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1、LOGO 第七章第七章 蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備v1.掌握蒸發(fā)、結(jié)晶設(shè)備選用原則掌握蒸發(fā)、結(jié)晶設(shè)備選用原則v2.2.掌握常用設(shè)備的操作方法及注意事項(xiàng)掌握常用設(shè)備的操作方法及注意事項(xiàng)v3.3.掌握蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備的一般維護(hù)方法掌握蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備的一般維護(hù)方法v4.4.熟悉蒸發(fā)、結(jié)晶的概念，常用設(shè)備的類熟悉蒸發(fā)、結(jié)晶的概念，常用設(shè)備的類型、型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)LOGO 第七章第七章 蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備v蒸發(fā)蒸發(fā) 將溶液加熱后，使其中部分溶劑汽化并將溶液加熱后，使其中部分溶劑汽化并被去除，從而提高溶液中溶質(zhì)的濃度或使被去除，從而提高溶液中溶質(zhì)的濃度或使溶液濃縮至飽和而析出溶質(zhì)，也就是

2、使揮溶液濃縮至飽和而析出溶質(zhì)，也就是使揮發(fā)性的溶劑與不揮發(fā)的溶質(zhì)進(jìn)行分離的一發(fā)性的溶劑與不揮發(fā)的溶質(zhì)進(jìn)行分離的一種重要的單元操作。種重要的單元操作。v結(jié)晶結(jié)晶 結(jié)晶是指溶質(zhì)自動(dòng)從過飽和溶液中析結(jié)晶是指溶質(zhì)自動(dòng)從過飽和溶液中析出形成新相的過程，結(jié)晶操作是獲得純凈出形成新相的過程，結(jié)晶操作是獲得純凈固體物質(zhì)的重要方法之一。固體物質(zhì)的重要方法之一。LOGO第七章第七章 蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備v 蒸發(fā)與結(jié)晶都是藥物生產(chǎn)中的基本操作，兩蒸發(fā)與結(jié)晶都是藥物生產(chǎn)中的基本操作，兩者之間最大區(qū)別在于：者之間最大區(qū)別在于：蒸發(fā)是將部分溶劑從溶液蒸發(fā)是將部分溶劑從溶液中排出，使溶液濃度增加，溶液中的溶質(zhì)沒有發(fā)

3、中排出，使溶液濃度增加，溶液中的溶質(zhì)沒有發(fā)生相變；而結(jié)晶過程則是通過將過飽和溶液冷卻、生相變；而結(jié)晶過程則是通過將過飽和溶液冷卻、蒸發(fā)，或投入晶種使溶質(zhì)結(jié)晶析出。蒸發(fā)，或投入晶種使溶質(zhì)結(jié)晶析出。結(jié)晶過程的結(jié)晶過程的操作與控制比蒸發(fā)過程要復(fù)雜得多。有的工廠將操作與控制比蒸發(fā)過程要復(fù)雜得多。有的工廠將蒸發(fā)與結(jié)晶過程置于蒸發(fā)器中連續(xù)進(jìn)行，這樣雖蒸發(fā)與結(jié)晶過程置于蒸發(fā)器中連續(xù)進(jìn)行，這樣雖然可以節(jié)約設(shè)備投資，但對(duì)結(jié)晶晶體質(zhì)量、結(jié)晶然可以節(jié)約設(shè)備投資，但對(duì)結(jié)晶晶體質(zhì)量、結(jié)晶提取率即產(chǎn)品提取率將造成負(fù)面影響。提取率即產(chǎn)品提取率將造成負(fù)面影響。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備 一、概述一、概述 蒸發(fā)的方

