一种蒸发浓缩系统的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，特别涉及一种蒸发浓缩系统。


背景技术：

2.在制药、食品、保健品、添加剂、化工等加工领域，有的产品存在黏度高、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏特性，需要在短时间内通过蒸发从样品中去除溶剂以制备低残留、高浓度的物料。
3.目前常用的蒸发器或蒸发系统在蒸发浓缩过程中产生的二次蒸汽是通过冷凝器、多级冷凝器或冷却器的方式冷凝，这种方式在一定程度上可以去除物料中的溶剂，但对与低沸点溶剂以及溶剂残留要求高的场合，这类设备无法满足二次蒸汽的冷凝捕捉要求。现有技术中如专利号为： 201880036457.4的大型独立式冷却器、一体化旋转式蒸发器及相关方法，对于易挥发的溶剂的捕捉能力有限，且无法满足需要短时间内通过蒸发从样品中去除溶剂以获得低残留、高浓度的要求。


技术实现要素：

4.实用新型的目的在于提供一种蒸发浓缩系统，能够在短时间内获取低残留和高浓度的产品。
5.本实用新型是这样实现的，一种蒸发浓缩系统，所述系统包括蒸发器、冷阱、加热系统、制冷系统以及真空系统，
6.所述冷阱和所述加热系统分别与所述蒸发器连接，所述真空系统和所述制冷系统分别与所述冷阱连接，所述制冷系统可向所述冷阱内通入使蒸汽溶剂冷冻的冷媒。
7.本实用新型的进一步技术方案是：所述制冷系统包括冷冻发生器以及与所述冷冻发生器连接的冷凝器，所述冷冻发生器与所述冷阱连接。
8.本实用新型的进一步技术方案是：所述冷媒为冷冻液。
9.本实用新型的进一步技术方案是：所述冷阱为立式结构，所述冷阱内设有螺旋盘管以及气流分布装置，所述螺旋盘管与所述制冷系统连接，所述真空系统的出口管伸入所述气流分布装置内。
10.本实用新型的进一步技术方案是：所述气流分布装置包括空心圆柱体，所述圆柱体上设有网孔，所述网孔沿着所述空心圆柱体的轴线方向由下到上依次减小，网孔之间的间距逐渐增大。
11.本实用新型的进一步技术方案是：所述蒸发器为刮板蒸发器。
12.本实用新型的进一步技术方案是：所述系统还包括预热系统，所述预热系统与所述蒸发器连接。
13.本实用新型的进一步技术方案是：所述预热系统包括原料罐以及与所述原料罐通过进料管道连通的预热器，所述进料管道上设有进料泵。
14.本实用新型的进一步技术方案是：所述系统还包括收集罐，所述收集罐与所述蒸
发器出口连接。
15.本实用新型的进一步技术方案是：所述系统还包括溶媒回收罐，所述溶媒回收罐与所述冷阱的出口连接。
16.本实用新型的有益效果：(1)该系统中采用的是冷阱冷冻的方式，能将进入到冷阱内的蒸发溶剂以及二次蒸汽都能迅速结霜，捕捉能力强，对于低沸点溶剂以及易挥发溶剂均能很好的捕捉，满足低残留、高浓度产品的制备需求；
17.(2)冷阱结构设计，其中气流分布装置上的网孔能使得气流走更多的路程，冷却效果更好，真空系统的一端伸入到气流分布装置中，可以有效的将进入冷阱的溶剂蒸汽均匀的分散到冷阱盘管的表面，可以高效、快速的实现溶剂结霜过程，有效避免未捕捉蒸汽进入真空系统，确保整个系统能高效、稳定的运行；
18.(3)针对高粘度、易结晶、易结垢、焊悬浮物或兼有热敏性的产品的蒸发浓缩，通过本系统能有效的避免产品在蒸发浓缩过程中有效成分降解、结垢等问题。
附图说明
19.图1本实用新型公开的一种蒸发浓缩系统的整体结构示意图；
20.图2本实用新型公开的冷阱的内部结构示意图。
21.附图标记：1、原料罐、2.预热器、3.刮板蒸发器、4.冷阱、5.真空系统、6.加热系统、7.制冷系统、8.收集罐、9.溶媒回收罐、41.螺旋盘管、 42.气流分布装置。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
