蒸馏水机-多效及热压式蒸馏技术
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制水设备的流行风向-热压式蒸馏水机制药用水是制药生产过程的重要原料,参与了整个生产工艺过程,因此,在制药过程中,制药用水设备及分配系统是至关重要的组成部分。
随着科学和技术的发展,热压式蒸馏水机因其产水量大、能耗低、寿命长、水质好等优点,近些年来逐渐被国内企业应用,作为一个同时使用国内、国外热压水机的用户,下面就与大家分享一些热压水机的相关理解,以下内容以卧式热压蒸馏水机为例。
一、热压式蒸馏水机工作原理1、结构组成:热压式蒸馏水机主要由蒸发器组件、压缩机装置、预热器部分、收集器缓冲罐、注射用水缓冲罐、阀门、仪表和控制部分组成。
蒸发器组件:蒸发器的主要特点为采用水平管,降膜蒸发,提高了热能的利用率。
蒸发器管束上方均布喷淋装置、汽液折流挡板及丝网结构,布置喷淋结构是将循环水均匀布置到管束外表面,提高蒸发器的总传导系数,汽液折流板和丝网是将夹带较小颗粒水珠进行分离,形成最终的纯蒸汽,这一步骤能够保证绝对去除热源,降低细菌内毒素含量。
压缩机组件装置:主要由压缩机电机、压缩机叶轮组成,压缩机的运行稳定性和效率是热压水机的核心。
通过电机带动叶轮运动,将纯蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽送至管束内与循环水进行换热,因压缩机做功自身产生蒸汽,从而降低工业蒸汽的耗用量,来实现降低能耗和成本。
预热器部分:预热器主要通过多个双管板换热器,利用注射水、工业蒸汽、浓水与原料水进行换热,通过余热回收来提高料温度,减少蒸发用热量来实现降低能耗。
收集器缓冲罐:主要起循环水收集与缓冲作用,将未蒸发的循环水收集,利用循环泵进行再次循环蒸发。
注射用水缓冲罐:收集管束内冷凝下来的注射用水。
同时,并通过缓冲罐上方的喷淋及脱汽器将不凝气体去除并排出,从而降低注射用水电导率。
阀门仪表和控制部分:通过阀门的切换及比例调节保证系统各工位协调运转。
系统设置多点位仪表检测,用于保证和监控系统的正常运行。
2、工艺流程:其原理为原料水通过预热器部分(分别通过蒸馏水、浓水、工业蒸汽换热器进行预热)与循环水混合被雾化喷洒在蒸发器管束外壁上,对整个蒸发器先使用工业蒸汽作为热源将循环水进行加热,待雾化水进行蒸发形成纯蒸汽,剩余的未蒸发的水进入收集器以备循环使用,很少一部分水被排出以保证整个系统的浓度要求,即浓水排放。
多效蒸馏水机工作原理
多效蒸馏水机是一种通过多级蒸馏的方法来净化水的设备。
其工作原理可以描述如下:
1. 进水阶段:将待处理的原水流入多效蒸馏水机的进水口。
2. 加热蒸发阶段:原水经过预热器加热后,进入第一效蒸发器。
在蒸发器内,原水被加热并转化为蒸汽,而其中的杂质和固体颗粒则被留在蒸发器中。
3. 凝结阶段:从第一效蒸发器释放出的蒸汽进入冷凝器,冷凝器通常是一个管道,内部充满冷却水。
蒸汽在冷凝器中冷却,并逐渐凝结为液态水。
此时,水中的少量杂质会随着蒸汽而被淘汰出去,形成的凝结水则收集起来。
4. 二次蒸发阶段:凝结水从冷凝器流入第二效蒸发器,然后被再次加热。
这一阶段与第一效蒸发器的过程类似,但是只有少量残留的杂质和微小颗粒在这一阶段被过滤掉。
5. 再次凝结阶段:从第二效蒸发器释放的蒸汽进入第二个冷凝器,同样通过冷却水的作用,使其凝结为液态水。
