一、濃縮的基本原理與影響因素
常考題型為A、C型題。
★(一)濃縮的基本原理
蒸發(fā)濃縮可在沸點(diǎn)或低于沸點(diǎn)時(shí)進(jìn)行,又可在減壓或常壓下進(jìn)行。為提高蒸發(fā)效率,生產(chǎn)上蒸發(fā)濃縮均采用沸騰蒸發(fā)。
沸騰蒸發(fā)濃空的效率常以蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度來(lái)衡量。蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi),單位傳熱面積上所蒸發(fā)的溶劑量。
★(二)影響濃縮的因素
1.傳熱溫度差(△t)的影響 提高加熱蒸汽的壓力和降低冷凝器中二次蒸汽的壓力,都有利于提高傳熱溫度差。 來(lái)源:www.examda.com
2.總傳熱系數(shù)學(xué)(K)的影響 一般地說(shuō),增大總傳熱系數(shù)是提高蒸發(fā)濃縮效率的主要途徑。 由傳熱原理可知,增大K的主要途徑是減少各部分的熱阻。管內(nèi)溶液側(cè)的垢層熱阻(RS)在許多情況下是影響K的重要因素,尤其是處理易結(jié)垢或結(jié)晶的物料時(shí),往往很快就在傳熱面上形成垢層,致使傳熱速率降低。為了減少垢層熱阻,除了要加強(qiáng)攪拌和定期除垢外,還可從設(shè)備結(jié)構(gòu)上改進(jìn) 來(lái)源:www.examda.com
二、濃縮的方法與設(shè)備
常考題型為B、C、X型題。
(一)常壓濃縮
被濃縮液體中的有效成分應(yīng)是耐熱的,該法耗時(shí)較長(zhǎng),易使成分水解破壞。
★★(二)減壓濃縮
優(yōu)點(diǎn)是:①壓力降低,溶液的沸點(diǎn)降低,能防止或減少熱敏性物質(zhì)的分解;②增大了傳熱溫度差,蒸發(fā)效率提高;③能不斷地排除溶劑蒸汽,有利于蒸發(fā)順利進(jìn)行;④沸點(diǎn)降低,可利用低壓蒸汽或廢氣作加熱源;⑤密閉容器可回收乙醇等溶劑。但是,溶液沸點(diǎn)下降也使粘度增大,又使總傳熱系數(shù)下降。
1.減壓蒸餾器 在減壓及較低溫度下使藥液得到濃縮,同時(shí)可將乙醇等溶劑回收。 來(lái)源:www.examda.com
2.真空濃縮罐 用水流噴射泵抽氣減壓,適于水提液的濃縮。
3.管式蒸發(fā)器 來(lái)源:www.examda.com
★★(三)薄膜濃縮
特點(diǎn):①浸提液的濃縮速度快,受熱時(shí)間短;②不受液體靜壓和過(guò)熱影響,成分不易被破壞;③能連續(xù)操作,可在常壓或減壓下進(jìn)行;④能將溶劑回收重復(fù)使用。
1.升膜式蒸發(fā)器 適用于蒸發(fā)量較大,有熱敏性、粘度適中和易產(chǎn)生泡沫的料液。不適用高粘度、有結(jié)晶析出或易結(jié)垢的粒液。 2.降膜式蒸發(fā)器 適于蒸發(fā)濃度較高、粘度較大的藥液,由于降膜式?jīng)]有液體靜壓強(qiáng)作用,沸騰傳熱系數(shù)與溫度差無(wú)關(guān),即使在較低傳熱溫度差下,傳熱系數(shù)也較大,對(duì)熱敏性藥液的濃縮更有益。
3.刮板式薄膜蒸發(fā)器 適于高粘度、易結(jié)垢、熱敏性藥液的蒸發(fā)濃縮,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動(dòng)力消耗大。
4.離心式薄膜蒸發(fā)器 適于高熱敏性物料蒸發(fā)濃縮。 來(lái)源:www.examda.com
★★(四)多效濃縮 來(lái)源:www.examda.com
可節(jié)省能源,提高蒸發(fā)效率。
按藥液加入方式的不同把三效蒸發(fā)分為四種流程。①順流加料法。②逆流加料法。③平流加料法。④錯(cuò)流加料法。
注意:①真空度過(guò)大或過(guò)小,均影響濃縮效率。②濃縮至一定程度時(shí),料液極易產(chǎn)生泡沫,出現(xiàn)跑料。③一效加熱器蒸汽壓力應(yīng)保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),若其壓力明顯升高,可能是收膏時(shí)膏料在管壁結(jié)垢而影響傳熱,應(yīng)打開(kāi)加熱器清除垢層。