲洗,去除残留的物料和污垢,冲洗时间通常为10 - 15分钟。

  2.对于一些难以清洗的污垢或杂质,可使用适当浓度的清洗剂(如2%浓度的硝酸溶液)进行清洗,但需注意清洗剂的选择要根据设备材质和物料性质来确定,避免对设备造成腐蚀。

  3.清洗完毕后,再次用清水冲洗干净,确保设备内部无清洗剂残留。打开设备的人孔、视镜等,检查设备内部的清洗效果,同时进行通风干燥,为下一次使用做好准备。

维护保养

  1.定期清洁和保养

  单效浓缩器在使用一段时间后,需要进行彻底的清洁和保养,以保证设备的正常运转。清洁过程中应特别注意清除设备内部的杂质和残留物,避免影响设备的正常运行。

  2.更换易耗品

  定期检查并更换设备中的密封件、轴承、风扇等易耗品,以防止设备因磨损而出现故障。此外,还应定期更换润滑油,确保设备各部件的正常运转。

  3.避免恶劣环境使用

  尽量避免在高温和潮湿的环境下使用单效浓缩器,以防止设备受潮受损或出现其他安全问题。

  4.操作细节

  在操作过程中,应注意开启加热器和水泡,确保设备正常工作;控制好进料的速度和流量,避免进料过快造成设备超载;注意加热温度和浓缩液的浓缩比例,以免过高温度和比例导致设备过载或出现其他安全问题。

  5.检查设备状态

  在使用前,应确认设备的名称、规格型号、清洁情况、有无损坏以及气源管路是否泄漏。确保所有设备准备就绪后,再打开给水、冷水和循环水开关,等待设备预热后,再打开蒸汽开关进行操作。

应用领域

  1.制药行业

  在制药行业中,单效外循环浓缩器用于中药提取液的浓缩,如制备浸膏、流浸膏等,以提高药物的浓度和纯度。此外,它还用于对西药溶液进行浓缩,以改善药物的保存和加工性能。

  2.食品工业

  在食品工业中,单效外循环浓缩器用于浓缩果汁、果酱、糖浆等产品,以增加其浓度和口感,同时减少体积,便于运输和储存。它还用于食品添加剂溶液的浓缩。

  3.化工行业

  在化工领域,单效外循环浓缩器用于浓缩化工原料溶液,如某些有机化合物、无机盐溶液等。此外,它还适用于工业有机溶剂(如酒精)的回收。

  4.环保领域

  在环保领域,单效外循环浓缩器用于处理废水,实现废水的浓缩和初步分离,以便后续的处理和回收利用。

  5.生物工程

  在生物工程中,单效外循环浓缩器用于浓缩生物发酵液,提取有效成分。

  6.其他应用

  此外,单效外循环浓缩器还适用于中药、西药、葡萄糖、淀粉糖、口服液、化工、食品、味精、乳品等物料的浓缩与工业有机溶剂的回收,特别适用于批量小、品种多的热敏性物料的低温真空浓缩。

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