生物工程设备蒸发,结晶设备
蒸发结晶工艺及设备
蒸发结晶工艺及设备蒸发结晶工艺及设备一、引言蒸发结晶是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
本文将详细介绍蒸发结晶的工艺流程以及相关设备。
二、蒸发结晶工艺流程1. 原料准备在进行蒸发结晶之前，需要准备好相应的原料。
原料可以是溶液、悬浮液或浸出液等。
2. 进料与预热将原料通过进料系统加入到蒸发器中，并在进料系统中进行预热。
预热可以提高进入蒸发器的温度，促进溶质的溶解度。
3. 蒸发器蒸发器是进行蒸发过程的核心设备。
有多种类型的蒸发器可供选择，如单效、多效、闪蒸等。
根据具体情况选择适合的蒸发器。
4. 转移热量在蒸发过程中，需要通过传热介质将热量转移到原料中。
常用的传热介质有水、汽等。
传热介质与原料之间通过换热器进行热量交换。
5. 浓缩与结晶在蒸发过程中，水分逐渐蒸发，原料逐渐浓缩。
当溶质浓度达到一定程度时，开始出现结晶现象。
结晶可以通过控制温度、压力和溶质浓度来实现。
6. 结晶分离结晶后的固体颗粒需要与溶液分离。
常用的分离方式有离心、过滤、沉淀等。
选择合适的分离方式可以提高产品纯度和产量。
7. 溶剂回收在蒸发结晶过程中，溶剂会随着水分一起蒸发。
为了节约资源和降低成本，可以通过回收溶剂来减少损耗。
8. 产品收集与干燥结晶后的产物需要进行收集和干燥。
收集可以通过输送带、斗式提升机等设备实现，干燥可以通过空气流动、真空等方式进行。
三、蒸发结晶设备1. 蒸发器蒸发器是实现蒸发过程的核心设备。
常见的蒸发器有单效蒸发器和多效蒸发器。
单效蒸发器适用于低浓度溶液，多效蒸发器适用于高浓度溶液。
2. 换热器换热器用于传递热量，将热量从传热介质转移到原料中。
常见的换热器有管壳式换热器、板式换热器等。
3. 结晶器结晶器用于实现结晶过程。
常见的结晶器有搅拌结晶器、静态结晶器等。
搅拌结晶器通过搅拌来促进结晶，静态结晶器则通过控制温度和压力来实现。
4. 分离设备分离设备用于将固体颗粒与溶液分离。
常见的分离设备有离心机、过滤机等。
蒸发和结晶设备培训
蒸发和结晶设备培训培训将分为两个部分：蒸发设备和结晶设备。
首先，培训将重点介绍蒸发设备的工作原理、操作流程和安全注意事项。
员工将学习如何正确设置蒸发器的参数，监测蒸发过程中的温度和压力变化，以及如何进行设备的清洁和维护。
此外，员工还将学习如何正确处理蒸发过程中产生的废液，并确保符合环保标准。
接下来，培训将重点介绍结晶设备的原理和操作流程。
员工将学习如何正确调节结晶过程中的温度、浓度和搅拌速度，以确保产品的质量和产量。
他们还将学习如何识别和解决结晶过程中可能出现的问题，以及如何进行设备的日常保养和维护。
培训将采用理论教学与实际操作相结合的方式进行。
员工将有机会亲自操作蒸发和结晶设备，从而加深对设备操作流程和注意事项的理解。
培训结束后，员工将进行考核测试，以确保他们掌握了正确的操作技能和知识。
通过这次蒸发和结晶设备培训，公司希望能够提升员工的技能水平，提高生产效率，降低设备故障率，并确保产品质量达到标准。
同时，培训也将有助于营造一个安全、高效的工作环境，促进公司的可持续发展。
由于蒸发和结晶设备在工业生产中具有重要的作用，因此培训的目的不仅是为了提高员工的操作技能，还包括提高其对设备原理和工艺流程的理解。
在培训过程中，员工将学习如何识别并解决设备操作中可能出现的问题，了解如何进行设备维护和故障排除，并明白这些设备在整个生产流程中的重要性。
蒸发设备培训将涵盖各种类型的蒸发器，包括多效蒸发器、蒸发结晶器和闪蒸设备等。
培训将重点介绍每种类型蒸发器的适用范围、工作原理和优缺点。
员工将学习如何正确安装和设置蒸发器，并了解影响蒸发效率的因素，如温度、压力和物料浓度等。
此外，培训还将涵盖蒸发废水的处理和回收，帮助员工了解如何符合环保标准并实现资源利用的最大化。
对于结晶设备的培训，员工将学习如何合理控制结晶条件，包括溶液的浓度、温度、搅拌速度等参数的调节。
他们还将了解结晶过程中可能出现的问题，并学习如何通过调整操作参数来解决这些问题。
强制循环MVR蒸发结晶器,MVR降膜蒸发器机构原理及特点