在这个过程中,任何剩余的杂质都会被排除。
6. 储水阶段:这样经过多次蒸发和凝结循环后,最终得到高纯度的蒸馏水。
这水被集中存储起来,以备使用。
需要注意的是,多效蒸馏水机的工作利用了蒸汽与水在不同温
度下的气相/液相相互转化的特性,从而实现了水中杂质的去除。
通过多个蒸发和凝结的阶段,该设备可以达到很高的水质净化效果。
升膜式多效蒸馏水机蔡春山一、蒸馏水机发展史蒸馏水机是无菌制药企业必备的生产注射级蒸馏水的设备。
目前市场上在用的基本为中国上世纪八十年代仿制的降膜式多效蒸馏水机,少数采用热压式蒸馏水机,上述蒸馏水机都存在耗能高、浪费原料水的问题。
热压式蒸馏水机成功地取代单效蒸馏塔式蒸馏水机是蒸馏水机领域的一个进步,它在一定程度上节约了工业蒸汽。
热压式蒸馏水机是利用蒸汽机械再压缩技术,即MVR:(mechanical vapor recompression )技术。
MVR 的理论基础是波义耳定律,由此推导出,PV/T =K,其含义是一定质量的气体的压强*体积/温度为常数,也就是说当气体的体积减小,压强增大时,气体的温度也会随即升高。
根据此原理,当稀薄的二次蒸汽在经体积压缩后其温度会随之升单效蒸馏塔式热压式蒸馏水蒸馏水机历程多效蒸馏水机升膜式多效蒸馏水机降膜式多效蒸馏水机上世纪五十年代前,由于能耗大,已经被淘汰上世纪六十年代后,节约部分蒸汽,耗电量大,维护维修复杂,运行成本高。
上世纪八十年代开始仿制。
上世纪七十年代,结构简单,运行较可靠,蒸汽量有所降低。
上世纪八十年代国内成功仿制。
2013年研制成功,流程简单、水质高纯、节能显著、产水率高,实现冷凝水、浓缩水低温排放。
高,从而实现将低温、低压的蒸汽变成高温高压的蒸汽,进而可以作为热源再次加热需要被蒸发的原液,从而达到可以循环回收利用蒸汽的目的。
MVR是重新利用它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技术.MVR技术适宜需要低温蒸发的环境或者终端排放时没有回收利用价值或低效蒸汽加压加热再利用。
MVR技术优点:能一定程度上节约工业蒸汽消耗,能满足低温蒸发的需求。
但是,根据蒸发基本原理我们知道,蒸发的一个基本原理是提高液体的蒸发温度,对于蒸馏水机来说应该没有低温低压蒸发的需求。
MVR技术缺点:蒸汽压缩机结构复杂,维护维修成本高,耗电量大,噪音大,设备采购成本高。
多效蒸馏水机工作原理
多效蒸馏水机是一种通过多级蒸汽传热和冷凝动作来实现水的蒸馏纯化的设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 原水加热蒸发:原水经过预处理后,首先进入多效蒸馏器的加热蒸发器。
在该蒸发器中,原水被加热至沸点以上,并产生蒸汽。
2. 多效传热:蒸汽产生后,会进入多效蒸馏器的下一级传热器。
在每一个传热器中,蒸汽与相对较低温度的冷凝剂接触,从而释放出热量,并将一部分水蒸发成蒸汽。
3. 冷凝:蒸汽通过连续的多级传热和冷凝作用,逐渐失去热量,直到达到最后一个冷凝器。
在该冷凝器中,蒸汽冷却并凝结成纯净水。
这时,凝结出的水会被收集起来。
4. 冷凝剂再生:在冷凝器中,冷凝剂(通常为冷水)会在与蒸汽
接触的过程中被加热。
为了保持冷凝器的工作效率和稳定性,冷凝剂经常需要重新冷却。
通常,冷凝剂通过一系列冷却设备进行冷却,然后再次被引入多效蒸馏器。
