本發(fā)明涉及中藥提取濃縮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蒸汽熱力增益技術(shù)的濃縮設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)醫(yī)藥在全民健康產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮的作用越來越大。以天然藥物提純得到的中成藥的需求量正在日益增加，而制成中藥制劑，中藥材大多需要經(jīng)過提取、濃縮、純化等工藝操作；中藥提取液的濃縮過程是能耗最高的化工操作單元之一，大約占總耗能的60%~70%。雖然中藥提取液濃縮技術(shù)和設(shè)備通過不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，在節(jié)約能耗和濃縮效率上取得了一定的進(jìn)步。然而，目前中藥制藥企業(yè)應(yīng)用最多的仍然是上世紀(jì)60年代使用的單效、雙效、多效濃縮器，普遍存在能源消耗與投資成本的矛盾關(guān)系。

近年來，國(guó)內(nèi)藥機(jī)企業(yè)從德國(guó)引入MVR（Mechanical vapor recompression）技術(shù)并嘗試將其應(yīng)用到中藥的濃縮工藝中，MVR技術(shù)的基本原理是將蒸發(fā)器出來的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，壓力溫度升高，熱焓增加，然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)做加熱蒸汽使用，使料液也維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水、使原先要廢棄的蒸汽得到利用，提高了熱效率。然而，MVR技術(shù)應(yīng)用到中藥提取液的濃縮工藝中普遍存在一些共性的問題，使其在該領(lǐng)域的推廣應(yīng)用受限，比如：（1）初期投資高，采用進(jìn)口壓縮機(jī)每1噸蒸發(fā)量的機(jī)組均價(jià)在60萬元人民幣左右；（2）濃縮比重達(dá)不到目標(biāo)濃度，使用MVR技術(shù)濃縮藥液比重達(dá)1.05之后就難以再增加，通常還是要利用傳統(tǒng)的雙效或多效濃縮器進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，無形中增加了成本；（3）維修保養(yǎng)成本高，蒸汽壓縮機(jī)含高速運(yùn)動(dòng)部件，難以保證機(jī)器能長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，一旦蒸汽壓縮機(jī)發(fā)生故障，不僅維修成本較高，且停機(jī)將造成損失；（4）加熱器列管堵塞問題，由于藥液在蒸發(fā)器和加熱器中之間的循環(huán)速度比較低，加熱器列管中的藥液長(zhǎng)時(shí)間受熱造成粘著問題，不僅導(dǎo)致傳熱熱阻變大，且容易堵塞列管導(dǎo)致濃縮無法進(jìn)行；（5）噪聲大，由機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)超GMP對(duì)制藥車間的噪聲限度要求；（6）泡沫問題，有些中藥提取液中含有皂苷類成分，這些成分在水分受熱蒸發(fā)的時(shí)候容易產(chǎn)生大量的泡沫，不僅帶走藥液造成損失，且附著在冷凝器中影響傳熱效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于蒸汽熱力增益技術(shù)的濃縮設(shè)備，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于蒸汽熱力增益技術(shù)的濃縮設(shè)備，包括依次連接的原液預(yù)熱段、一效濃縮段、二效濃縮段及真空系統(tǒng)，原料藥液從板式換熱器的原液入口進(jìn)入，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入一效濃縮段、二效濃縮段，在真空系統(tǒng)的配合下完成藥液濃縮，具體結(jié)構(gòu)如下：

一效蒸發(fā)器與一效加熱器通過管道并聯(lián)，并在一效加熱器上部一側(cè)設(shè)置有蒸汽增益器，且蒸汽增益器與一效蒸發(fā)器連接；一效加熱器與一級(jí)氣液分離罐連接，一級(jí)氣液分離罐與二效加熱器連接，二效加熱器與二效蒸發(fā)器通過管道并聯(lián)，同時(shí)二效加熱器下部通過管道與二級(jí)氣液分離罐連接，二效蒸發(fā)器、二級(jí)氣液分離罐的上部分別與冷凝器連接，冷凝器底部設(shè)置有冷凝液集罐，二級(jí)氣液分離罐下部與冷凝液集罐連接，冷凝液集罐與真空泵連接；此外，一效加熱器與二效加熱器通過管道連接，且一效蒸發(fā)器、一效加熱器、一級(jí)氣液分離罐、二效加熱器及二級(jí)氣液分離罐分別與板式換熱器連接，板式換熱器與磁力泵連接，通過磁力泵將板式換熱器中的水排出。