4、式有自然蒸發(fā)與沸騰蒸發(fā)兩種。蒸發(fā)的方式有自然蒸發(fā)與沸騰蒸發(fā)兩種。自然蒸發(fā)：自然蒸發(fā)：溶液中的溶劑在低于其沸點(diǎn)下汽化，此種溶液中的溶劑在低于其沸點(diǎn)下汽化，此種蒸發(fā)僅在溶液表面進(jìn)行，故速率緩慢，效率很低。蒸發(fā)僅在溶液表面進(jìn)行，故速率緩慢，效率很低。沸騰蒸發(fā)：沸騰蒸發(fā)：在沸點(diǎn)下的蒸發(fā)，溶液任何部分都發(fā)生汽在沸點(diǎn)下的蒸發(fā)，溶液任何部分都發(fā)生汽化，效率高?；矢?。（一）蒸發(fā)的目的（一）蒸發(fā)的目的 1 1利用蒸發(fā)操作取得濃溶液，在制藥工業(yè)中，經(jīng)常利用蒸發(fā)操作取得濃溶液，在制藥工業(yè)中，經(jīng)常需將藥物濃縮到一定濃度，如中藥丸劑的制取。需將藥物濃縮到一定濃度，如中藥丸劑的制取。2 2通過蒸發(fā)操作制取過飽和溶液

5、而得到結(jié)晶產(chǎn)品。通過蒸發(fā)操作制取過飽和溶液而得到結(jié)晶產(chǎn)品。3 3將溶液蒸發(fā)并將蒸汽冷凝、冷卻，以達(dá)到純化溶將溶液蒸發(fā)并將蒸汽冷凝、冷卻，以達(dá)到純化溶劑的目的。劑的目的。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備（二）蒸發(fā)過程進(jìn)行的必要條件（二）蒸發(fā)過程進(jìn)行的必要條件 供應(yīng)足夠的熱能，以維持溶液的沸騰溫度和補(bǔ)供應(yīng)足夠的熱能，以維持溶液的沸騰溫度和補(bǔ)充因溶劑汽化所帶走的熱能；充因溶劑汽化所帶走的熱能；及時(shí)排除汽化出來的溶劑蒸汽；及時(shí)排除汽化出來的溶劑蒸汽；具有一定的熱交換面積。具有一定的熱交換面積。為了區(qū)別加熱蒸汽和汽化蒸汽，把作熱源的為了區(qū)別加熱蒸汽和汽化蒸汽，把作熱源的蒸汽叫做蒸汽叫做一次蒸汽一次

6、蒸汽，從溶液中汽化出來的蒸汽叫，從溶液中汽化出來的蒸汽叫二次蒸汽二次蒸汽。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備（三）蒸發(fā)的分類（三）蒸發(fā)的分類1 1按蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力分按蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力分（1 1）常壓蒸發(fā)）常壓蒸發(fā) 常壓蒸發(fā)若不利用二次蒸汽，可用常壓蒸發(fā)若不利用二次蒸汽，可用敞口設(shè)備直接將二次蒸汽排出，所用設(shè)備及工藝敞口設(shè)備直接將二次蒸汽排出，所用設(shè)備及工藝較簡(jiǎn)單。較簡(jiǎn)單。（2 2）加壓蒸發(fā)）加壓蒸發(fā) 加壓蒸發(fā)是為了提高二次蒸汽的溫加壓蒸發(fā)是為了提高二次蒸汽的溫度，以便利用二次蒸汽。較高的蒸發(fā)溫度還能降度，以便利用二次蒸汽。較高的蒸發(fā)溫度還能降低溶液的黏度，增加流動(dòng)性，改善傳熱效果。低

