浓缩与干燥.pptx
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1、第七章第七章 提取液的浓缩与干燥提取液的浓缩与干燥第一节第一节 浓缩浓缩第二节第二节 干燥干燥第一节第一节 浓缩浓缩浓缩浓缩回收溶剂蒸气、使溶剂与提回收溶剂蒸气、使溶剂与提取物质分离的过程。取物质分离的过程。目的:目的:使大量使大量提取精制液缩小体积成半成品或成品;提取精制液缩小体积成半成品或成品;单体有效成分经浓缩成过饱和溶液析单体有效成分经浓缩成过饱和溶液析出而提纯。出而提纯。浓缩的手段浓缩的手段沸腾蒸发沸腾蒸发 一、影响浓缩效率的因素一、影响浓缩效率的因素 一、影响浓缩效率的因素:一、影响浓缩效率的因素:(一)蒸发(一)蒸发(传热传热)原理原理 :沸腾蒸发器效率与生产强度关系:沸腾蒸发器
2、效率与生产强度关系:U U:生产强度:生产强度 K K:传热系数:传热系数 r r(KJ/kg)(KJ/kg):二次蒸汽的汽化潜能:二次蒸汽的汽化潜能 ;A A:蒸发器传热面积;:蒸发器传热面积;W W:蒸发量:蒸发量一、影响浓缩效率的因素一、影响浓缩效率的因素tmtm:加热蒸气的饱和温度与溶液沸点之差:加热蒸气的饱和温度与溶液沸点之差传传热温度差热温度差 装在密闭容器中的液体,随着蒸发过程的进行,蒸气密度不断增加,返回液体的分子数也不断增多。当在相同的时间内由液体中跑出的分子与返回液体的分子数相等时,宏观蒸发过程停止,蒸气达到饱和状态,称为饱和蒸气,对应的压强称为饱和蒸气压。饱和蒸气压与温度
3、有关,温度越高,饱和蒸气压越大,饱和蒸气压的密度与蒸气压有关,压强越大,密度越大。一、影响浓缩效率的因素一、影响浓缩效率的因素 (二)(二)影响浓缩效率的因素1.1.tmtm的影响:的影响:提高加热蒸汽压,使提高加热蒸汽压,使tm ;tm ;减压蒸发降低浓缩液的沸点使减压蒸发降低浓缩液的沸点使 tm tm 溶液的沸点随溶液的沸点随浓度增加而逐度增加而逐渐升高而升高而使使 tm tm 控制适宜的液层深度。控制适宜的液层深度。一、影响浓缩效率的因素一、影响浓缩效率的因素l2.传热系数传热系数K的主要影响的主要影响 l 加热管垢层使加热管垢层使K降低;降低;l提高管内传热膜系数(提高管内传热膜系数(
4、i)使沸腾区膜状流动段延长,缩短预热区使使沸腾区膜状流动段延长,缩短预热区使i加大:加大:药液预热沸腾后进入蒸发器,药液预热沸腾后进入蒸发器,使蒸发液作膜状快速流动使蒸发液作膜状快速流动 i加大加大 l改进蒸发器结构、加快流体流动、减少污垢等一、影响浓缩效率的因素一、影响浓缩效率的因素l3.其它其它 l蒸发面积影响:增大表面积l效数:采用多效蒸发l搅拌l液面蒸气浓度二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备l(一)常压蒸发(一)常压蒸发 l 特点:液体表面压力特点:液体表面压力P 大大,蒸发需较高温度,蒸发需较高温度,液面浓度高液面浓度高,粘度也增大,因而使液面产生结膜粘度也增大,因而使液面产生结膜
5、现象而不利于蒸发,搅拌有利蒸发现象而不利于蒸发,搅拌有利蒸发 l应用:耐热物料应用:耐热物料 l(二)减压蒸发(二)减压蒸发 l原理原理:密闭的容器中密闭的容器中,通过减压抽掉并排除液面上的空气通过减压抽掉并排除液面上的空气和蒸汽,以降低其内部压力、使液体沸点降低而沸腾蒸和蒸汽,以降低其内部压力、使液体沸点降低而沸腾蒸发的一种操作发的一种操作.l特点特点:l1.沸点降低沸点降低,汽化潜能增大汽化潜能增大(耗能耗能)l2.温度低、速度快温度低、速度快 l应用:易因热分解失效的成分应用:易因热分解失效的成分 l 有机溶剂的蒸发有机溶剂的蒸发,回收回收 l设备:真空浓缩罐、减压蒸馏设备设备:真空浓缩
