MVR蒸发器应用与中药提取液相关物理特性研究（一种节能型中药浓缩技术）

医学装备中国医学装备2014年12月第11卷·l33·MVR蒸发器应用与中药提取液相关物理特性研究(一种节能型中药浓缩技术)王国振赵海栋张丽琴张功臣(上海奥星制药技术装备有限公司河北石家庄050000)【摘要】与传统的利用工业蒸汽加热的多效蒸发设备不同，MVR蒸发器利用电能与机械能将二次蒸汽重新利用，转化为物料加热的原动力，有效减少了中药浓缩工艺中的一次蒸汽使用量，同时，也显著降低了企业的运行成本。【关键词】MVI~；蒸汽机械再压缩；中药；浓缩【中图分类号】TQ51【文献标识码】A【文章编号】1672—8270(2014)12—0133—021MVR的原理MVR是蒸汽机械再压缩(MechanicalVaporRecompressi0n)的简称，它是重新利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。MVR蒸发系统的主要运行原理(图1)：蒸发产生的低温位二次蒸汽经压缩机压缩，把电能转换成热能，蒸汽的温度、压力与热焓提高，蒸汽重新进入蒸发器的加热室，作为热源将料液维持在沸腾状态，蒸汽本身则冷凝成水。该原理使原本要废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收的汽化潜热提高了热效率，因此，除设备启动外，整个蒸发过程中无需新的工业蒸汽。[二二次蒸汽1．加热器；2．分离器；3．预热器；4．成品罐；5．压缩机；6．物料泵图1MVR的运行原理2MVR的技术特点作为一种新型节能技术，MVR具有如下技术特点。2．1低能耗、低运行费用。理论上，使用MVR蒸发器比传统蒸发设备可节省80％以上的能源；实际上，蒸发1000kg水分所需的能量仅为是传统蒸发器的1／6～1／5(注：当物料不同时，能耗有所改变)，其运行成本也显著降低，一般只有传统蒸发器的35～5O％。2．2设备紧凑，占地面积小。与多效蒸发相比，可以减少50％以上的占地面积。2．3配套公用工程少。MVR的加热室就是蒸汽冷凝器，它无需单独设置蒸汽冷凝器以及庞大的循环冷却水系统，可以节省90％以上的冷却水。2．4主要使用电能。除设备启动阶段需要少量工业蒸汽加热外，正常运行过程中只需要清洁型的电能，而无需工业蒸汽。2．5运行平稳、自动化程度高MVR系统通过DCS／PLC、工业计算机与组态软件的形式来控制系统温度、压力与转速等，保持系统蒸发平衡。2．6采用单级真空蒸发，蒸发温度低(45~85℃)，特别适用于热敏性物料蒸发的浓缩。3MVR的优势与传统的多效蒸发器相比，MVR技术具备如下优势。3．1运行成本低。MVR蒸发设备的运行成本优势非常显著，在能源价格不断上升的情况下，电能的价格较平稳，采用MVR蒸发器对企业的竞争力将有极大的提升，表l是正常工作情况下，多效蒸发和MVR蒸发的能耗对比表。表1MVR与多效蒸发的能耗比较3．2不属于压力容器范畴。传统多效蒸发设备在使用时，操作人员必须持有压力容器使用资格证，且需要按照国家相关标准进行申报、审批、安检等程序，而bWR蒸发器只利用电能，不需纳入安监部门的监管。3．3安全性能高。传统多效蒸发设备使用高温、高压蒸汽作为热源，在使用过程中存在爆炸、烫伤等安全隐患，而MVR蒸发器在正常工作后无需工业蒸汽，相应的安全隐患大大降低。3．4占地面积小。在同样的蒸发处理量下，MVR所需的占地面积远低于多效蒸发设备。4MVR在中药浓缩中的应用在中药制剂的生产中，浓缩工艺是一道必不可少的环节，MVR设备可以部分替代传统的单效、双效或三效浓缩器，利用MvR的蒸发、浓缩、结晶等技术，可以在大大降低整个生产能耗的同时，还能大幅提高热效率，节省成本。利用MVR蒸发器浓缩中药提取液，对中药提取液有一些要求，首先对中药提取液的比重、粘度有一定要求。其次，中药提取液的批量的要求，选择MVR蒸发器每小时处理量是提取液总量的6倍以上，才能选择MVR蒸发器。中药浓缩选择M、rR蒸发器，以降膜蒸发器为主，降膜蒸发器具有料液停留时间短、压降小、传热系数大、蒸汽利用率高、不易结垢、便于清洗以及料液处理范围广(中药提取液粘度范围为50~400mPa·s)等优点。除了上面提到粘度，MVR蒸发器适用性还与中药提取液的其他物理性质相关，这些物理性质包括中药提取液相对比重、固含量和温度。粘度大小直接影响MVR蒸发器应用，粘度大易造成降液管堵塞、结垢，布膜不均。中药提取液的粘度会随着相对比重增加而增加。粘度也会随着温度增加还变化。MVR蒸发器应用与提取液粘度有很大关系，对几个常见中药粘度进行测定，测定了不同温度下葛根、丹参及熟地黄提取液的粘度，数据结果见表2、3、4，温度与粘度见图2、3、4。表2葛根提取液温度与粘度关系相对比重粘度(mPa·s)40℃50℃60℃70℃322268215184158042186052771．829．613．13．2103039862．827．91242．678231