用于中药提取液的平衡多效浓缩器
阅读说明：本技术 用于中药提取液的平衡多效浓缩器 (A balanced multiple-effect concentrator for traditional chinese medicine extract ) 是由 韩波 黄宗玉 魏亚飞 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：一种用于中药提取液的平衡多效浓缩器,包括提取液进口、加热器I、蒸发室I、加热器II、蒸发室II、加热器III、蒸发室III、成品出口；加热器I上连接有气液分离器I,气液分离器I上连接有气液分离器II,加热器II上连接有气液分离器III,气液分离器III上连接有气液分离器IV连通,加热器III上连接有气液分离器V,气液分离器V与冷凝水出口连通；气液分离器II分别与加热器II、气液分离器IV连通,气液分离器IV分别与加热器III、冷凝水出口连通；本发明具有能够实现三效或更多效中药浓缩设备的能源平衡、充分发挥第三效或更多效的生产能力、实现中药浓缩器的连续进出液等优点。(A balanced multi-effect concentrator for Chinese medicinal extractive solution comprises extractive solution inlet, heater I, evaporation chamber I, heater II, evaporation chamber II, heater III, evaporation chamber III, and finished product outlet; the heater I is connected with a gas-liquid separator I, the gas-liquid separator I is connected with a gas-liquid separator II, the heater II is connected with a gas-liquid separator III, the gas-liquid separator III is connected with a gas-liquid separator IV for communication, the heater III is connected with a gas-liquid separator V, and the gas-liquid separator V is communicated with a condensed water outlet; the gas-liquid separator II is respectively communicated with the heater II and the gas-liquid separator IV, and the gas-liquid separator IV is respectively communicated with the heater III and the condensed water outlet; the invention has the advantages of realizing the energy balance of the Chinese medicine concentration equipment with three or more effects, fully exerting the production capacity of the third or more effects, realizing the continuous liquid inlet and outlet of the Chinese medicine concentrator and the like.)
技术领域
本发明涉及一种浓缩器，特别涉及一种用于中药提取液的平衡多效浓缩器。
背景技术