23.需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
24.实施例一：
25.本实施例提供如图1-2所示的一种蒸发浓缩系统，所述系统包括蒸发器3、冷阱4、加热系统6、制冷系统7以及真空系统5，
26.所述冷阱4和所述加热系统6分别与所述蒸发器3连接，所述真空系统5和所述制冷系统7分别与所述冷阱4连接，所述制冷系统7可向所述冷阱4内通入使蒸汽溶剂冷冻的冷媒。通过冷阱内的冷媒可使得进入到冷阱内的蒸发溶剂以及二次溶剂迅速的冷冻，对于一些有特殊需求的产品能起到很好的浓缩效果，例如对于一些存在黏度高、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏特性，需要在短时间内通过蒸发从样品中去除溶剂以制备低残留、高
浓度的物料。
27.所述制冷系统7包括冷冻发生器以及与所述冷冻发生器连接的冷凝器，所述冷冻发生器与所述冷阱4连接。
28.所述冷媒为冷冻液。
29.所述冷阱4为立式结构，所述冷阱4内设有螺旋盘管41以及气流分布装置42，所述螺旋盘管41与所述制冷系统7连接，所述真空系统5的出口管伸入所述气流分布装置42内。真空系统能有效的使得进入冷阱内的溶剂蒸汽均匀的分散在螺旋盘管的表面，能快速的实现溶剂结霜，同时有效的避免未被捕捉蒸汽进入真空系统。
30.所述气流分布装置42包括空心圆柱体，所述圆柱体上设有网孔，所述网孔沿着所述空心圆柱体的轴线方向由下到上依次减小，网孔之间的间距逐渐增大。使得进入冷阱内的溶剂蒸汽走更多的路程，与冷阱接触的面积更大，从而冷却效果更好。
31.所述圆柱体上网孔也可以替换成长条形通孔，所述长条形通孔沿着空心圆柱体的轴线方向由下到上宽度依次减小，长条形通孔之间的间距逐渐增大。
32.所述蒸发器3为刮板蒸发器。刮板蒸发器对于一些特殊药液，且要求更高的浓缩液的情况，刮板蒸发器比普通的蒸发器能更好的满足需求。
33.所述系统还包括预热系统，所述预热系统与所述蒸发器3连接。
34.所述预热系统包括原料罐1以及与所述原料罐1通过进料管道连通的预热器2，所述进料管道上设有进料泵。
35.所述系统还包括收集罐8，所述收集罐8与所述蒸发器3出口连接。
36.所述系统还包括溶媒回收罐9，所述溶媒回收罐9与所述冷阱4的出口连接。
37.其中，冷阱上设有与蒸发器连接的溶剂蒸汽进口、与溶媒回收罐连接的溶媒回收出口以及与真空系统的连接的真空连接口。真空系统的真空管通过真空连接口进入到冷阱中，且与冷阱中的气流分布装置配合，使得进入到冷阱中的蒸发溶剂能更好的结霜，保证产品的质量。
38.本实用新型的工作原理：原料罐中的原料通过进料泵在预热器加热到一定温度条件输送至蒸发器中，料液在蒸发器加热的作用下实现蒸发，蒸发的溶剂在真空系统的牵引下进入冷阱，冷阱由制冷系统提供的冷媒实现降温，确保蒸发的溶剂或二次蒸汽在冷阱内迅速结霜，而蒸发后的高浓度料液经蒸发器出口进入收集罐，形成的最终产品满足高浓度、低残留的要求。另一方面，结霜的溶媒可在批次蒸发浓缩结束后，通过化霜处理，收集有机溶媒到溶媒回收罐或作为废液排出。
39.其中，气流分布装置是采用圆柱形网孔板固定与冷阱顶部，网孔板采用流体仿真分析优化布置各网孔大小，使网孔沿圆柱轴线方向从大到小、从密到疏的特殊布置方式。其中真空口出口管内伸于气流布置装置中间。该特殊的冷阱设计结构，可以有效的将进入冷阱的溶剂蒸汽均匀的分散到冷阱盘管的表面，可以高效、快速的实现溶剂结霜过程，有效避免未捕捉蒸汽进入真空系统，确保了离心刮板薄膜蒸发系统高效、稳定的运行。
40.其中具有特殊性的药液或者要求更高的产品，采用刮板蒸发器，原料罐中的原料通过进料泵在预热器加热到一定温度条件输送至刮板蒸发器中，刮板蒸发器通过内置布料器，将料液均匀分布于蒸发器筒体内壁，料液在重力与蒸发器刮板的作用下，沿蒸发器筒体内壁按螺旋薄膜方式下流，蒸发器的刮板与蒸发器筒体保持较小间距可以控制料液成膜厚