5. 纯水收集:经过多次传热和冷凝后,最终的纯净水会被收集起来,并用于各种需求,例如制药、电子工业、实验室等。
多效蒸馏水机利用了蒸发、传热和冷凝的原理,并通过多级的传热和冷凝动作,提高了水的蒸馏效率和纯度。
由于多效蒸馏
器中采用了多个传热器和冷凝器,使得能量的利用更加有效,从而实现对水的高效蒸馏纯化。
多效蒸馏水机工作原理
多效蒸馏水机是一种通过多个蒸馏效应实现水的纯化的设备。
它主要由多个蒸馏器、冷凝器、热力泵、加热器和各种阀门等组成。
首先,将原始水加热到沸腾温度并进入第一个蒸馏器,这个蒸馏器内有一组板片或填料,通过加热器将水加热后,水蒸汽升入塔内,接触填料或板片上的冷凝液,产生冷凝作用,从而将水蒸汽变为液态水。
液态水流经塔底的分液器,分成两部分。
一部分作为产品水产出,另一部分则作为进料进入下一个蒸馏器。
进入下一个蒸馏器后,水再次被加热并产生蒸汽,与下面的冷凝液接触,发生冷凝反应,形成液态水。
这个过程会重复多次,直到达到所需的纯度。
每个蒸馏器中产生的水蒸汽都会进一步提高纯度。
多效蒸馏水机中的热力泵起着非常重要的作用。
它可以利用废热进行回收,并将低温的蒸汽压缩提高温度,以供给上层蒸馏器中的加热器使用。
这样可以大大节约能源消耗。
最终,经过多次蒸馏作用,水的纯度得到提高,达到高纯水的要求。
多效蒸馏水机的优点是具有高效、节能和稳定运行的特点,广泛应用于制药、电子、化工、食品和饮料等行业中的高纯水处理。
美国Aqua-Chem公司生产的热压式水机与我集团使用的多效水机对比情况(*****)一、**集团蒸馏水机情况:**集团现有蒸馏水机16台,规格从1吨至5吨不等,多数为国产设备。
蒸馏水制备形式主要为列管式多效蒸发式,主要消耗能源为高压工业蒸汽,最大产水量只能是5吨,效数最多可以到6效,设计为压力容器。
以中诺302车间为例:使用两台5吨/小时六效式蒸馏水机,设备说明书中标明每小时用蒸汽为2.5吨/小时,实际该设备使用一段时间后,随着蒸馏水机换热管表面结垢的出现,换热效率会明显下降,再加上平时开机时出水不合格时的蒸汽大量消耗,平均用汽量约为3~3.5吨/小时。
二、*****最新采用的热压式水机的应用情况和上述案例相同的蒸馏水量,*****采用热压式蒸馏水机实现,热压式水机是我国八五计划项目,当时我国从意大利购入一台热压式水机供给宝鸡中药设备厂进行解剖并由清华大学配合进行技术攻关,在80年代仿制出了中国的热压式蒸馏水机,并应用到了深圳制药,广州白云山制药和双鹤药业等二十多家制药企业,但由于技术不完全过关,应用受到一定限制。
*****购入的水机是美国原装设备,用一台10吨的热压式水机代替多效式水机,实际用汽量约为0.9吨蒸汽/小时,按每小时节约2.6吨蒸汽计算,一年3000工作小时,每年节约蒸汽约7800吨,蒸汽按250元/吨折算,每年可节约蒸汽费用195万元,大量节约蒸汽费用,可实现远程监控和无人值守形式的操作。
*****实际出水电导率为0.002µS,比国家药典标准要求高出1000倍。
二、Aqua-Chem公司生产的GPF PR-1800 SPEC-SHA型的热压式水机,如图:1.热压式水机介绍Aqua-Chem公司的GPF PR-3000 SPEC-SHA型的汽压式蒸馏水机可以提供生产11吨/小时符合现行USP和欧州WFI专论质量要求的注射用水。
该设备由主机和压缩机组成,主机具有蒸馏水换热器可以生产无热原的无菌水并且电导率在25°C不高于1.0uS。