中药提取-浓缩-干燥生产过程，在各门类制药生产中，算的上是高耗能的生产环节，蒸汽耗量大，其中浓缩环节的蒸汽耗量是整个提取车间蒸汽耗量的65~70%，行业里普遍采用多效浓缩器的技术手段来降低能耗。常规三效浓缩器是设想通过二次蒸汽的两次重复利用而实现节能，物料的流程是待浓缩稀物料平行进入一、二、三效蒸发室内，生蒸汽进入一效加热器，一效加热室产生的二次蒸汽进入二效加热器，二效蒸发室产生的二次蒸汽进入三效加热器，三效蒸发室产生的二次蒸汽进入冷凝器，通过这样的蒸汽流程达到蒸汽多次使用来实现节能。主要缺陷在于：1、常规由于三效之间不能达到一个好的能源平衡，第三效效率很低，浓缩慢，用户花了三效的设备成本，但第三效产出很低，所以，中药提取液三效浓缩设备没能在市场上得到应用，行业内基本上是采用双效设备，三效设备其蒸汽耗量只是二效设备的60%，不使用三效或更多效设备，对于能源是一个巨大的浪费；2、待浓缩稀物料平行进入一、二、三效蒸发室内，等一批物料全部进入浓缩器，将二、三效的物料转到到一效进行收膏，不能连续出液，一方面导致药液受热时间长，导致热敏性成本损失，另一方面，由于浓缩器内物料总是处于较高的浓度，设备效率降低明显。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，本发明提供了一种能够实现三效或更多效中药浓缩设备的能源平衡、充分发挥第三效或更多效的生产能力、实现中药浓缩器的连续进出液的用于中药提取液的平衡多效浓缩器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于中药提取液的平衡多效浓缩器，包括提取液进口、成品出口、冷凝器；
所述提取液进口与成品出口之间依次设有加热器I、加热器II、加热器III，所述加热器I、加热器II、加热器III上分别连接有蒸发室I、蒸发室II、蒸发室III，所述提取液进口与加热器I连通，所述蒸发室I与加热器II连通，所述蒸发室II与加热器III连通，所述蒸发室III与成品出口连通；
所述加热器I上连接有气液分离器I、气液分离器II，所述加热器II上连接有气液分离器III、气液分离器IV，所述加热器III上连接有气液分离器V；
所述气液分离器I分别与加热器I、气液分离器II连通，所述气液分离器II分别与加热器II、气液分离器IV连通，所述气液分离器III分别与加热器II、气液分离器IV连通，所述气液分离器IV分别与加热器III、冷凝水出口连通，所述气液分离器V分别与加热器III、冷凝水出口连通；所述气液分离器I、气液分离器III、气液分离器V均与冷凝器连通。
作为优选，所述提取液进口与加热器I的进料口通过提取液进液管连通，所述提取液进液管上设有动力泵I，所述提取液进液管在动力泵I朝向加热器I一侧设有调节阀I；
所述蒸发室I的出料口与加热器II的进料口通过物料输送管I连通，所述物料输送管I上设有动力泵IV，所述物料输送管I在动力泵IV朝向加热器II一侧设有调节阀III，所述所述蒸发室I的出气口与加热器II的进气口通过蒸汽输送管I连通；
所述蒸发室II的出料口与加热器III的进料口通过物料输送管II连通，所述物料输送管II上设有动力泵V，所述物料输送管II在动力泵V朝向加热器III一侧设有调节阀IV，所述蒸发室II的出气口与加热器III的进气口通过蒸汽输送管II连通；
所述蒸发室III的出料口与成品出口通过成品出料管连通，所述成品出料管上设有动力泵II，所述成品出料管在动力泵II朝向成品出口一侧设有调节阀II，所述蒸发室III的出气口连接有冷凝器，所述蒸发室III的出气口与冷凝器通过蒸汽输送管III连通。
作为优选，所述物料输送管I在动力泵IV与调节阀III之间设有与加热器I的进料口连接的循环管I，所述物料输送管II在动力泵V与调节阀IV之间设有与加热器II的进料口连接的循环管II，所述成品出料管在动力泵II朝向蒸发室III一侧设有与加热器III的进料口连接的循环管III，所述循环管III上设有动力泵VI。
作为优选，所述冷凝器上设有连接真空的真空管，所述冷凝器的出水口连接有冷凝水出口，所述冷凝器的出水口与冷凝水出口通过冷凝水排水管连通，所述冷凝水排水管上设有动力泵III，所述冷凝水排水管在动力泵III朝向冷凝水出口一侧设有止回阀I。
作为优选，所述加热器I的出口与气液分离器I的进口通过连接管I连通，所述气液分离器I的出水口与气液分离器II的进水口通过冷凝水输送管I连通，所述气液分离器II的出气口与加热器II的进气口通过送气管I连通，所述送气管I上设有流量控制器II，所述气液分离器II的出水口与气液分离器IV的进水口通过冷凝水输送管II连通；
