一种中药单液滴辐射传热闪蒸设备

1.本发明创造属于制药设备技术领域，尤其是涉及一种中药单液滴辐射传热闪蒸设备。


背景技术：

2.中药干燥方法主要以常压蒸发、减压蒸发、喷雾干燥以及冷冻干燥等为主，对于不耐高温或者黏度过高的中药药液，使用上述方法经常导致药液糊化，成分损失，影响产品质量，因此亟需借助其他浓缩及干燥方法来解决这些问题，因此，闪蒸设备作为一种成熟且有效的浓缩干燥设备应运而生。闪蒸设备的内环境处于负压状态，料液温度从一个环境中进入到另一个环境中时，由于另一个环境的压力在饱和液体初始温度对应的饱和压力之下时，饱和液体或冷液体就迅速变为了过热液体，但液体中所有的热量并不是包含在液体的显热中，而使其中一部分热量转化为汽化潜热(此时液滴内部的温度低于外部的温度)，由于压力降低，液滴外部迅速发生膨胀，产生气化现象，在此过程中液体外部由于突然蒸发，液体内部温度下降，产生了闪蒸现象。为保证料液有足够的热量发生汽化，现有管路包裹闪蒸罐形式的闪蒸设备，是通过向管路内部通入热流体以加热闪蒸罐，这种结构设计形式复杂，维护非常困难，并且供热管路热量损失多，能源浪费严重，闪蒸效率并不高，因此有必要进行改进。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种中药单液滴辐射传热闪蒸设备，具有浓缩干燥速率快，强度大，热敏性成分不易分解，工艺过程无接触，无污染等优点，适用于中药料液的浓缩和干燥工艺过程，对解决制药过程中药液质量无法保证的问题具有十分重要的意义。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
5.一种中药单液滴辐射传热闪蒸设备，包括安装于闪蒸系统前端的进料系统、以及安装于闪蒸系统后端的冷凝系统，闪蒸系统和冷凝系统均连接于一真空隔膜泵，以维持真空状态；
6.所述闪蒸系统包括闪蒸罐以及对应闪蒸罐布置的加热设备；
7.所述进料系统包括料瓶、以及从料瓶内抽吸料液的蠕动泵、以及对料瓶内料液进行实时搅拌的搅拌器；所述闪蒸罐与蠕动泵间的进料管路，与所述料瓶与蠕动泵间的吸液管路，在料瓶与闪蒸罐之间构成u型管结构，使进料系统与闪蒸系统间形成“液封”，有效保证闪蒸系统和冷凝系统内部的压力稳定。
8.所述冷凝系统包括球形冷凝管和低温冷却液循环泵，球型冷凝管的球形结构外围部分由低温冷却液循环泵供应冷凝介质；
9.所述球形冷凝管下端连接集液瓶，该集液瓶同时与球形冷凝管以及真空隔膜泵连接，并在集液瓶上预留有取液口，球形冷凝管与闪蒸罐间通过抽气管连通。
10.进一步，所述取液口上可拆卸的安装有密封塞。
11.进一步，所述进料管路和吸液管路上均包裹有保温棉。
12.进一步，所述加热设备采用红外辐射加热设备。
13.进一步，所述蠕动泵流速控制在3～6ml/min范围内。
14.进一步，所述低温冷却液循环泵设定的冷凝液温度低于4℃。
15.进一步，所述真空隔膜泵提供的压力范围设置在3kpa～10kpa。
16.进一步，在所述搅拌器上安装有温度变送器，以实时监测料液温度变化，连接低温冷却液循环泵的冷却循环管路上设置控制阀，温度变送器可以与该控制阀电连接。
17.进一步，所述搅拌器采用恒温加热式搅拌器。
18.进一步，所述抽气管伸入闪蒸罐内2-3cm，且抽气管末端高于进料管路的出料口，二者间距大于2cm。
19.相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
20.本发明创造利用真空隔膜泵为系统提供了负压环境，为料液发生闪蒸现象提供基础，进料瓶内的料液经蠕动泵抽吸作用，以液滴的形式逐滴滴落闪蒸罐，浓缩干燥速率快，强度大，热敏性成分不易分解，工艺过程无接触，无污染。
附图说明
21.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
22.图1为本发明创造的结构示意图；
