може входити до складу різних ліній з виробництва фармацевтичної продукції а також для уварювання мас в різних галузях промисловості. Випарювання - концентрування розчинів при кипінні за рахунок перетворення в пар частини розчинника. Утворений при цьому вторинна пара може бути використаний як гарячий теплоносій в інших апаратах.

Випарніапарати призначені для підвищення концентрації речовини, що знаходиться в розчині, або часткового виділення його в твердому вигляді з пересичені розчину випаровуванням розчинника

Вакуум-випарної апарат призначений для варіння або випарювання мас при тиску нижче атмосферного.

У фармацевтичному виробництві знаходять застосування два типи вакуум-випарників, що розрізняються за способом нагріву:

а) вакуум-випарники, в яких гріючийпар знаходиться в паровій сорочці, - кульові вакуум-апарати;

б) вакуум-випарники з поверхнею нагріву, складеної з трубок, - трубчасті вакуум-апарати.

Багатокорпусні випарні установки дозволяють більш економічно використовувати теплоту завдяки багаторазовому використанню пара і знижувати кількість випарованої води в останньому корпусі.

Вакуум-апарати працюють при тиску нижче атмосферного і призначені для уварювання утфелю. Форма корпусу вакуум-апарату залежить від його конструкції і буває циліндричної (з розширеною верхньою частиною), сферичної або прямокутної з напівкруглої кришкою. Гріють камери вакуум-апаратів можуть мати різну конструкцію. Найбільшого поширення набули вакуум-апарати з підвісними гріють камерами, верхні і нижні трубні решітки яких мають різну конфігурацію (конічні, сферичні, двосхилі і ін.). Пара поступає в міжтрубний простір гріють камер, а уварювалася продукт переміщається всередині труб.

Діаметр гріючої камери в більшості конструкцій вакуум-апаратів менше діаметра корпусу апарату, таким чином, між стінками гріючої камери і корпусом вакуум-апарату утворюється кільцевий простір, по якому циркулює утфель

Сепаруючі пристрою в вакуум-апаратах, так само як і в випарних апаратах, призначені для відділення від вторинного пара крапель продукту. Так як в вакуум-апаратах продукт має велику в'язкість, то використовуються сепаратори тільки інерційного типу, які встановлюються над утфельної простором у верхній частині корпусу апарату.

Перевагою варіння при тиску нижче атмосферного, є кипіння продукту при температурі нижче 100 ° С, що в значній мірі сприяє більшому збереженню поживних речовин, фарбувальних пігментів сировини в порівнянні з випаровуванням при атмосферному тиску. При уварюванні під вакуумом процес випарювання одного і того ж кількості вологи протікає швидше, ніж при випаровуванні при атмосферному тиску. Пристрій вакуум-випарного апарату. Вакуум-випарної апарат являє собою герметичну циліндричну ємність з нержавіючої харчової сталі, оснащену пристроєм, з приводом, теплової сорочкою з теплоносієм. Розрядження в апараті створюється за допомогою вакуум-насоса. На пульті управління знаходяться пускачі пристроями,, вакуум-насоса, терморегулятор з індикацією значення температури продукту, пускачі ТЕНів (при електропідігріву). Розрядження в апараті контролюється за допомогою вакууметр. Передбачена можливість регулювання тиску в апараті. Вакуум-випарної апарат за бажанням замовника може бути виготовлений з конічною, сферичної або плоскою верхньою частиною (кришкою), що кріпиться на баранчиках. Можливо виготовлення апарату зі звареною верхньою кришкою, т. Е. Робоча вакуумна ємність апарату представляє собою цілісний циліндричну посудину, укладений в теплову сорочку. Теплова сорочка може бути виконана як з електропідігрівом теплоносія (вода, гліцерин), так і для обігріву парою. Для зручності контролю за процесом ємність може бути укомплектована оглядовим люком в циліндричному корпусі вище теплової сорочки. Для завантаження сировини і для зручності обслуговування можливо вмонтування герметичного люка, або на бічній поверхні вище теплової сорочки, або на кришці, що кріпиться на баранчиках.

Варіант схеми пристрою вакуумної випарної установки

Технічні характеристики вакуум-випарного апарату.

