高真空热泵双效浓缩器High Vacuum Heat Pump and Double-stages Concentrator

2012-09-16

化工与医药工程 2012年3期

高真空热泵双效浓缩器
High Vacuum Heat Pump and Double-stages Concentrator

佛山德众制药机械有限公司开发研制的高真空热泵双效浓缩器，改变了传统浓缩的冷凝方式，采用改进后的热泵双效技术，真空度更高，稳定性更好，节能效果显著，特别适用于含皂苷高、含糖高、热敏性强等特点的浓缩工艺生产。该项目获得2010年佛山科技成果一等奖，评价为“项目综合技术水平达到国内领先”。2011年获得“广东省高科技产品”称号。目前该产品已在北京同仁堂、佛山德众药业等国内知名企业推广应用。

该机组由喷雾传质式冷凝器和热泵双效浓缩器两部分组成，主要特点如下：

1 喷雾传质式冷凝器

（1）高真空：采用喷雾传质式冷凝器，不需要冷却塔、冷却池和大功率循环泵，利用风机、水环泵和小水泵，耗水、耗电少，真空度高。3 000 L以下热泵双效的冷凝系统只需12.5 kW以下总电耗，真空度可达-0.085 MPa以上。该技术已获国家发明专利。

（2）低水耗：采用喷雾传质式有相变的对流换热方式代替了传统的列管式单相流体的对流传热，耗水量特别少。1 000 L热泵双效Ⅱ效需要冷凝的二次蒸气只有350 kg/h，理论上喷在翅片管上蒸发吸热的水也只需350 kg，即理论上热泵双效冷却水耗量：2 000 L为0.7 t，3 000 L为1.1 t左右，但考虑喷淋的有效率因素应给以一定的富余量才能达到0.04～0.05 kg/（m2·s）的喷淋密度，并且考虑雾化需要一定的压力，在实际安装时1 000 L～3 000 L高真空热泵双效使用的喷雾水泵不超过1.5 kW就获得了足够的水量。

2 热泵双效浓缩器

热泵双效浓缩器是目前国内蒸气消耗最低的浓缩设备，是今后浓缩生产的首选设备。但国内热泵双效在中药生产的浓缩过程中，由于锅炉蒸气压力不稳定或某些中药材皂苷高、含糖高等因素造成Ⅰ、Ⅱ效真空波动大，难操作。德众药机采用热平衡方式解决了这个难题。除此之外德众药机产生的高真空热泵双效浓缩器还具有以下显著特点：

（1）消泡技术：中药材普遍存在含糖高，含皂苷高，浓缩时易产生泡沫，常出现暴沸、跑料现象，增加了操作难度并降低了生产效率。本浓缩器采用喷雾技术，成功解决了浓缩中的消泡问题。

（2）防垢技术：采用强制外循环三管程设计，大大增加了药液在列管中的流速，达到2 m/s左右；采用蒸气喷射泵使加热混合蒸汽温度不超过90 ℃，大大延长了强洗周期，且药垢极薄易清洗。

（3）节能、高效：采用喷雾传质式冷凝器、热泵和强制循环泵等关键技术，达到节电，节蒸气。例如2 000 L的浓缩器，冷凝系统总耗电9.1 kW，蒸发1 t水只需耗用0.37 t蒸气，消耗水量1 t/h左右。

（4）自动控制技术：液位、蒸气压力、进液温度、消泡等参数自动控制，减少跑料的同时大大减轻了操作人员劳动强度。

该设备经佛山德众药业使用二年多，运行稳定，生产效率高，节能效果好。现在德众公司原有的三套浓缩已经有两套采用热泵双效，节电的蒸发式冷凝器真空系统完全取代原来的水力喷射器及凉水塔。9月份浓缩能耗与2009年（原生产设备）平均值比较，生产每吨药材节电75.46%，节约用蒸气33.87%。经佛山市节能监测中心对德众药业改造后的3 000 L热泵双效进行测试，比原3 000 L单效节约蒸汽62.61%，节约电耗73.55%。若按2010年德众药业浓缩的产量计算，改造后的浓缩器综合节约成本185万元，投资回收期不过半年。