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多效燕餾器的工作原理及性能評測
多效蒸餾器是國際上70年代制備注射用水的先進設備,全部選用316不銹鋼(低碳耐酸鋼)制成,具有產量大、質量高、耗水少、耗熱能低等優點。我國90年版藥典將淘汰重蒸餾器,而多效蒸餾器則是較為理想的取代設備。為了增加對該設備的了解,現將筆者對TD^-500型多效蒸餾器的使用情況介紹如下。
一、多效燕餾器的工作原理(見附圖)
多效蒸餾器常與電滲析器,離子交換器配套使用。首先將原水(飲用水)經過電滲析器,除去水中90%以上的帶電離子成為一級純水。一級純水經過陽陰陽陰4次離子交換成為供多效蒸餾器使用的料水(二級純水)。附圖表示如下;升8料水經料水導管2進入壓后經調節閥6、過濾器7上水泵5,、轉子流量計進入冷卻器9,然后依次進入第四效預熱器10,第三效預熱器11、第二效預熱器12、第一效預熱器1. 3,最后進入第一效蒸發器的布料器14。布料器均勻地將料水噴淋到一效器蒸發管27的外表面,在此部份料水被蒸發義燕發后的蒸汽做為下一效的熱源),未被蒸發的料水沿二效回水管19進入第二效的布料器15。以此原理順次流經三效,四效、五效,在五效底部裝有濃縮水排放管23,排放未蒸發的濃縮水。由于上水泵5不停的運轉,保證了各效蒸發管外表而具有充足的料水供給噴淋。
蒸汽經進汽閥24進入汽水分離器2 5,然后經迸汽管26進入一效蒸發器,通過一效蒸發器27將熱量傳給一效布料器14噴淋下的料水,而自身冷卻。冷卻水經一效蒸發管27的另一端排出返回鍋爐房,或做洗滌用水,第一效產生的二次蒸汽通過二效回汽管32進入二效蒸發管28作為熱源,將二效布料器15噴淋的料水蒸發,而自身冷卻為蒸餾水流入蒸餾水匯集管37中。第二效產生的二次蒸汽由三效回汽管JJ引入第三效蒸發管29,為三效的熱源,如此繼續,直到第五效。第五效的蒸汽在冷凝器9中被冷卻成蒸餾水,和第二、三、四,五效蒸發管冷卻后的蒸餾水共同進入蒸餾水匯集管370料水隨預熱器逐級加溫,蒸汽則能重復使用五次,從而使熱能得到了充分的利用。
二、蒸餾水熱動力學變化
水溫從0℃加熱,每升水升溫1℃需熱1仟卡。而每升100℃的沸水繼續加熱,需吸收539.7仟卡的潛熱方可變成100℃的蒸汽。設常溫下水的溫度為20 C,其熱動力關系見表1。
將常溫水變成蒸汽需加熱619.7仟卡(639.7-20),而將蒸汽冷卻成蒸餾水又需放熱599.7仟卡(639.7-60)。現在每生產1升蒸餾水將有93%熱能被釋放掉。多效蒸餾器根據水的熱動力學變化,較好地克服了熱能損失的問題。
三、多效蒸餾器所具有的優點
1.水質量高:多效蒸餾水與重蒸餾水相比,除全部符合《中國藥典》規定外,我們還對比電阻、濃縮30倍后的熱原(宣試劑法,靈敏度0.5Eu/ml)試驗進行了比較(見表2),證明多效蒸餾水水質高于重蒸餾水。
2.耗水少:將100℃的蒸汽變成6 0 0C的蒸餾水一般需14倍的冷卻水,即(639.7^60)‘C60-ZO)=14以我院每天需蒸餾水200萬ml計算,冷卻水至少需要20噸。多效蒸餾器則不需冷卻水,因為它在熱交換時自然冷粗,克服了目前城市供水緊張的弊端。
3.耗能少:從多效蒸餾器的工作原理中可以看出,它能重復使用五次熱能,使蒸汽的潛熱得了充分的利用,所以多效蒸餾器的耗能量僅為重蒸餾器的五分之一。以每天需蒸餾水200萬ml計算,可節能為92萬仟卡以_匕,即<639.7一60) x 2000 x 80%=927520仟卡。
4.節時:老式重蒸餾器產水量多為20^-30萬ml/h,因常年使用水垢增加,其蒸餾水產量均低于標示量,多效蒸餾器的產水量多在50萬ml/h以上,該機減少了工作時間,保證了新鮮蒸餾水的供給。
5.性能穩定:多效蒸餾器大多選用不銹鋼制成,結構上沒有轉動部件,機械性能較為牢固,在使用時只要嚴格控制電滲析器和離子交換器的水質,該機一般不存在磨損問題。工作時噪音低,可連續工作。
注射用水是滅菌制劑(特別是大輸液)中用量最大、質量要求最高的原料之一,為此使用高質量的注射用水是保證制劑質量的關鍵,特別是在目前能源和水源緊張的情況下,推廣使用多效蒸餾器,已成為降低生產成本的理想設備。
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