6、罐、减压蒸馏设备二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备l(三)薄膜浓缩(三)薄膜浓缩:l 原理原理:减压条件下使液体形成薄膜而增加了巨大减压条件下使液体形成薄膜而增加了巨大蒸发表面迅速蒸发的方法蒸发表面迅速蒸发的方法 l两种方式两种方式:l1.液体薄膜快速在加热面流动而蒸发;液体薄膜快速在加热面流动而蒸发;l2.使药液剧烈沸腾产生大量泡沫使药液剧烈沸腾产生大量泡沫,以泡沫内外表面以泡沫内外表面为蒸发面。为蒸发面。l设备:升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式薄设备:升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式薄膜蒸发器、离心式薄膜蒸发器。膜蒸发器、离心式薄膜蒸发器。二、浓缩
7、方法与设备二、浓缩方法与设备l1、升膜式蒸发器、升膜式蒸发器l加热室管束长加热室管束长l应用:适用于蒸发量较大、有热敏性、粘度不大于应用:适用于蒸发量较大、有热敏性、粘度不大于0.05pas,以及易产生泡沫的药料液。高粘度、有结晶析,以及易产生泡沫的药料液。高粘度、有结晶析出或易结垢的料液不宜选用。出或易结垢的料液不宜选用。2 2、降膜式蒸发器、降膜式蒸发器 液体重力与蒸汽作用从上到下流动;液体重力与蒸汽作用从上到下流动;应用:粘度大、浓度高药液应用:粘度大、浓度高药液 二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备l3、刮板式薄膜蒸发器、刮板式薄膜蒸发器 刮板转子将药液刮涂成薄膜进行蒸发的高效浓缩设备
8、。刮板转子将药液刮涂成薄膜进行蒸发的高效浓缩设备。应用:易起泡、易结垢的药液应用:易起泡、易结垢的药液 4 4、离心式薄膜蒸发器、离心式薄膜蒸发器l原理原理:药液经离心分离、分散成薄膜而蒸发药液经离心分离、分散成薄膜而蒸发。l 料液料液锥形盘传热面中央锥形盘传热面中央高速离心分散高速离心分散 成膜成膜蒸发蒸发 l 应用:中药提取物、抗生素、生化制品应用:中药提取物、抗生素、生化制品二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备l(四)多效蒸发设备(四)多效蒸发设备:l原理原理:根据能量守恒定律根据能量守恒定律:低温低压低温低压(真空真空)蒸气含蒸气含有的热能与高温高压含有的热能相差很小而汽化有的热能与高
9、温高压含有的热能相差很小而汽化热反而高而设计。热反而高而设计。l 多效蒸发类型:多效蒸发类型:l顺流式顺流式:浓缩液浓度依次逐渐加大、蒸汽温度逐渐浓缩液浓度依次逐渐加大、蒸汽温度逐渐降低;降低;二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备二、浓缩方法与设备2.逆流式:稠度加大、温度升高,适合粘度逆流式:稠度加大、温度升高,适合粘度大的药物。大的药物。3.平流式平流式(并流式并流式):药料与蒸汽走向一致药料与蒸汽走向一致,适宜适宜易从各效析出结晶的料液易从各效析出结晶的料液.。4.错流式错流式:蒸气从一效蒸气从一效二效二效三效;药液从三效;药液从二效二效三效三效一效;所以料液最后一效浓
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