薄膜蒸發(fā)儀和真空濃縮裝置都用于液體的濃縮處理,但它們?cè)诠ぷ髟?、設(shè)備結(jié)構(gòu)、適用范圍等方面存在一些區(qū)別:
1. 工作原理
- 薄膜蒸發(fā)儀:主要是讓液體物料在加熱壁上形成薄膜,通過增大物料的受熱面積來強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)過程。薄膜的形成方式多樣,如升膜式是利用物料在加熱管內(nèi)受熱沸騰產(chǎn)生的蒸汽上升力,使物料沿管壁形成薄膜上升;刮板式是通過刮板將物料均勻刮在加熱壁上形成薄膜。由于薄膜很薄,物料內(nèi)部的傳熱和傳質(zhì)阻力小,溶劑分子能快速從薄膜表面汽化,從而實(shí)現(xiàn)濃縮。
- 真空濃縮裝置:是利用降低系統(tǒng)壓力使物料沸點(diǎn)下降的原理來進(jìn)行濃縮。真空泵抽出裝置內(nèi)的空氣和蒸汽,降低壓力,在加熱作用下,物料在低于常壓沸點(diǎn)的溫度下沸騰,溶劑汽化后被抽出,溶質(zhì)留在剩余的濃縮液中。
2. 設(shè)備結(jié)構(gòu)
- 薄膜蒸發(fā)儀:
- 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu):通常有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來幫助物料形成薄膜。例如升膜蒸發(fā)器有垂直的加熱管,物料從底部進(jìn)入加熱管,受熱汽化后形成上升薄膜;刮板式薄膜蒸發(fā)器內(nèi)部有刮板裝置,刮板安裝在旋轉(zhuǎn)軸上,由電機(jī)驅(qū)動(dòng),在蒸發(fā)器內(nèi)部旋轉(zhuǎn),將物料刮在加熱壁上。
- 加熱系統(tǒng):加熱方式多樣,有夾套式、盤管式等。并且加熱系統(tǒng)要保證能使物料均勻受熱形成薄膜,對(duì)加熱的均勻性要求較高。
- 其他部件:有些薄膜蒸發(fā)儀可能還配備物料分布器,用于在進(jìn)料時(shí)使物料更均勻地分布在加熱壁的起始位置,以形成良好的薄膜。
- 真空濃縮裝置:
- 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu):主要是提供一個(gè)液體蒸發(fā)的空間,其結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單,一般是一個(gè)帶有加熱裝置的容器,如夾套式或盤管式加熱的罐體,重點(diǎn)在于保證液體在真空和加熱條件下能夠有效蒸發(fā),對(duì)形成薄膜沒有特別要求。
- 真空系統(tǒng):包括真空泵、真空管道和閥門等關(guān)鍵部件。真空泵是核心,不同類型的真空泵(如旋片式、水環(huán)式、羅茨真空泵等)用于創(chuàng)造和維持不同真空度,真空管道要確保良好的密封性,防止空氣泄漏影響真空效果。
- 冷凝器:通常有列管式、盤管式或板式冷凝器,用于將汽化的溶劑蒸汽冷凝成液體,根據(jù)冷卻方式(風(fēng)冷或水冷)還會(huì)配備相應(yīng)的冷卻裝置。
3. 蒸發(fā)效率和時(shí)間
- 薄膜蒸發(fā)儀:由于物料以薄膜形式存在,受熱面積大且傳熱傳質(zhì)阻力小,蒸發(fā)速度通常較快,物料在設(shè)備中的停留時(shí)間較短,一般在數(shù)秒到數(shù)分鐘之間。這對(duì)于一些熱敏性物料的快速濃縮,防止其受熱變質(zhì)很有優(yōu)勢(shì)。
- 真空濃縮裝置:蒸發(fā)效率主要取決于真空度、加熱溫度和物料本身的性質(zhì)等因素。相對(duì)而言,其蒸發(fā)速度可能沒有薄膜蒸發(fā)儀快,并且物料在設(shè)備中的停留時(shí)間可能較長(zhǎng),因?yàn)樗鼪]有薄膜蒸發(fā)儀那種通過特殊薄膜形成方式來加速蒸發(fā)的機(jī)制。
4. 適用范圍
- 薄膜蒸發(fā)儀:
- 物料性質(zhì):對(duì)物料的適應(yīng)性較強(qiáng),尤其適合處理熱敏性物料、高粘度物料和含有少量固體顆粒的物料。例如在制藥行業(yè)處理藥物提取液、在食品行業(yè)處理果醬等高粘度物料,以及在化工行業(yè)處理含有固體雜質(zhì)的溶液等。
- 應(yīng)用行業(yè):廣泛應(yīng)用于制藥、食品、化工、石油化工等多個(gè)行業(yè),用于產(chǎn)品的濃縮、提純、分離等多種工藝過程。
- 真空濃縮裝置:
- 物料性質(zhì):更側(cè)重于處理對(duì)溫度敏感程度稍低的物料,不過對(duì)于熱敏性物料在適當(dāng)控制真空度和溫度的情況下也能使用。對(duì)于一些易起泡沫或在濃縮過程中可能產(chǎn)生結(jié)垢的物料,需要采取額外措施來確保正常濃縮。
- 應(yīng)用行業(yè):主要應(yīng)用于食品(如果汁、牛奶濃縮)、制藥(藥物提取液濃縮)、化工(溶液濃縮)和環(huán)保(廢水濃縮處理)等行業(yè),在需要降低沸點(diǎn)進(jìn)行濃縮的場(chǎng)合使用。
5. 產(chǎn)品質(zhì)量
- 薄膜蒸發(fā)儀:由于能夠快速蒸發(fā)和短時(shí)間處理,以及精確的溫度控制(有些薄膜蒸發(fā)儀還能在真空下操作),可以更好地保留物料中的有效成分、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分,產(chǎn)品的純度和質(zhì)量較高。例如在濃縮果汁或藥物精華液時(shí),能有效減少有效成分的損失。
- 真空濃縮裝置:產(chǎn)品質(zhì)量也不錯(cuò),通過控制真空度和溫度可以在一定程度上保留物料的品質(zhì),但在處理一些熱敏性或高附加值的物料時(shí),產(chǎn)品質(zhì)量的保障程度可能稍遜于薄膜蒸發(fā)儀。不過在合適的操作條件下,仍然可以得到高質(zhì)量的濃縮產(chǎn)品。