在本發(fā)明中，蒸汽增益器上設(shè)置有蒸汽入口，通過蒸汽入口通入蒸汽進(jìn)行補(bǔ)熱。

在本發(fā)明中，一級(jí)氣液分離罐頂部設(shè)置有一級(jí)蝶閥。

在本發(fā)明中，在一效加熱器與二效加熱器連接的管道上設(shè)置有止回閥。

在本發(fā)明中，板式換熱器一側(cè)設(shè)置有原液入口，磁力泵設(shè)置在板式換熱器另一側(cè)。

在本發(fā)明中，二效蒸發(fā)器上設(shè)置有二級(jí)蝶閥。

在本發(fā)明中，冷凝器上部設(shè)置有冷凝水出口，冷凝器下部設(shè)置有冷凝水進(jìn)口。

在本發(fā)明中，一效蒸發(fā)器與二效蒸發(fā)器頂部分別設(shè)置有絲網(wǎng)除沫器。

在本發(fā)明中，原料藥液從板式換熱器的原液入口進(jìn)入，通過板式換熱器進(jìn)行加熱，板式換熱器的熱源為一級(jí)氣液分離罐和二級(jí)氣液分離罐分離出來的熱水，在初次運(yùn)行時(shí)可通過蒸汽增益器上設(shè)置的蒸汽入口通入蒸汽進(jìn)行補(bǔ)熱，預(yù)熱后的藥液隨后進(jìn)入一效蒸發(fā)器、一效加熱器、二效加熱器；

經(jīng)預(yù)熱的藥液進(jìn)入一效蒸發(fā)器、一效加熱器后，在一效蒸發(fā)器與一效加熱器之間循環(huán)，一效加熱器對(duì)藥液進(jìn)行加熱，藥液受熱后水分蒸發(fā)并在一效蒸發(fā)器中進(jìn)行氣液分離，從一效蒸發(fā)器頂端分離出來的蒸汽仍具有很高的溫度，在通過蒸汽增益器的蒸汽入口蒸汽進(jìn)行溫度補(bǔ)償后重新送入一效加熱器對(duì)藥液進(jìn)行加熱，一次余汽和熱水進(jìn)入一級(jí)氣液分離罐中；

經(jīng)預(yù)熱的藥液進(jìn)入二效加熱器后，在二效加熱器和二效蒸發(fā)器之間循環(huán)，二效加熱器對(duì)藥液進(jìn)行加熱，熱量由從一級(jí)氣液分離罐分離的余汽提供，從二效加熱器中出來的二次余汽和熱水進(jìn)入二級(jí)氣液分離罐中，最終的部分余汽經(jīng)冷凝器后冷凝；

不凝氣經(jīng)冷凝液集罐后由真空泵抽離。

有益效果：

本發(fā)明設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)單，首期投資成本低，僅為進(jìn)口MVR設(shè)備的20%、國(guó)產(chǎn)MVR設(shè)備的30%~40%；運(yùn)行穩(wěn)定，除真空系統(tǒng)外無運(yùn)動(dòng)部件，從而保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；傳熱效果好，加熱器列管內(nèi)藥液流速快，不堵管，增益?zhèn)鳠?；維護(hù)成本低，加熱器可拆卸清洗，維修方便易行；目標(biāo)濃度不受限制，可將中藥提取液濃度一次達(dá)到目標(biāo)濃度；有效解決泡沫問題，同時(shí)由于蒸發(fā)器內(nèi)壓力可調(diào)節(jié)且蒸發(fā)器頂部設(shè)置有絲網(wǎng)除沫器，不僅可控制泡沫的產(chǎn)生量，且可解決泡沫帶走藥液的問題；噪聲低，相比MVR技術(shù)，本設(shè)備無機(jī)械壓縮機(jī)，運(yùn)行噪聲低；節(jié)能效果顯著，相比單效濃縮器，節(jié)能比重達(dá)70%~80%。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參見圖1的一種基于蒸汽熱力增益技術(shù)的濃縮設(shè)備，包括一效蒸發(fā)器1、蒸汽增益器2、一效加熱器3、一級(jí)蝶閥4、一級(jí)氣液分離罐5、板式換熱器6、磁力泵7、二效加熱器8、二效蒸發(fā)器9、二級(jí)蝶閥10、二級(jí)氣液分離罐11、冷凝器12、冷凝液集罐13、真空泵14及絲網(wǎng)除沫器15。

在本實(shí)施例中，一效蒸發(fā)器1與一效加熱器3通過管道并聯(lián)，并在一效加熱器3上部設(shè)置有蒸汽增益器2，且蒸汽增益器2通過管道與一效蒸發(fā)器1連接；一效加熱器3與一級(jí)氣液分離罐5連接，一級(jí)氣液分離罐5與二效加熱器8連接，二效加熱器8與二效蒸發(fā)器9通過管道并聯(lián)，同時(shí)二效加熱器8下部通過管道與二級(jí)氣液分離罐11連接，二效蒸發(fā)器9、二級(jí)氣液分離罐11的上部分別與冷凝器12連接，冷凝器12底部設(shè)置有冷凝液集罐13，二級(jí)氣液分離罐11下部與冷凝液集罐13連接，冷凝液集罐13與真空泵14連接；此外，一效加熱器3與二效加熱器8通過管道連接，且一效蒸發(fā)器1、一效加熱器3、一級(jí)氣液分離罐5、二效加熱器8及二級(jí)氣液分離罐11分別與板式換熱器6連接，板式換熱器6與磁力泵7連接，通過磁力泵7將板式換熱器6中的水排出。