蒸发(或蒸馏法)虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。
机械蒸汽再压缩技术(MVR)可以说是一种经济的能量集成技术，减少了一次能源的浪费和大量的冷却、加热需求对环境造成的负面影响。
MVR蒸发器作为整个技术里最重要的设备，其机构原理和特点值得反复学习。
强制循环MVR蒸发结晶器，MVR降膜蒸发器具有如下优点：①③⑥①⑥①①②⑨⑧⑧耗用少量新鲜蒸汽，运行费用低;公用工程配套少，占地空间小;启动容易，操作简单，运行稳定;构造简单，操作成本低，蒸发温和MVR系统组成蒸发器：主题设备，包含加热器、分离器、循环泵。
压缩机系统：核心设备，压缩二次蒸汽提供蒸发热源，提高二次蒸汽的热焓。
预热器：余热利用及提高进料温度。
真空系统：维持整个系统的真空度，从装置中抽出部分不凝气体以及溶液代入得气体，以达到系统稳定的蒸发状态。
控制系统：压缩机转速、阀门、流量计、温度、压力的控制调节，以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。
自动报警、自动保护系统不受损伤，保持系统动态平衡。
MVR其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。
除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。
这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用，回收潜热，提高热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。
强制循环MVR蒸发结晶器，MVR降膜蒸发器介绍1、MVR降膜蒸发器工作原理：物料原液从换热器上管箱加入，经过布液器把物料分配到每根换热管内，并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜，管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热，边向下流动边沸腾并进行蒸发。
蒸发结晶工艺及设备
蒸发结晶工艺及设备一、蒸发结晶工艺的概述蒸发结晶是化学工业中常见的分离和纯化方法，通过调节温度和压力控制溶液中溶质的浓度，使溶质从溶液中析出形成晶体，从而实现纯化的目的。
蒸发结晶工艺广泛应用于化工、制药、食品等行业，是一种高效、经济、环保的分离技术。
二、蒸发结晶的工艺过程蒸发结晶工艺一般包括物料供给、蒸发浓缩、冷却结晶和产物分离等步骤。
具体工艺过程如下：1. 物料供给物料供给是蒸发结晶的起始步骤，需要将原始溶液或浓缩液注入蒸发器中。
溶液的供给方式有多种，如自流式供给、泵送供给、气力输送等。
根据溶液的性质和工艺要求选择适合的物料供给方式。
2. 蒸发浓缩在蒸发器中，溶液受热蒸发，蒸发介质带走部分水分，使溶液中溶质浓度升高。
蒸发浓缩过程需要根据溶液的性质和要求选择适合的蒸发器类型，如单效蒸发器、多效蒸发器、蒸发塔等。
3. 冷却结晶经过蒸发浓缩后的溶液进一步降温，使溶质超过饱和度，从而形成结晶核并逐渐生长，最终形成晶体。
冷却结晶过程需要控制降温速度、搅拌强度和时间等参数，以获得所需的晶体形态和尺寸。
4. 产物分离结晶过程结束后，需要将产物与溶液分离，通常通过离心、过滤、洗涤等方法实现。
分离后的产物可以用于进一步的处理和利用，溶液则可以回收和再利用。
三、蒸发结晶设备的种类和选择蒸发结晶设备的选择应根据溶液的性质、结晶目标和工艺要求来确定。
常见的蒸发结晶设备有：1. 蒸发器蒸发器是蒸发结晶过程中最主要的设备之一，根据传热方式的不同可以分为直接加热蒸发器和间接加热蒸发器。
常见的蒸发器类型有： - 管式蒸发器 - 挤管蒸发器- 浴式蒸发器2. 结晶器结晶器是用于冷却结晶过程的设备，常见的结晶器类型有： - 槽式结晶器 - 挂篮结晶器 - 充填床结晶器3. 分离设备分离设备用于将产物与溶液分离，常见的分离设备有： - 离心机 - 过滤机 - 离心过滤机根据溶液的性质和工艺要求选择合适的设备，同时要考虑设备的操作方便性、效率和经济性等因素。
完整版生物工程设备有关概念