Aqua-Chem雾化薄膜热压式蒸馏水机介绍一、简介Aqua-Chem从1947年开始为制药行业提供高纯水系统。
在过去的60年中Aqua-Chem 在全世界生物与制药领域销售了几百台制水设备。
今天全面与国际接轨的中国制药行业,亦有数十台设备每天在稳定地运行中。
Aqua-Chem雾化薄膜热压式蒸馏水机作为安全、稳定、高纯度的注射水制备系统解决方案,在制药、细胞培养、疫苗和其他相对苛刻的领域中得到了广泛的应用。
Wiptek作为Aqua-Chem亚洲合作伙伴,全面负责其在亚洲及中国市场的营销与服务。
专利技术雾化蒸发器专利设计提供了更大的管束湿润面积,减小了设备外形尺寸,节省了清洗时间,降低了废水的排出量。
雾化蒸发系统包括在线清洗(CIP)功能。
安全、简易的维护增加了有效生产时间。
水机所有的主要部件:压缩机、泵等均安装在设备基础上,便于维护。
使用低转速压缩机实现高产水量,比高速压缩机可靠性更高,寿命更长。
相比多效蒸馏水机,蒸汽耗量节省50%,如果生产低温注射用水,节能最大可达80%。
在最简单的预处理情况下,可以得到最佳TOC与内毒素指标的注射水。
Aqua-chem水机,可以运行40年,减少350,000吨二氧化碳的排放。
独到设计压缩机—低速直驱内部蒸汽密封的压缩机应用于产量在6吨/时以上的系统中;蒸发器—蒸发器为卧式设计并揉合了雾化膜技术,根据型号不同采用直管或U形管设计,每个管束的使用寿命在25-30年,无需严格的日常维护要求。
去除内毒素—热压式水机内部采用网型式的隔层体,该网就像一个非常曲折的道路和类似多层的围栏。
粒子在通道中往往会击中围栏而被阻碍,最终进入围栏的即使是非常非常小的颗粒,也会被截住。
由于运用蒸汽洗涤设计和折反蒸汽方向的方法,水机具有优越的去除内毒素能力,所有内毒素挑战性测试(进水侧大于>100EU/ml时)产水内毒素几乎在不可检测范围(<0.05EU/ml),这提供了一个超过3个log的去除能力。
多效蒸馏水机操作规程手动操作规程检查、水、电、汽、压缩空气、是否有无泄漏现象1.开机(1)打开总蒸汽阀门(2)打开多效蒸馏水机的总电源(3)打开角座阀门(4)蒸馏阀门的压力为0.2mpa(5)预热3分钟后,再开水开流量计,开始流量不要大,慢慢的增加。
(6)工艺流程进料水---预热器---蒸发器—冷凝器---储罐预热器由1、2、3、4效组成,跃然器由4组,冷凝器由2个组成(7)1效和预热器1组排放口都开为45度,排出蒸汽冷凝水(8)4效下面排放口,排整齐没有蒸发掉的水,浓缩水,正常运行开为45度。
(9)预热一段时间后,冷凝器上面的排放口,排一下空气,就可以排好立即关闭。
(10)1效和预热器1之间的排放口;排预热器的水到1效里没被蒸发掉的部分水(11)2效和预热器2之间的排放口;排1效到2效里没有被蒸发掉的部分水。
(12)调节进料水的流量,加大蒸汽的压力(0.3mpa)(13)当水的温度电导率达不到标准时,应当排放掉,合格后在送入储罐里。
(14)当多效蒸馏水机上的产水,温度偏高时,应增加进料水的流量,或减小蒸汽的压力,温度过高都被蒸发掉水量变小。
2、停机(1)关水的流量计,防止热水倒流(2)水泵(3)角座阀(气动阀)(4)压力表的蒸汽阀(5)总蒸汽阀6)打开所有排放口,排放积水,排好后应立即关闭阀门。
(7)总电源。
纯蒸汽发生器操作规程检查、蒸汽、纯化水、注射用水条件具备时在开机开机1、开总蒸汽阀门2、开送蒸汽阀门压力为0.2mpa3、打开排水阀,排生蒸汽阀,浓缩阀的阀把开启45度。