Робоча місткість, л 50-2000 і під замовлення Встановлена ​​потужність, кВт 3,0-45 Швидкість обертання мішалки, об / хв 0-18000 Основний матеріал
сталь 12Х18Н10Тілі AISI 316 Робочий тиск пари в сорочці, МПа 0,2-0,4 Робоча розрідження пара в корпусі
апарату, МПа до 0,03

Випарніапарати можна класифікувати за рядом ознак:
по розташуванню поверхні нагрівання - на горизонтальні, вертикальні і рідше похилі;
за родом теплоносія - з паровим обігрівом, газовим обігрівом, обігрівом високотемпературними теплоносіями (масло, даутерм, вода під високим тиском), з електрообігрівом (найчастіше застосовують паровий обігрів, тому в подальшому увагу буде приділено апаратів з паровим обігрівом);
за способом підведення теплоносія - з подачею теплоносія всередину трубок (кипіння у великому обсязі) або в міжтрубний простір (кипіння всередині кіпятільних труб);
по режиму циркуляції - з природною і штучною (примусовою) циркуляцією;
по кратності циркуляції - з сесіями циркуляцією;
за типом поверхні нагрівання - з паровою сорочкою, змієвикові і, найбільш поширені, з трубчастої поверхнею різної конфігурації.

До конструкції випарних апаратів повинні бути пред'явлені такі вимоги:
- простота, компактність, надійність, технологічність виготовлення, монтажу і ремонту;
- стандартизація вузлів і деталей;
- дотримання необхідного режиму (температура, тиск, час перебування розчину в апараті), отримання напівпродукту або продукту необхідної якості і необхідної концентрації, стійкість в роботі, по можливості більш тривала робота апарату між чистками при мінімальних відкладеннях опадів на теплообмінної поверхні, зручність обслуговування, регулювання і контролю за роботою;
- висока інтенсивність теплопередачі, мала вага і невисока вартість одного квадратного метра поверхні нагрівання.
У промисловості найбільш часто застосовують вертикальні випарніапарати. Їх переваги: ​​компактність, природна циркуляція (завдяки наявності циркуляційної труби), значна кратність циркуляції, мала площа, велика паровий простір, зручність обслуговування і ремонту. Для більшої компактності ці апарати останнім часом виготовляють з подовженими трубками (3-3,5 м).

вакуумне випарювання

Типова вакуум-випарну установка, складається з наступних складових частин: 1) вакуум-апарату (випарник); 2) конденсатора; 3) приймачів; 4) ресивера; 5) вакуум-насоса.

Вакуум - апарати

У фармацевтичному виробництві знаходять застосування два типи вакуум-випарників, що розрізняються за способом нагріву:

а) вакуум-випарники, в яких гріючийпар знаходиться в паровій сорочці, - кульові вакуум-апарати;

б) вакуум-випарники з поверхнею нагріву, складеної з трубок, - трубчасті вакуум-апарати.

Кульові вакуум-апарати. Пристрій такого апарату показано на (рис.). Кульовий або овальної форми корпус апарату 1 в нижній частині забезпечений паровою сорочкою 2, а у верхній - шоломом 3, що з'єднується з конденсатором. Корпус апарату роз'ємний і складається з двох частин, що з'єднуються між собою разбортовалось краями 8 за допомогою болтів. Верхня півсфера забезпечена лазом 9, який служить для очищення внутрішньої поверхні апарату, повітряним краном 10, термометром 11, вакуумметром 12 і двома оглядовими стеклами 13 (одне невидиме, так як знаходиться з протилежного боку і висвітлюється електричної лампою). Гріючийпар в парову сорочку подають через штуцер 6, а конденсат відводять через штуцер 7. Витяжку для згущення подають в вакуум-апарат через штуцер 4, а згущене, але ще рухливу рідина спускають через трубу 5. Випарна частина апарату виготовляється з міді, алюмінію або заліза з емалевим покриттям. Сорочка з литого заліза приклепується або приварюється до корпусу котла. Для отримання густих рідин застосовується вакуумне обладнання зі знімною верхньою половиною, перекидної випарної чашею і мішалкою.

Трубчасті вакуум-апарати. З трубчастих вакуум-апаратів, конструкція яких відрізняється великою різноманітністю, в фармацевтичному виробництві знайшли застосування апарати з вертикальними трубками (рис.). Апарат цього типу має циліндричний корпус, в нижній частині якого на відстані 0,75-1,5 м одна від одної встановлені дві трубні решітки А, рівні діаметру корпусу. В отворах трубних решіток ввальцовани численні трубки діаметром 50-75 мм. В середину трубної решітки ввальцовани широка труба діаметром до 500 мм, звана трубою В. Гріє пар надходить в простір між гратами і трубками через штуцер 1 і нагріває що знаходиться всередині трубок рідина. Конденсат вводиться через штуцер 2, а неконденсірующаяся гази (повітря) - через штуцер 3. Витяжка для випарювання надходить в апарат через штуцер 4. Після згущення витяжку, не втратила рухливості, спускають через трубу 5. випарюють рідина заповнює весь простір під нижньою гратами, і на деякій висоті все трубки, в тому числі і циркуляційному трубу. В тонких трубках випарюють рідину дуже швидко закипає. Утворені в ній бульбашки пара, що мають малу відносну щільність, спрямовуються вгору, захоплюючи за собою і рідина, яка з силою викидається в простір, зайняте парою. Тут внаслідок раптового збільшення площі перетину швидкість руху рідини різко зменшується і рідина падає вниз, стікаючи в циркуляційному трубу, а пар, звільнившись від крапельок рідини, спрямовується у верхню частину корпусу і звідти через пароотводную трубу 6 - в конденсатор. Наявність циркуляційної труби забезпечує круговорот упарюється рідини. Площа поперечного перерізу циркуляційної труби становить зазвичай 75% всієї площі поперечного перерізу трубок.