7、溶液的黏度，增加流動(dòng)性，改善傳熱效果。（3 3）減壓蒸發(fā)）減壓蒸發(fā) 減壓蒸發(fā)也稱真空蒸發(fā)。它是在減減壓蒸發(fā)也稱真空蒸發(fā)。它是在減壓或真空條件下進(jìn)行的蒸發(fā)過程，真空使溶液的壓或真空條件下進(jìn)行的蒸發(fā)過程，真空使溶液的沸點(diǎn)降低。沸點(diǎn)降低。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備2 2按蒸汽利用情況分按蒸汽利用情況分 分為單效蒸發(fā)、二效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。要保分為單效蒸發(fā)、二效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。要保證蒸發(fā)的進(jìn)行，二次蒸汽必須不斷地從蒸發(fā)室中證蒸發(fā)的進(jìn)行，二次蒸汽必須不斷地從蒸發(fā)室中移除，若二次蒸汽移除后不再利用時(shí)，這樣的蒸移除，若二次蒸汽移除后不再利用時(shí)，這樣的蒸發(fā)稱為發(fā)稱為單效蒸發(fā)單效蒸發(fā)；若二次蒸汽被引入

8、另一蒸發(fā)器；若二次蒸汽被引入另一蒸發(fā)器作為熱源，在另一蒸發(fā)器中被利用，稱為作為熱源，在另一蒸發(fā)器中被利用，稱為二效蒸二效蒸發(fā)發(fā)，依次類推，如蒸汽多次被利用串聯(lián)操作，則，依次類推，如蒸汽多次被利用串聯(lián)操作，則稱為稱為多效蒸發(fā)多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)可提高初始加熱蒸汽的。多效蒸發(fā)可提高初始加熱蒸汽的利用率。利用率。3 3按操作流程分按操作流程分 分為間歇式、連續(xù)式。分為間歇式、連續(xù)式。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備4 4按加熱部分的結(jié)構(gòu)分按加熱部分的結(jié)構(gòu)分v可分為膜式和非膜式，薄膜蒸發(fā)具有傳熱效果好，可分為膜式和非膜式，薄膜蒸發(fā)具有傳熱效果好，蒸發(fā)速度快，無靜壓頭產(chǎn)生使得沸點(diǎn)升高的現(xiàn)象蒸發(fā)速度快

9、，無靜壓頭產(chǎn)生使得沸點(diǎn)升高的現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，成為目前蒸發(fā)設(shè)備的主流。等優(yōu)點(diǎn)，成為目前蒸發(fā)設(shè)備的主流。v進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備稱為蒸發(fā)器。蒸發(fā)器的類型進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備稱為蒸發(fā)器。蒸發(fā)器的類型很多，結(jié)構(gòu)形式各異，但都由加熱室、蒸發(fā)室以很多，結(jié)構(gòu)形式各異，但都由加熱室、蒸發(fā)室以及使二次蒸汽冷凝的冷凝器組成。由于制藥工業(yè)及使二次蒸汽冷凝的冷凝器組成。由于制藥工業(yè)中有很多產(chǎn)品是熱敏性物質(zhì)，因此，常采用薄膜中有很多產(chǎn)品是熱敏性物質(zhì)，因此，常采用薄膜蒸發(fā)器，因?yàn)槭軣釙r(shí)間短，所以能保證產(chǎn)品的質(zhì)蒸發(fā)器，因?yàn)槭軣釙r(shí)間短，所以能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。量。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備二、單流長(zhǎng)管膜式蒸發(fā)器二、單流長(zhǎng)管膜

10、式蒸發(fā)器v單流式長(zhǎng)管薄膜蒸發(fā)器具有一細(xì)長(zhǎng)的豎立管束，單流式長(zhǎng)管薄膜蒸發(fā)器具有一細(xì)長(zhǎng)的豎立管束，管束中的長(zhǎng)管直徑一般為管束中的長(zhǎng)管直徑一般為202050mm50mm，高度一般為，高度一般為2 212m12m，管長(zhǎng)和管徑之比約為，管長(zhǎng)和管徑之比約為100100150150。作為加熱。作為加熱用的蒸汽在殼程內(nèi)流動(dòng)，料液則在管程內(nèi)流動(dòng)。用的蒸汽在殼程內(nèi)流動(dòng)，料液則在管程內(nèi)流動(dòng)。根據(jù)料液以及從其中蒸出的二次蒸汽流動(dòng)方向的根據(jù)料液以及從其中蒸出的二次蒸汽流動(dòng)方向的不同，長(zhǎng)管式薄膜蒸發(fā)器可分為不同，長(zhǎng)管式薄膜蒸發(fā)器可分為升膜式、降膜式升膜式、降膜式及升及升-降膜式降膜式三種形式。三種形式。LOGO第一節(jié)第一