1.发酵：用于描述果汁或麦芽浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生二氧化碳所引起的“沸腾”现象。
2.发酵工程：应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
3.无菌空气：是指通过除菌处理使空气中含菌量降低到零或极低，从而使污染的可能性降低至极小，一般按染菌的概率为10－3来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许1次染菌。
4.深层过滤的对数穿透定律：Lg（N2/N1）=-K’L，它表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层的函数。
5.过滤效率：就是滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值，它是衡量过滤器过滤能力的指标。
6.溶氧传质系数：L k a，即液膜传质系数与单位体积发酵液的气液界面面积的乘积，决定反应结构的最相关的参数。
7.全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变，要达到全挡板条件必须满足下式要求：(b/D)n=[(0.1～0.12)D/D]n=0.5，其中，D表示发酵罐直径，b表示挡板宽度，n表示挡板数。
8.自吸式发酵罐：是一种不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混和搅拌与溶氧传质的发酵罐。
9.细胞固定化：是指将游离的细胞包埋在多糖或多聚化合物制备成的网状支持物中、培养液呈流动状态进行无茵培养的一门技术。
10.生物反应器过程的放大：就是指以实验室或中试反应设备所取得的试验数据为依据，设计制造大规模的反应系统，以进行工业规模生产。
11.实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。
12.下游加工过程:发酵产品系通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得。
从上述发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程13.超临界流体：随着向超临界气体加压，气体密度增大达到液态性质，这种状态的流体称为超临界流体。
第十章 蒸发和结晶设备2结晶设备
第十章 蒸发和结晶设备
蒸发和结晶设备
10.1 蒸发设备 10.2 结晶设备
10.2 结晶设备
相对于其他化工分离操作，结晶过程有以下特点： ① 能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中， 分离出高纯或超纯的晶体。 ② 对于许多难分离的混合物系，例如同分异构体混合物、 共沸物，热敏性物系等，使用其他分离方法难以奏效，而适 用于结晶。 ③ 结晶与精馏、吸收等分离方法相比，能耗低，因结晶 热一般仅为蒸发潜热的1/3～1/10。又由于可在较低的温度下 进行，对设备材质要求较低，操作相对安全。 ④ 结晶是一个很复杂的分离操作，它是多相、多组分的 传热-传质过程。
10.2 结晶设备
快速冷却不加晶种的情况见图10-10（a）所示，溶解度 迅速穿过介稳区达到过饱和曲线，即发生自然结晶现象，大 量细晶从溶液中析出，溶液很快下降到饱和曲线。缓慢冷却 不加晶种的情况见图10-10（b），虽然结晶速度比图10-10 （a）的情况慢，但能较精确地控制晶粒的生长，所得晶体尺 寸也较大，这是一种常见的刺激起晶法。图10-10（c）为快 速冷却加晶种的情况，溶液很快变成过饱和，在晶种生长的 同时，又生成大量细晶核，缓慢冷却加晶种的情况见图10-10 （d），整个操作过程始终将浓度控制在介稳区，没有自然晶 核析出，晶体能有规则地按一定尺寸生长，产品整齐完好。
10.2 结晶设备