4、打开总电源5、打开水泵流量计、角应阀调节流量的大小。
6、工艺流程预热器—蒸发器—汽水分离器结构组成的7、蒸发器下底部位有个水位视镜防止水满了,当排水阀打开45度时,积水都排掉了。
8、汽水分离器上面有一个压力表,一个温度表,压力为等于或小于0.2mpa,温度在120摄氏度以上才正常运行。
9、当汽水分离器上面的压力大应排放下面的浓缩阀,排一阵子应关阀门成45度状态。
目的建立注射用水制备标准操作规程,保证使用人员正确操作,保障注射用水的水质符合工艺要求。
范围适用于注射用水的制备。
职责注射用水制备人员实施此规程,设备管理员负责监督检查。
内容1. 蒸馏水机参数及储罐参数:1.1 蒸馏水机参数1.2 储罐参数2.开机条件:2.1饱和的工业蒸汽(4bar以上);2.2合格的原料水;(2us/cm以内);2.3冷却水(软化水级别以上水源);2.4洁净的压缩空气;(5.5bar以上);2.5动力电源。
(380V 三相五线制交流电);3. 开机前检查:3.1整机通电,查看各仪表显示是否正常;3.2检查急停按钮是否按下;3.3检查工业蒸汽凝结水是否排放干净;3.4检查原料水泵是否有空气;3.5检查压缩空气是否达到要求;3.6检查工业蒸汽是否达到要求;3.7检查原料水和冷却水是否达到使用要求;4.注射用水制备:4.1流程图(见附件一)4.2自动模式4.2.1整机通电后触摸屏上会显示初始画面。
4.2.2在初始画面语言选择处点击“五星红旗”图标进入中文显示模式。
4.2.3点击初始画面中的“登陆”按钮输入正确的用户名“user1”和正确的密码“1111”点击“确定”键以及“进入”键后进入系统。
4.2.4进入系统后首次使用需要根据生产要求设定相应的生产参数,(无特殊要求,无需每次设置或更改)点击“参数设定”按钮可进行参数设定。
4.2.5点击“流程”按钮进入工艺管道流程图界面,在此界面点击“自动模式OFF”按钮设备按照设定好的参数自动运行产水。
4.2.6系统根据水质电导率值,检查出水是否符合要求,合格水进入注射用水罐,不合格水排放掉。
电导率不能高于1us/cm要求:电导率每小时检测一次并记录。
4.2.7停机时在流程界面点击“自动模式ON”按钮,将冷却水打开至最大约5分钟后关闭冷却水阀门,最后关闭工业蒸汽阀门和电源。
4.3手动模式4.3.1整机通电后触摸屏上会显示初始画面。
4.3.2在初始画面语言选择处点击“五星红旗”图标进入中文显示模式。
美国Aqua-Chem公司生产的热压式水机与我集团使用的多效水机对比情况(*****)一、**集团蒸馏水机情况:**集团现有蒸馏水机16台,规格从1吨至5吨不等,多数为国产设备。
蒸馏水制备形式主要为列管式多效蒸发式,主要消耗能源为高压工业蒸汽,最大产水量只能是5吨,效数最多可以到6效,设计为压力容器。
以中诺302车间为例:使用两台5吨/小时六效式蒸馏水机,设备说明书中标明每小时用蒸汽为2.5吨/小时,实际该设备使用一段时间后,随着蒸馏水机换热管表面结垢的出现,换热效率会明显下降,再加上平时开机时出水不合格时的蒸汽大量消耗,平均用汽量约为3~3.5吨/小时。
二、*****最新采用的热压式水机的应用情况和上述案例相同的蒸馏水量,*****采用热压式蒸馏水机实现,热压式水机是我国八五计划项目,当时我国从意大利购入一台热压式水机供给宝鸡中药设备厂进行解剖并由清华大学配合进行技术攻关,在80年代仿制出了中国的热压式蒸馏水机,并应用到了深圳制药,广州白云山制药和双鹤药业等二十多家制药企业,但由于技术不完全过关,应用受到一定限制。