所述加热器II的出口与气液分离器III的进口通过连接管II连通，所述气液分离器III的出水口与气液分离器IV进水口通过冷凝水输送管III连通，所述气液分离器IV的出气口与加热器III的进气口通过送气管II连通，所述送气管II上设有流量控制器IV。
作为优选，所述气液分离器IV的出水口与冷凝水出口通过冷凝水输送管VI连通，所述冷凝水输送管VI上设有动力泵VII，所述冷凝水输送管VI在动力泵VII朝向冷凝水出口一侧设有止回阀II；所述加热器III与气液分离器V通过连接管II连通，所述气液分离器V通过气液分离器IV与冷凝水出口连通，所述气液分离器V的出水口与气液分离器IV的进水口之间通过冷凝水输送管V连通。
作为优选，所述加热器III上还连接有气液分离器VI，所述气液分离器IV、气液分离器V均通过气液分离器VI与冷凝水出口连通，所述气液分离器IV的出水口与气液分离器VI的进水口之间通过冷凝水输送管IV连通，所述气液分离器V的出水口与气液分离器VI的进水口之间通过冷凝水输送管V连通，所述气液分离器VI的出水口与冷凝水出口通过冷凝水输送管VI连通，所述冷凝水输送管VI上设有动力泵VII，所述冷凝水输送管VI在动力泵VII朝向冷凝水出口一侧设有止回阀II，所述气液分离器VI的出气口通过送气管III与冷凝器连通，所述送气管III上设有流量控制器VI。
作为优选，所述气液分离器I的出气口连接有排气支管I，所述排气支管I上设有流量控制器I，所述气液分离器III的出气口连接有排气支管II，所述排气支管II上设有流量控制器III，所述气液分离器V的出气口连接有排气支管III，所述排气支管III上设有流量控制器V，所述冷凝器上设有排气主管，所述排气主管与排气支管I、排气支管II、排气支管III连通。
作为优选，还包括热压缩泵，所述热压缩泵的进气端通过蒸汽进管连接有工业蒸汽，所述热压缩泵的出气端分别通过蒸汽输送管IV、蒸汽输送管V与加热器II、加热器I连通，所述蒸汽输送管IV上设有控制阀门，所述控制阀门为电动控制或气动控制。
作为优选，所述动力泵I、动力泵III、动力泵IV、动力泵V、动力泵VI、动力泵VII均为离心泵，所述动力泵II为离心泵或转子泵或螺杆泵，所述流量控制器I、流量控制器II、流量控制器III、流量控制器IV、流量控制器V、流量控制器VI均为阀门或孔板；所述气液分离器I、气液分离器II、气液分离器III、气液分离器IV、气液分离器V、气液分离器VI上均设有用于观察期内部状态的视镜。
本发明通过在各效之间合理设置气液分离器，使得蒸汽能源得以在三效或更多效之间平衡分配，从而使得多效节能的作用充分发挥，三效设备其蒸汽耗量只是二效设备的60%，四效设备其蒸汽耗量只是二效设备的50%；原理上，浓缩设备是利用蒸汽冷凝成水，放出热量去加热药液，药液中的溶媒受热在负压下汽化，药液得以浓缩，汽化的溶媒所生成的蒸汽为二次蒸汽，二次蒸汽可以继续利用来加热物料；在每一效都设置两级气液分离器，其中气液分离器I、气液分离器III、气液分离器V汇总连接到冷凝器，气液分离器II连接到蒸发室I通往加热器II的蒸汽管路上，气液分离器IV连接到蒸发室II通往加热器III的蒸汽管路上，气液分离器VI连接冷凝器，通过这样的连接使得蒸汽能源在各效之间合理的连通，各个气液分离器的尺寸将根据设备的处理能力进行设计计算，连接管路的尺寸也是与整套设备的处理能力相关的，每个平衡气液分离器上都有视镜，可以在设备调试时，通过观察气液分离器内的状况来判断蒸汽在各效之间的平衡分配状况；在各个气液分离器和冷凝器或加热器的连接管道设置手动阀门或安装适当的尺寸的孔板来调节蒸汽能源平衡，从而获得更佳的蒸汽能源平衡效果；并在物料进蒸发室I的管路上、蒸发室I进蒸发室II的管路上、蒸发室II进蒸发室III的管路上以及物料出液的管路上设置调节阀，调节阀根据设备处理能力和运行参数进行选型，经过对调节阀的调节，可以保证物料连续流程的稳定，调节阀的设置根据工艺上对物料平衡要求的精度而定；根据现场安装高度的情况，可以取消气液分离器VI，将气液分离器VI与气液分离器IV合并，将气液分离器VI的冷凝液排出管与气液分离器IV相连接。