度，蒸发器的刮板旋转速度通过搅拌电机的变频调节实现无级变速，成膜的料液在蒸发器夹套加热的作用下实现蒸发，蒸发的溶剂在真空系统的牵引下进入冷阱，冷阱由制冷系统提供的冷媒实现降温，确保蒸发的溶剂或二次蒸汽在冷阱内迅速结霜，而蒸发后的高浓度料液经刮板蒸发器出口进入收集罐，全过程物料进料速度、进料温度、刮板的旋转速度、蒸发的真空度、蒸发温度均可动态调节，确保形成的最终产品满足更高浓度、低残留的要求。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种蒸发浓缩系统，其特征在于：所述系统包括蒸发器(3)、冷阱(4)、加热系统(6)、制冷系统(7)以及真空系统(5)，所述冷阱(4)和所述加热系统(6)分别与所述蒸发器(3)连接，所述真空系统(5)和所述制冷系统(7)分别与所述冷阱(4)连接，所述制冷系统(7)可向所述冷阱(4)内通入使蒸汽溶剂冷冻的冷媒。2.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述制冷系统(7)包括冷冻发生器以及与所述冷冻发生器连接的冷凝器，所述冷冻发生器与所述冷阱(4)连接。3.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述冷媒为冷冻液。4.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述冷阱(4)为立式结构，所述冷阱(4)内设有螺旋盘管(41)以及气流分布装置(42)，所述螺旋盘管(41)与所述制冷系统(7)连接，所述真空系统(5)的出口管伸入所述气流分布装置(42)内。5.根据权利要求4所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述气流分布装置(42)包括空心圆柱体，所述圆柱体上设有网孔，所述网孔沿着所述空心圆柱体的轴线方向由下到上依次减小，网孔之间的间距逐渐增大。6.根据权利要求1所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述蒸发器(3)为刮板蒸发器。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述系统还包括预热系统，所述预热系统与所述蒸发器(3)连接。8.根据权利要求7所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述预热系统包括原料罐(1)以及与所述原料罐(1)通过进料管道连通的预热器(2)，所述进料管道上设有进料泵。9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述系统还包括收集罐(8)，所述收集罐(8)与所述蒸发器(3)出口连接。10.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种蒸发浓缩系统，其特征在于，所述系统还包括溶媒回收罐(9)，所述溶媒回收罐(9)与所述冷阱(4)的出口连接。

技术总结
本实用新型公开了一种蒸发浓缩系统，包括蒸发器、冷阱、加热系统、制冷系统以及真空系统，所述冷阱和所述加热系统分别与所述蒸发器连接，所述真空系统和所述制冷系统分别与所述冷阱连接，所述制冷系统可向所述冷阱内通入使蒸汽溶剂冷冻的冷媒；本实用新型能将进入到冷阱内的蒸发溶剂以及二次蒸汽都能迅速结霜，捕捉能力强，对于低沸点溶剂以及易挥发溶剂均能很好的捕捉，满足低残留、高浓度产品的制备需求；冷却效果更好，可以高效、快速的实现溶剂结霜过程，有效避免未捕捉蒸汽进入真空系统，确保整个系统能高效、稳定的运行。稳定的运行。稳定的运行。


技术研发人员：周煜
受保护的技术使用者：楚天科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/5/25