3．结晶设备 （1）冷却式结晶器 ① 搅拌槽结晶器 图10-11和图10-12是冷却式搅拌槽结晶器的基本结构， 其中图10-11为夹套冷却式，图10-12为外部循环冷却式，此 外还有槽内蛇管冷却式。搅拌槽结晶器结构简单，设备造价 低。夹套冷却结晶器的冷却比表面积较小，结晶速度较低， 不适于大规模结晶操作。另外，因为结晶器壁的温度最低， 溶液过饱和度最大，所以器壁上容易形成晶垢，影响传热效 率。为消除晶垢的影响，槽内常设有除晶垢装置。
蒸发结晶器的用途
蒸发结晶器的用途蒸发结晶器是一种常用的分离技术设备，主要用于将溶液中的溶质通过蒸发使其结晶析出，从而实现溶质的分离和纯化。
蒸发结晶器广泛应用于化工、制药、食品、冶金等领域，具有重要的工业应用价值。
蒸发结晶器的主要作用是通过加热溶液，使其中的溶质蒸发，然后冷却结晶，从而得到纯净的溶质。
它的原理是利用溶液中溶质和溶剂之间的差异性，通过蒸发溶剂使溶质逐渐饱和，溶质随溶剂的蒸发逐渐结晶析出。
蒸发结晶器通常由蒸发器、结晶器和结晶收集器组成。
蒸发结晶器的应用非常广泛。
在化工领域，蒸发结晶器可用于有机物的分离和纯化，例如有机酸、有机碱、有机盐等。
在制药领域，蒸发结晶器可用于制备药物中间体和纯化药物。
在食品工业中，蒸发结晶器可用于提取食品中的活性物质和去除无机盐。
在冶金行业，蒸发结晶器可用于提取金属盐和纯化金属。
蒸发结晶器的选择和设计需要考虑多个因素。
首先是溶液的特性，包括溶质的性质、溶解度、浓度等。
其次是工艺要求，包括结晶速率、结晶度、结晶产率等。
此外，还需要考虑设备的操作稳定性、能耗以及维护成本等因素。
蒸发结晶器有多种类型，包括单效蒸发结晶器、多效蒸发结晶器、膜蒸发结晶器等。
单效蒸发结晶器是最简单的一种，通过加热溶液使其蒸发，然后冷却结晶。
多效蒸发结晶器则是在单效蒸发结晶器的基础上进一步提高能效，通过多级蒸发和结晶来实现更高的结晶产率。
膜蒸发结晶器则是利用膜分离技术，将溶液中的溶质通过膜传质使其结晶析出。
在使用蒸发结晶器时，需要注意操作条件，包括溶液的初始浓度、加热温度、冷却速度等。
此外，还需要注意溶液中的杂质对结晶的影响，可能需要进行预处理或添加助结晶剂。
同时，还需要定期对蒸发结晶器进行清洗和维护，以保证其正常运行和长期稳定性。
蒸发结晶器是一种重要的分离技术设备，广泛应用于化工、制药、食品、冶金等领域。
通过蒸发溶剂使溶质结晶析出，实现溶质的分离和纯化。
选择和设计蒸发结晶器需要考虑溶液特性、工艺要求以及设备的操作稳定性和能耗等因素。
生物分离工程-结晶与结晶设备
晶体
固相
在一定温度下，当溶解和结晶速率相等时(u溶解 = u结晶)，晶体的质量及
溶质的浓度不随时间的改变而改变，此时的溶液恰好处于饱和状态，此状态
就是固－液体系达到相平衡。
2.溶解度曲线 ①溶解度
在一定的温度下，固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时，所能溶解的 克数(g/100g溶剂)。
生物分离工程-结晶与结晶设备
例如：通过结晶得到的岩白菜素是白色疏松的针状结晶（干燥后会变成
粉末状晶体）。
又如：从天然材料中提取并通过结晶得到的 咖啡因是白色（丝光）六角棱柱状结晶（干燥后 会变成粉末状晶体）。
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咖啡因晶体
⑤对X射线的衍射性 由于晶体具有对称性且长程有序，使得晶体
能对X射线发生衍射（X射线衍射法常用于测定晶 体结构）。
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4.过饱和曲线与结晶 获得良好的晶体，应控制溶质浓度在
不饱和区上、过饱和区下
不稳区:产生结晶 稳定区:不会结晶 介稳区: 刺激起晶区 养晶区
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稳定区 不稳区 介稳区
三个区域
AB线以下的区域称为稳定区，此区 溶液不可能发生结晶。
溶液浓度大于超溶解度曲线值时，自 发产生晶核，此区称为不稳区. 应避 免自发成核，以保证产品粒度。
• 溶质的纯度：越纯越易。多数蛋白质 和酶必须达到50％才能结晶
例如：
加热蒸发
岩白菜素(溶液)
岩白菜素(饱和液)
①降温
②蒸发溶剂
溶液结晶 岩白菜素(晶体)
苯甲酸－萘(混熔物) 降温
苯甲酸(晶体)+ 混熔物
硫(固体) 加热升华