Трубчасті вакуум-апарати вигідно відрізняються від кульових великою поверхнею нагріву, що забезпечує швидкість випаровування.

Плівковий вакуум-апарат

Серед трубчастих апаратів особливий інтерес представляють випарніапарати, що отримали назву плівкових; трубчастий корпус їх складається з пучка трубок малого діаметра довжиною до 9 м. На рис. зображений плівковий апарат вітчизняного виробництва з довжиною трубок 5 м (полегшується очищення труб). У циліндричному барабані 1 знаходиться пучок трубок 2. Згущена витяжка через штуцер 3 надходить в нижню камеру 4 і звідти в трубки 2. Гріючий пар циркулює в міжтрубному просторі. Суміш сокового пара і крапельок згущеної рідини, що викидається з трубок, потрапляє на сепаратор 6, що складається з спіральних лопаток. Під дією відцентрової сили крапельки рідини відокремлюються від парового потоку і збираються на дні камери 5, звідки рідина виводиться через штуцер 7. Соковий пар, пройшовши додатково через бризгоуловітель, виходить через штуцер S на трубці 9 ставиться запобіжний клапан. Через патрубок 10 з міжтрубному простору відводяться неконденсірующаяся гази. чере; трубку 11 вводиться гріючийпар, через трубку 12 відводиться конденсат Велика швидкість руху рідини в трубках (до 20 м / с) і випав Рівань в тонкому шарі дозволяють випаровувати в цих апаратах витяжки, що містять термолабільні речовини, не побоюючись їх розкладання

Принципові схеми вакуум-випарних установок

Схема установки при випаровуванні витяжок з цінними екстрагентами.

,

На рис. приведена схема вакуум-випарної установки, що складається з усіх елементів з тієї причини, що соковий пар містить пари цінного екстрагента. Для цієї мети встановлюється поверхневі конденсатор, який може бути трубчастим або емеевіковим, прямоточним або протитечійним. Розрідження створюється за допомогою масляного або іншої конструкції «сухого» вакуум-насоса.

Приймачі, або збірники, являють собою циліндричні судини, стінки яких розраховані на створюване в них розрідження

Зазвичай в установці є дві збірки, з яких один знаходиться в роботі, а інший в цей час розвантаження. Досягається це шляхом перекриття кранів. Між збірками і вакуум-насосом встановлюється проміжний збірник-ресивер, призначення якого полягає в запобіганні насоса від потрапляння конденсату в разі переповнення (через недогляд) приймача або перекидання рідини. У звичайних же умовах ресивер грає роль буфера, що створює велику плавність роботі всієї установки.

На (рис.) Приведена схема вакуум-випарної установки для випарювання водних витяжок з протитечійним конденсатором змішання. В цьому випадку необхідні два насоси: один - для евакуації газів (масляний або іншої конструкції вакуум-насос), інший - водяний.

, Схема вакуум-випарної установки з відцентровим випарником.

У комплект установки, що працює за цією схемою (рис.), Входять відцентровий випарник 5, поверхневий конденсатор 8, вакуум-насос 13, насоси для відведення концентрату 12 і дистиляту 9. У невеликих установках з поверхнею теплообміну 1,2 м2 продуктивність досягається 350 л / ч випарованої води, при температурі пари, що гріє 115 ° С і температурі кипіння екстракту 45 ° С. Установка використовується у виробництві Плантаглюцид згущує витяжка знаходиться в зоні кипіння не більше 2-3 секунд.

багаторазове випарювання

Сутність багаторазового випарювання полягає в тому, що вторинний пар, що утворюється в першому випарної апараті, надходить в якості пари, що гріє в другій випарної апарат, а утворюються в ньому пари можуть бути використані для обігрівання третього випарного апарату і т. Д.