蒸發(fā)設備

中藥生產(chǎn)中的蒸發(fā)系指藥液中的部分溶劑在沸騰狀態(tài)下汽化與不揮發(fā)成分分離，藥液濃縮的過程，所以又常把蒸發(fā)稱為濃縮。若提取液中有效成分多為易揮發(fā)性成分，則應在提取時將揮發(fā)性成分分離開。中藥提取液的蒸發(fā)濃縮，是中藥生產(chǎn)的重要單元操作，用來進行蒸發(fā)的設備稱為蒸發(fā)器。

選擇中藥濃縮設備時應注意中藥有效成分有許多是熱敏性物質，易結焦、起泡，濃縮比高、小批量、多品種的特點，盡量采用沸點低、受熱時間短、傳熱性好、易清洗的工藝和設備。

一、蒸發(fā)原理

蒸發(fā)是通過用直火加熱、電加熱、太陽能加熱及蒸汽間接加熱等方法向提取液提供熱量，使溶劑蒸發(fā)。目前中藥制藥生產(chǎn)常以水蒸氣為熱源，被蒸發(fā)的溶液多為中藥水提液，只要是由藥液中蒸發(fā)出的水蒸氣都被稱為二次蒸汽。加熱蒸汽通過金屬間壁的熱傳導，釋放出凝縮潛熱加熱間壁另一側的藥液使其沸騰汽化而自身被冷凝。

• 蒸發(fā)流程

在中藥制藥工業(yè)中，蒸發(fā)操作消耗能量較多，二次蒸汽可再利用，以達到節(jié)約能源、降低成本的目的。近10年來充分利用二次蒸汽的多效蒸發(fā)在中藥生產(chǎn)中應用較廣。

（一）單效蒸發(fā)

在蒸發(fā)操作中藥液所產(chǎn)生的二次蒸汽不再利用的稱為單效蒸發(fā)，所用的各類蒸發(fā)器都稱為單效蒸發(fā)器，其藥液經(jīng)金屬間壁加熱蒸汽加熱汽化，汽液分離后二次蒸汽直接排放，順流放至大氣。

• 多效蒸發(fā)

經(jīng)熱量衡算，蒸發(fā)操作中消耗的加熱蒸汽與蒸出的二次蒸汽的潛熱值是相近的，顯然二次蒸汽還含有較多的熱量，若不加以利用是很不經(jīng)濟的，為了提高加熱蒸汽的經(jīng)濟程度，即提高每公斤加熱蒸汽所能蒸發(fā)水的公斤數(shù)，可采用多效蒸發(fā)操作。通入加熱蒸汽的蒸發(fā)器稱為一效蒸發(fā)器，以一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為加熱蒸汽的蒸發(fā)器，則稱為二效蒸發(fā)器，以二效產(chǎn)生的二次蒸汽作為加熱蒸汽的蒸發(fā)器稱為三效蒸發(fā)器，其余依次類推。按蒸汽與藥液的相對流向的不同，多效蒸發(fā)有順流法、逆流法、平流法之分。

1、順流法

三效蒸發(fā)流程，由于藥液與蒸汽的流向相同，依次由一效流至三效，故稱為順流法。各效的操作壓力和溫度都是后一效低于前一效，所以藥液可利用壓力差進行各效間的自動輸送，藥液進入后一效時，可以自蒸發(fā)出一部分二次蒸汽。其缺點是后一效溫度較前一效低、藥液黏度較前一效高，所以傳熱系數(shù)較前一效低，從而降低蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)，影響蒸發(fā)器的傳熱速率。

2、逆流法

蒸汽流向與藥液流向相反，藥液由第三效進入，依次用泵進入前一效。溶液需用泵輸送，并且料液由后效送至前效后，需消耗一定的熱量將其加熱至沸點。其優(yōu)點是藥液由后效進入前效濃度增加，溫度也增加，所以藥液的黏度各效間相差不大，可提高總傳熱系數(shù)。缺點是藥液在各效間用泵轉移需消耗一定的能量。此法適宜濃縮黏度隨濃度的增高而劇烈增加的中藥液，但不適宜于含較多熱敏性成分藥液的濃縮。

3、平流法

各效都分別加入藥液和放出濃縮的完成液，平流法適用于濃縮時易析出結晶物料的蒸發(fā)。

多效蒸發(fā)各效均有溫差損失，其有效溫度差低于單效的有效溫度差。根據(jù)經(jīng)驗，每公斤加熱蒸汽所能蒸出的水分量的公斤數(shù)：單效為0.91；雙效為1.76；三效為2.50；四效為3.33；五效為3.71等。因此，多效蒸發(fā)的效數(shù)應從蒸汽經(jīng)濟程度的提高幅度與增加的設備投資費進行綜合分析。一般2-4效為宜。

中藥提取液的三效節(jié)能蒸發(fā)濃縮流程。三效外加熱式真空濃縮器，設備性能良好，蒸發(fā)率比單效提高1.85倍。能耗降低75%。一效蒸發(fā)溫度為87℃，二效蒸發(fā)溫度為70℃，三效蒸發(fā)溫度為57℃，蒸發(fā)溫度比傳統(tǒng)方法低13-43℃，蒸發(fā)受熱時間縮短到1/3。一般一年就可以從節(jié)能費中收回設備投資費。