*****购入的水机是美国原装设备,用一台10吨的热压式水机代替多效式水机,实际用汽量约为0.9吨蒸汽/小时,按每小时节约2.6吨蒸汽计算,一年3000工作小时,每年节约蒸汽约7800吨,蒸汽按250元/吨折算,每年可节约蒸汽费用195万元,大量节约蒸汽费用,可实现远程监控和无人值守形式的操作。
*****实际出水电导率为0.002µS,比国家药典标准要求高出1000倍。
二、Aqua-Chem公司生产的GPF PR-1800 SPEC-SHA型的热压式水机,如图:1.热压式水机介绍Aqua-Chem公司的GPF PR-3000 SPEC-SHA型的汽压式蒸馏水机可以提供生产11吨/小时符合现行USP和欧州WFI专论质量要求的注射用水。
该设备由主机和压缩机组成,主机具有蒸馏水换热器可以生产无热原的无菌水并且电导率在25°C不高于1.0uS。
制水设备的流行风向-热压式蒸馏水机制药用水是制药生产过程的重要原料,参与了整个生产工艺过程,因此,在制药过程中,制药用水设备及分配系统是至关重要的组成部分。
随着科学和技术的发展,热压式蒸馏水机因其产水量大、能耗低、寿命长、水质好等优点,近些年来逐渐被国内企业应用,作为一个同时使用国内、国外热压水机的用户,下面就与大家分享一些热压水机的相关理解,以下内容以卧式热压蒸馏水机为例。
一、热压式蒸馏水机工作原理1、结构组成:热压式蒸馏水机主要由蒸发器组件、压缩机装置、预热器部分、收集器缓冲罐、注射用水缓冲罐、阀门、仪表和控制部分组成。
蒸发器组件:蒸发器的主要特点为采用水平管,降膜蒸发,提高了热能的利用率。
蒸发器管束上方均布喷淋装置、汽液折流挡板及丝网结构,布置喷淋结构是将循环水均匀布置到管束外表面,提高蒸发器的总传导系数,汽液折流板和丝网是将夹带较小颗粒水珠进行分离,形成最终的纯蒸汽,这一步骤能够保证绝对去除热源,降低细菌内毒素含量。
压缩机组件装置:主要由压缩机电机、压缩机叶轮组成,压缩机的运行稳定性和效率是热压水机的核心。
通过电机带动叶轮运动,将纯蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽送至管束内与循环水进行换热,因压缩机做功自身产生蒸汽,从而降低工业蒸汽的耗用量,来实现降低能耗和成本。
预热器部分:预热器主要通过多个双管板换热器,利用注射水、工业蒸汽、浓水与原料水进行换热,通过余热回收来提高料温度,减少蒸发用热量来实现降低能耗。
收集器缓冲罐:主要起循环水收集与缓冲作用,将未蒸发的循环水收集,利用循环泵进行再次循环蒸发。
注射用水缓冲罐:收集管束内冷凝下来的注射用水。
同时,并通过缓冲罐上方的喷淋及脱汽器将不凝气体去除并排出,从而降低注射用水电导率。
阀门仪表和控制部分:通过阀门的切换及比例调节保证系统各工位协调运转。
系统设置多点位仪表检测,用于保证和监控系统的正常运行。
2、工艺流程:其原理为原料水通过预热器部分(分别通过蒸馏水、浓水、工业蒸汽换热器进行预热)与循环水混合被雾化喷洒在蒸发器管束外壁上,对整个蒸发器先使用工业蒸汽作为热源将循环水进行加热,待雾化水进行蒸发形成纯蒸汽,剩余的未蒸发的水进入收集器以备循环使用,很少一部分水被排出以保证整个系统的浓度要求,即浓水排放。