球形真空濃縮裝置的工作原理核心是“利用真空降低溶劑沸點,結(jié)合加熱加速溶劑揮發(fā),再通過冷凝回收溶劑,最終實現(xiàn)物料濃縮”,全程在低溫環(huán)境下進行,可保護熱敏性成分,具體流程分四步:
1. 建立真空環(huán)境,降低溶劑沸點
真空系統(tǒng)(真空泵、緩沖罐)啟動后,抽走球形罐體內(nèi)的空氣,使罐內(nèi)形成負壓(通常真空度-0.08~-0.098MPa)。根據(jù)“壓力越低,液體沸點越低”的物理原理,溶劑(如水、乙醇)的沸點會大幅下降——例如常壓下沸點100℃的水,在真空度-0.095MPa時沸點僅約35℃,為熱敏性物料(如中藥多糖、果汁維生素)創(chuàng)造低溫濃縮條件,避免有效成分因高溫破壞。
2. 加熱物料,加速溶劑揮發(fā)
加熱組件(夾套或內(nèi)置盤管)通入加熱介質(zhì)(蒸汽、熱水等),通過罐壁或盤管將熱量間接傳遞給罐內(nèi)物料。物料受熱后,其中的溶劑(而非目標(biāo)成分)快速達到低溫沸點并揮發(fā)成蒸汽,且球形罐體的“大表面積/體積比”能讓熱量均勻傳遞,避免物料局部過熱焦化。
3. 冷凝回收溶劑,減少浪費與污染
揮發(fā)的溶劑蒸汽通過罐體頂部的管道進入冷凝系統(tǒng),與冷凝器內(nèi)的低溫介質(zhì)(冷卻水、冷空氣)逆流換熱——蒸汽遇冷液化成液體,再流入氣液分離器,分離出少量未冷凝的不凝氣(如殘留空氣),液化后的溶劑從分離器底部排出,回收率通常≥95%(如乙醇、丙酮等有機溶劑可循環(huán)復(fù)用,降低成本)。
4. 收集濃縮液,完成濃縮過程
隨著溶劑持續(xù)揮發(fā)并被回收,罐內(nèi)物料中的目標(biāo)成分(如中藥浸膏、果汁固形物)濃度逐漸升高。待濃度達到工藝要求(如中藥浸膏相對密度1.2~1.3),關(guān)閉真空與加熱系統(tǒng),通過罐體底部的出料口,利用重力或輕微正壓將濃縮液排出,完成整個濃縮過程。
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