11、節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備v（一）升膜式蒸發(fā)器（一）升膜式蒸發(fā)器圖圖7-1 7-1 升膜式蒸發(fā)器升膜式蒸發(fā)器1-1-蒸發(fā)器；蒸發(fā)器；2-2-分離器；分離器；3-3-進(jìn)料；進(jìn)料；4-4-加熱蒸汽；加熱蒸汽；5-5-二次蒸汽；二次蒸汽；6-6-冷凝器；冷凝器；7-7-完成液完成液 升膜式蒸發(fā)器是指在升膜式蒸發(fā)器是指在蒸發(fā)器中形成的液膜與蒸蒸發(fā)器中形成的液膜與蒸發(fā)的二次蒸汽氣流方向相發(fā)的二次蒸汽氣流方向相同，由下而上并流上升，同，由下而上并流上升，其結(jié)構(gòu)由蒸發(fā)加熱管、二其結(jié)構(gòu)由蒸發(fā)加熱管、二次蒸汽液沫導(dǎo)管、分離器次蒸汽液沫導(dǎo)管、分離器和循環(huán)管四部分組成。和循環(huán)管四部分組成。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸

12、發(fā)設(shè)備工作原理：工作原理：v料液經(jīng)預(yù)熱器加熱至接近沸點(diǎn)的溫度后加入器底，因器內(nèi)料液經(jīng)預(yù)熱器加熱至接近沸點(diǎn)的溫度后加入器底，因器內(nèi)處于真空狀態(tài)，因此很容易受熱汽化，蒸汽在管內(nèi)以很高處于真空狀態(tài)，因此很容易受熱汽化，蒸汽在管內(nèi)以很高的速度上升，并夾帶著部分還未汽化的料液以液膜的形式的速度上升，并夾帶著部分還未汽化的料液以液膜的形式沿著管內(nèi)壁上升，液膜上升是靠高速蒸汽對(duì)流層的拖帶而沿著管內(nèi)壁上升，液膜上升是靠高速蒸汽對(duì)流層的拖帶而形成，又稱為形成，又稱為“爬膜爬膜”現(xiàn)象現(xiàn)象。料液邊上升邊被濃縮，被蒸。料液邊上升邊被濃縮，被蒸汽帶出的濃縮液在器頂?shù)钠悍蛛x器中進(jìn)行分離，二次汽帶出的濃縮液在器頂?shù)钠悍?/p>

13、離器中進(jìn)行分離，二次蒸汽在分離器頂部被引出進(jìn)入預(yù)熱器的夾層中供預(yù)熱蒸汽蒸汽在分離器頂部被引出進(jìn)入預(yù)熱器的夾層中供預(yù)熱蒸汽之用，多余的廢氣則在冷凝器中冷凝自出口排出，濃縮液之用，多余的廢氣則在冷凝器中冷凝自出口排出，濃縮液在分離器底部被引入接受器收集。在分離器底部被引入接受器收集。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：升膜式蒸發(fā)器具有傳熱效率高，物料受熱升膜式蒸發(fā)器具有傳熱效率高，物料受熱時(shí)間短的特點(diǎn)。時(shí)間短的特點(diǎn)。為了能在加熱管內(nèi)有效地成膜，上升的蒸汽為了能在加熱管內(nèi)有效地成膜，上升的蒸汽應(yīng)具有一定的速度。例如，常壓下操作時(shí)適宜的應(yīng)具有一定的速度。例如，常壓下操作時(shí)適宜的出口汽速