在本實(shí)施例中，蒸汽增益器2上設(shè)置有蒸汽入口。

在本實(shí)施例中，一級(jí)氣液分離罐5頂部設(shè)置有一級(jí)蝶閥4。

在本實(shí)施例中，在一效加熱器3與二效加熱器8連接的管道上設(shè)置有止回閥。

在本實(shí)施例中，板式換熱器6一側(cè)設(shè)置有原液入口。

在本實(shí)施例中，二效蒸發(fā)器9上設(shè)置有二級(jí)蝶閥10。

在本實(shí)施例中，冷凝器12上部設(shè)置有冷凝水出口，冷凝器12下部設(shè)置有冷凝水進(jìn)口。

在本實(shí)施例中，一效蒸發(fā)器1與二效蒸發(fā)器9頂部分別設(shè)置有絲網(wǎng)除沫器15。

在本實(shí)施例中，原料藥液從板式換熱器6的原液入口進(jìn)入，通過板式換熱器6進(jìn)行加熱，板式換熱器6的熱源為一級(jí)氣液分離罐5和二級(jí)氣液分離罐11分離出來的熱水，在初次運(yùn)行時(shí)可通過蒸汽增益器2上設(shè)置的蒸汽入口通入蒸汽進(jìn)行補(bǔ)熱，預(yù)熱后的藥液隨后進(jìn)入一效蒸發(fā)器1、一效加熱器3、二效加熱器8，該過程利用了冷凝液的熱量，最大程度節(jié)約能量；

經(jīng)預(yù)熱的藥液進(jìn)入一效蒸發(fā)器1、一效加熱器3后在一效蒸發(fā)器1與一效加熱器3之間循環(huán)，一效加熱器3對(duì)藥液進(jìn)行加熱，藥液受熱后水分蒸發(fā)并在一效蒸發(fā)器1中進(jìn)行氣液分離，從一效蒸發(fā)器1頂端分離出來的蒸汽仍具有很高的溫度，在通過蒸汽增益器2的蒸汽入口蒸汽進(jìn)行溫度補(bǔ)償后重新送入一效加熱器3對(duì)藥液進(jìn)行加熱，一次余汽和熱水進(jìn)入一級(jí)氣液分離罐5中，該過程消耗的熱能大部分來自藥液中蒸發(fā)出來水蒸氣，僅僅通入少量的蒸汽對(duì)其溫度補(bǔ)償，使得蒸汽使用量大大減少，節(jié)能效果顯著；

經(jīng)預(yù)熱的藥液進(jìn)入二效加熱器8后在二效加熱器8和二效蒸發(fā)器9之間循環(huán)，二效加熱器8對(duì)藥液進(jìn)行加熱，熱量由從一級(jí)氣液分離罐5分離的余汽提供，從二效加熱器8中出來的二次余汽和熱水進(jìn)入二級(jí)氣液分離罐11中，最終的部分余汽經(jīng)冷凝器12后冷凝，該過程實(shí)現(xiàn)了蒸汽熱量的多級(jí)利用，提高了能效；

不凝氣經(jīng)冷凝液集罐13后由真空泵14抽離。

本實(shí)施例基于高效再利用二次蒸汽的基本原理，原液預(yù)熱段利用一級(jí)氣液分離罐5和二級(jí)氣液分離罐11排出的熱水中的熱量通過板式換熱器6對(duì)原液進(jìn)行預(yù)熱；

一效濃縮段中所需的熱量由一效蒸發(fā)器1中藥液蒸發(fā)的水蒸氣通過蒸汽增益器2中補(bǔ)充的少量蒸汽后的混合蒸汽提供；

二效濃縮段中所需的能量由一級(jí)氣液分離罐5中的余汽提供；

真空系統(tǒng)用于降低一效濃縮段和二效濃縮段中的操作壓力，使蒸發(fā)溫度降低，使一效蒸發(fā)器1和二效蒸發(fā)器9中的藥液在低于常壓時(shí)水的蒸發(fā)溫度維持100℃蒸發(fā)；

一級(jí)蝶閥4和二級(jí)蝶閥10分別調(diào)節(jié)一效濃縮段中的一效蒸發(fā)器1和二效濃縮段中的二效蒸發(fā)器9中的真空度（因一級(jí)氣液分離罐5內(nèi)的空間與一效加熱器3的殼程空間及一效蒸發(fā)器1的空間相通，故調(diào)節(jié)一級(jí)蝶閥4的開度可控制一效蒸發(fā)器1的真空度），促使一效蒸發(fā)器1和二效蒸發(fā)器9中的藥液達(dá)到最大的蒸發(fā)效率，而采用熱力再壓縮蒸汽的方法，使蒸發(fā)器中出來的二次蒸汽升溫之后完全再次進(jìn)入加熱器對(duì)藥液進(jìn)行加熱，部分冷凝的水和余汽進(jìn)入二效加熱器對(duì)熱能進(jìn)一步地利用，最大限度地利用熱能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。