与传统设备不同，本发明物料是连续进料和连续出料，待浓缩物料先进入蒸发室I，经过蒸发室I浓缩处理后，部分自身循环，部分从蒸发室I进入蒸发室II；进入蒸发室II的物料，经过浓缩处理后，部分自身循环，部分从蒸发室II进入蒸发室III；进入蒸发室III的物料，经过浓缩处理后，部分自身循环，部分从蒸发室III出料，即是浓缩完成的成品；物料输送和循环的动力泵I、动力泵III、动力泵IV、动力泵V、动力泵VI、动力泵VII均为离心泵，动力泵II根据具体处理物料的特点，可选用离心泵或转子泵或螺杆泵；此种物料流程具有如下特点：1、各效内物料的浓度不同，从蒸发室I至蒸发室III逐次变浓，蒸发室III内物料浓度即为成品物料，从而实现连续的生产过程；2、在整个生产过程中，各效内物料其浓度是稳定不变的，而不是像常规设备那样在不断变化，从而提高了整套设备的效率和运行稳定性。
在生蒸汽入口处使用热压缩泵（PTVR）以进一步节约蒸汽能源，热压缩泵（PTVR）为喷射式热泵，它有三个接口分别连接生蒸汽、加热器I、加热器II，其通过喷射压缩的原理，引射一部分蒸发室I的二次蒸汽重复使用，从而降低蒸汽能耗，热压缩泵（PTVR）的选型根据具体使用工况计算，以三效浓缩器来讲，热压缩泵（PTVR）的使用可使蒸汽耗量再减少25%~27%；在热压缩泵（PTVR）与加热器II连接的管路上设置电动或气动阀门，从而选择使用或不使用热压缩泵（PTVR）。
本发明具有如下有益效果：
1、实现中药提取生产行业三效及更多效设备的浓缩工艺，通过在各效之间合理设置平衡气液分离器，使得蒸汽能源得以在三效或更多效之间平衡分配，从而使得多效节能的作用充分发挥，相比于行业内常规使用双效浓缩器来讲，节约蒸汽能源40%以上；
2、从批次生产流程提升为连续生产流程，从而简化流程，便于实现高度自动化的运行，也提高了整套设备的效率和运行稳定性；
3、合理使用热压缩泵（PTVR）可进一步降低蒸汽能源耗量。
附图说明
图1是本发明实施例1的物料流程示意图；
图2是本发明实施例2的物料流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
如图1所示的一种用于中药提取液的平衡多效浓缩器，包括提取液进口1、成品出口2、冷凝器3、冷凝水出口7、热压缩泵8；所述提取液进口1与成品出口2之间依次设有加热器I4、加热器II5、加热器III6，所述加热器I4、加热器II5、加热器III6上分别连接有蒸发室I41、蒸发室II51、蒸发室III61；所述加热器I4上连接有气液分离器I42、气液分离器II43，所述加热器II5上连接有气液分离器III52、气液分离器IV53，所述加热器III6上连接有气液分离器V62。
所述提取液进口1与加热器I4的进料口通过提取液进液管11连通，所述提取液进液管11上设有动力泵I12，所述提取液进液管11在动力泵I12朝向加热器I4一侧设有调节阀I13；所述蒸发室I41的出料口与加热器II5的进料口通过物料输送管I411连通，所述物料输送管I411上设有动力泵IV412，所述物料输送管I411在动力泵IV412朝向加热器II5一侧设有调节阀III413，所述所述蒸发室I41的出气口与加热器II5的进气口通过蒸汽输送管I414连通；所述蒸发室II51的出料口与加热器III6的进料口通过物料输送管II511连通，所述物料输送管II511上设有动力泵V512，所述物料输送管II511在动力泵V512朝向加热器III6一侧设有调节阀IV513，所述蒸发室II51的出气口与加热器III6的进气口通过蒸汽输送管II514连通；所述蒸发室III61的出料口与成品出口2通过成品出料管21连通，所述成品出料管21上设有动力泵II22，所述成品出料管21在动力泵II22朝向成品出口2一侧设有调节阀II23，所述蒸发室III61的出气口连接有冷凝器3，所述蒸发室III61的出气口与冷凝器3通过蒸汽输送管III611连通。
所述物料输送管I411在动力泵IV412与调节阀III413之间设有与加热器I4的进料口连接的循环管I415，所述物料输送管II511在动力泵V512与调节阀IV513之间设有与加热器II5的进料口连接的循环管II515，所述成品出料管21在动力泵II22朝向蒸发室III61一侧设有与加热器III6的进料口连接的循环管III612，所述循环管III612上设有动力泵VI613。