14、一般為出口汽速一般為202050m/s50m/s，減壓下操作時(shí)汽速則，減壓下操作時(shí)汽速則應(yīng)更高。因此，如果料液中蒸汽的水量不多，就應(yīng)更高。因此，如果料液中蒸汽的水量不多，就難以達(dá)到上述要求的汽速。難以達(dá)到上述要求的汽速。v不適用：不適用：較濃溶液的蒸發(fā)；對(duì)粘度很大，易結(jié)晶較濃溶液的蒸發(fā)；對(duì)粘度很大，易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用?；蛞捉Y(jié)垢的物料也不適用。v適用：適用：易于發(fā)泡、黏度小的熱敏性料液的蒸發(fā)。易于發(fā)泡、黏度小的熱敏性料液的蒸發(fā)。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備（二）降膜式長(zhǎng)管蒸發(fā)器（二）降膜式長(zhǎng)管蒸發(fā)器圖圖7-2 7-2 降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器1.1.蒸發(fā)器蒸發(fā)器 2.2.分離

15、器分離器 3.3.液體分離器液體分離器 4.4.料液料液 5.5.加熱蒸汽加熱蒸汽 6.6.二次蒸汽二次蒸汽 7.7.完成液完成液 降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與的結(jié)構(gòu)與升膜式蒸發(fā)器基本一致，區(qū)升膜式蒸發(fā)器基本一致，區(qū)別在于料液是從蒸發(fā)器的頂別在于料液是從蒸發(fā)器的頂部經(jīng)液體分布裝置均勻分布部經(jīng)液體分布裝置均勻分布后進(jìn)入加熱管中，在重力作后進(jìn)入加熱管中，在重力作用下沿管壁成膜狀下降。隨用下沿管壁成膜狀下降。隨著液膜的下降，部分料液被著液膜的下降，部分料液被汽化，蒸出的二次蒸汽由于汽化，蒸出的二次蒸汽由于管頂有料液封住，所以只能管頂有料液封住，所以只能隨著液膜往管底排出，然后隨著液膜往管底排出，

16、然后在分離器中分離。在分離器中分離。LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備降膜式蒸發(fā)器的頂部的液體分布器降膜式蒸發(fā)器的頂部的液體分布器 圖圖7-37-3（a a）的導(dǎo)流管為一有螺旋形溝槽的圓柱體；的導(dǎo)流管為一有螺旋形溝槽的圓柱體；圖圖7-37-3（b b）的導(dǎo)流棒下部是圓錐體，此圓錐體的底面向內(nèi)凹，的導(dǎo)流棒下部是圓錐體，此圓錐體的底面向內(nèi)凹，以免沿錐體斜面流下的液體再向中央聚集；以免沿錐體斜面流下的液體再向中央聚集；圖圖7-37-3（c c）靠齒縫使液體沿加熱管內(nèi)壁成膜狀流下；靠齒縫使液體沿加熱管內(nèi)壁成膜狀流下；圖圖7-37-3（d d）為旋液式分布裝置，用于強(qiáng)制循環(huán)降膜蒸發(fā)器中為旋液式分布裝置，用于強(qiáng)制循環(huán)降膜蒸發(fā)器中.LOGO第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備v優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：由于降膜式蒸發(fā)器中，蒸發(fā)及液膜的運(yùn)由于降膜式蒸發(fā)器中，蒸發(fā)及液膜的運(yùn)動(dòng)方向都是由上向下，所以料液停留的時(shí)間比較動(dòng)方向都是由上向下，所以料液停留的時(shí)間比較短，受熱影響小，因此可用來蒸發(fā)濃度較高的溶短，受熱影響小，因此可用來蒸發(fā)濃度較高的溶液，特別適用于熱敏性物料，對(duì)于粘度較大（例液，特別適用于熱敏性物料，對(duì)于粘度較