23.图2为本发明创造的立体结构示意图。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
27.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
28.一种中药单液滴辐射传热闪蒸设备，如图1至2所示，包括安装于闪蒸系统前端的进料系统、以及安装于闪蒸系统后端的冷凝系统，闪蒸系统和冷凝系统均连接于一真空隔膜泵1，以维持真空状态；
29.所述闪蒸系统包括闪蒸罐2以及对应闪蒸罐布置的加热设备3；
30.所述进料系统包括料瓶4、以及从料瓶内抽吸料液的蠕动泵5、以及对料瓶内料液进行实时搅拌的搅拌器6；所述闪蒸罐与蠕动泵间的进料管路7，与所述料瓶与蠕动泵间的吸液管路8，在料瓶与闪蒸罐之间构成u型管结构，使进料系统与闪蒸系统间形成“液封”，有效保证闪蒸系统和冷凝系统内部的压力稳定。进料瓶内的料液经蠕动泵抽吸作用，沿橡胶管以液滴的形式逐滴滴落闪蒸罐，通常，蠕动泵流速控制在3ml/min～6ml/min的范围内。
31.所述冷凝系统包括球形冷凝管9和低温冷却液循环泵10，球型冷凝管的球形结构外围部分由低温冷却液循环泵供应冷凝介质；所述球形冷凝管下端连接集液瓶11，该集液瓶同时与球形冷凝管以及真空隔膜泵连接，并在集液瓶上预留有取液口12，球形冷凝管与闪蒸罐间通过抽气管13连通。
32.上述进料管路和吸液管路上均包裹有保温棉，优选在进料管路和吸液管路上均包裹铝箔保温棉。根据料液物理参数性质，选择合适的料液加热温度，保证料液进入闪蒸罐负压环境后能快速发生闪蒸过程，以中药金银花料液为例，根据试验测得的物性参数(料液密度、粘度、表面张力、导热)，确定金银花料液在负压(3kpa)条件下的露点温度为40～50℃的范围内，为进一步提高闪蒸速率，同时降低料液在管道输送过程中的热量损失，可在一定程度上提高温度范围上述取液口上可拆卸的安装有密封塞，待生产完毕之后，可开启该取液口抽出收集到的冷凝液，无需对设备进行拆卸。
33.上述加热设备采用红外辐射加热设备，包括通过立柱安装于底座的红外发热管。优选的，朝向闪蒸罐一侧设有热辐射圈和辐射扩散圈，其中，热辐射圈的开口与闪蒸罐外形大小相近，使得热量集中对闪蒸罐加热，而辐射扩散圈与闪蒸罐距离70-100cm，整体覆盖闪蒸罐附近较大范围，可有效保证闪蒸效率。作为举例，红外辐射加热设备可设计为提供2个加热温度调节档位，分别为600w，加热温度124℃；1200w，加热温度340℃。
34.为保证较大冷量和料液中的水液高效分离，本发明推荐低温冷却液循环泵的温度设置范围在-10～10℃。冷凝介质为95％的乙醇溶液。作为举例，上述低温冷却液循环泵设定的冷凝液温度低于4℃。通常，真空隔膜泵提供的压力范围设置在3kpa～10kpa。
35.在所述搅拌器上安装有温度变送器，以实时监测料液温度变化，连接低温冷却液循环泵的冷却循环管路上设置控制阀，温度变送器可以与该控制阀电连接，常态下，控制阀开度开启30％以上。吸料管的管口处于进料瓶底部，保证料液能完全进入闪蒸罐，避免料液损失。上述搅拌器采用恒温加热式搅拌器。在确定料液加热温度之后，调节热式恒温加热搅拌器的温度设置，同时调整温度变化幅度范围在5℃以内，将装好料液的进料瓶放置在热式恒温加热搅拌器上，并将设备上的一体化温度变送器插入进料瓶料液液面一下，使得热式恒温加热搅拌器能够实时检测料液温度变化，从而更好的控制闪蒸过程。
36.上述抽气管伸入闪蒸罐内2-3cm，且抽气管末端高于进料管路的出料口，二者间距大于2cm，避免进行闪蒸的液滴被抽气管直接带走。
37.本发明创造利用真空隔膜泵为系统提供了负压环境，为料液发生闪蒸现象提供基
础，装入进料瓶的料液经蠕动泵输送进闪蒸罐内，浓缩干燥速率快，强度大，热敏性成分不易分解，工艺过程无接触，无污染，闪蒸过程料液无糊化现象，不发生黏壁，且闪蒸过程料液中水分分离效果优异，不会携带其他杂质。
38.以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。