所述加热器I4的出口与气液分离器I42的进口通过连接管I423连通，所述气液分离器I42的出水口与气液分离器II43的进水口通过冷凝水输送管I44连通，所述气液分离器II43的出气口与加热器II5的进气口通过送气管I431连通，所述送气管I431上设有流量控制器II432，所述气液分离器II43的出水口与气液分离器IV53的进水口通过冷凝水输送管II45连通；所述加热器II5的出口与气液分离器III52的进口通过连接管II523连通，所述气液分离器III52的出水口与气液分离器IV53进水口通过冷凝水输送管III54连通，所述气液分离器IV53的出气口与加热器III6的进气口通过送气管II531连通，所述送气管II531上设有流量控制器IV532；所述气液分离器IV53的出水口与冷凝水出口7通过冷凝水输送管VI71连通，所述冷凝水输送管VI71上设有动力泵VII72，所述冷凝水输送管VI71在动力泵VII72朝向冷凝水出口7一侧设有止回阀II73；所述加热器III6与气液分离器V62通过连接管II623连通，所述气液分离器V62通过气液分离器IV53与冷凝水出口7连通，所述气液分离器V62的出水口与气液分离器IV53的进水口之间通过冷凝水输送管V64连通。
所述冷凝器3上设有连接真空的真空管31，所述冷凝器3的出水口连接有冷凝水出口7，所述冷凝器3的出水口与冷凝水出口7通过冷凝水排水管32连通，所述冷凝水排水管32上设有动力泵III321，所述冷凝水排水管32在动力泵III321朝向冷凝水出口7一侧设有止回阀I322；所述气液分离器I42的出气口连接有排气支管I421，所述排气支管I421上设有流量控制器I422，所述气液分离器III52的出气口连接有排气支管II521，所述排气支管II521上设有流量控制器III522，所述气液分离器V62的出气口连接有排气支管III621，所述排气支管III621上设有流量控制器V622，所述冷凝器3上设有排气主管33，所述排气主管33与排气支管I421、排气支管II521、排气支管III621连通。
所述热压缩泵8的进气端通过蒸汽进管81连接有工业蒸汽，所述热压缩泵8的出气端分别通过蒸汽输送管IV82、蒸汽输送管V83与加热器II5、加热器I4连通，所述蒸汽输送管IV82上设有控制阀门821，所述控制阀门821为电动控制或气动控制。
所述动力泵I12、动力泵III321、动力泵IV412、动力泵V512、动力泵VI613、动力泵VII72均为离心泵，所述动力泵II22为离心泵或转子泵或螺杆泵，所述流量控制器I422、流量控制器II432、流量控制器III522、流量控制器IV532、流量控制器V622、流量控制器VI632均为阀门或孔板；所述气液分离器I42、气液分离器II43、气液分离器III52、气液分离器IV53、气液分离器V62、气液分离器VI63上均设有用于观察期内部状态的视镜。
实施例2：
如图1所示的一种用于中药提取液的平衡多效浓缩器，包括提取液进口1、成品出口2、冷凝器3、冷凝水出口7、热压缩泵8；所述提取液进口1与成品出口2之间依次设有加热器I4、加热器II5、加热器III6，所述加热器I4、加热器II5、加热器III6上分别连接有蒸发室I41、蒸发室II51、蒸发室III61；所述加热器I4上连接有气液分离器I42、气液分离器II43，所述加热器II5上连接有气液分离器III52、气液分离器IV53，所述加热器III6上连接有气液分离器V62。
所述提取液进口1与加热器I4的进料口通过提取液进液管11连通，所述提取液进液管11上设有动力泵I12，所述提取液进液管11在动力泵I12朝向加热器I4一侧设有调节阀I13；所述蒸发室I41的出料口与加热器II5的进料口通过物料输送管I411连通，所述物料输送管I411上设有动力泵IV412，所述物料输送管I411在动力泵IV412朝向加热器II5一侧设有调节阀III413，所述所述蒸发室I41的出气口与加热器II5的进气口通过蒸汽输送管I414连通；所述蒸发室II51的出料口与加热器III6的进料口通过物料输送管II511连通，所述物料输送管II511上设有动力泵V512，所述物料输送管II511在动力泵V512朝向加热器III6一侧设有调节阀IV513，所述蒸发室II51的出气口与加热器III6的进气口通过蒸汽输送管II514连通；所述蒸发室III61的出料口与成品出口2通过成品出料管21连通，所述成品出料管21上设有动力泵II22，所述成品出料管21在动力泵II22朝向成品出口2一侧设有调节阀II23，所述蒸发室III61的出气口连接有冷凝器3，所述蒸发室III61的出气口与冷凝器3通过蒸汽输送管III611连通。
所述物料输送管I411在动力泵IV412与调节阀III413之间设有与加热器I4的进料口连接的循环管I415，所述物料输送管II511在动力泵V512与调节阀IV513之间设有与加热器II5的进料口连接的循环管II515，所述成品出料管21在动力泵II22朝向蒸发室III61一侧设有与加热器III6的进料口连接的循环管III612，所述循环管III612上设有动力泵VI613。
所述加热器I4的出口与气液分离器I42的进口通过连接管I423连通，所述气液分离器I42的出水口与气液分离器II43的进水口通过冷凝水输送管I44连通，所述气液分离器II43的出气口与加热器II5的进气口通过送气管I431连通，所述送气管I431上设有流量控制器II432，所述气液分离器II43的出水口与气液分离器IV53的进水口通过冷凝水输送管II45连通；所述加热器II5的出口与气液分离器III52的进口通过连接管II523连通，所述气液分离器III52的出水口与气液分离器IV53进水口通过冷凝水输送管III54连通，所述气液分离器IV53的出气口与加热器III6的进气口通过送气管II531连通，所述送气管II531上设有流量控制器IV532；所述加热器III6上还连接有气液分离器VI63，所述气液分离器IV53、气液分离器V62均通过气液分离器VI63与冷凝水出口7连通，所述气液分离器IV53的出水口与气液分离器VI63的进水口之间通过冷凝水输送管IV55连通，所述气液分离器V62的出水口与气液分离器VI63的进水口之间通过冷凝水输送管V连通，所述气液分离器VI63的出水口与冷凝水出口7通过冷凝水输送管VI71连通，所述冷凝水输送管VI71上设有动力泵VII72，所述冷凝水输送管VI71在动力泵VII72朝向冷凝水出口7一侧设有止回阀II73，所述气液分离器VI63的出气口通过送气管III631与冷凝器3连通，所述送气管III631上设有流量控制器VI632。
所述冷凝器3上设有连接真空的真空管31，所述冷凝器3的出水口连接有冷凝水出口7，所述冷凝器3的出水口与冷凝水出口7通过冷凝水排水管32连通，所述冷凝水排水管32上设有动力泵III321，所述冷凝水排水管32在动力泵III321朝向冷凝水出口7一侧设有止回阀I322；所述气液分离器I42的出气口连接有排气支管I421，所述排气支管I421上设有流量控制器I422，所述气液分离器III52的出气口连接有排气支管II521，所述排气支管II521上设有流量控制器III522，所述气液分离器V62的出气口连接有排气支管III621，所述排气支管III621上设有流量控制器V622，所述冷凝器3上设有排气主管33，所述排气主管33与排气支管I421、排气支管II521、排气支管III621连通。
所述热压缩泵8的进气端通过蒸汽进管81连接有工业蒸汽，所述热压缩泵8的出气端分别通过蒸汽输送管IV82、蒸汽输送管V83与加热器II5、加热器I4连通，所述蒸汽输送管IV82上设有控制阀门821，所述控制阀门821为电动控制或气动控制。
所述动力泵I12、动力泵III321、动力泵IV412、动力泵V512、动力泵VI613、动力泵VII72均为离心泵，所述动力泵II22为离心泵或转子泵或螺杆泵，所述流量控制器I422、流量控制器II432、流量控制器III522、流量控制器IV532、流量控制器V622、流量控制器VI632均为阀门或孔板；所述气液分离器I42、气液分离器II43、气液分离器III52、气液分离器IV53、气液分离器V62、气液分离器VI63上均设有用于观察期内部状态的视镜。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
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