ที่ เครื่องความเข้มข้นของการระเหย ทำงานโดยการเอาตัวทำละลาย (โดยปกติคือน้ำ) ออกจากสารละลาย ทำให้ตัวถูกละลายเข้มข้น (เช่น สารออกฤทธิ์หรือสารประกอบ) โดยทั่วไปฟังก์ชันการทำงานและหลักการพื้นฐานที่ใช้มีดังนี้:
กระบวนการทำงานขั้นพื้นฐาน:
การทำความร้อนสารละลาย: สารละลายที่มีตัวถูกละลายและตัวทำละลายจะถูกให้ความร้อนเพื่อระเหยตัวทำละลาย ซึ่งมักจะเป็นน้ำ พลังงานความร้อนทำให้โมเลกุลของตัวทำละลายเปลี่ยนสถานะเป็นไอ
การระเหย: เมื่อตัวทำละลายระเหย สารละลายที่เหลือจะมีความเข้มข้นมากขึ้นกับตัวถูกละลาย
การกำจัดไอ: จากนั้นตัวทำละลายที่ระเหยจะถูกรวบรวมและควบแน่นกลับเป็นของเหลว หรือสามารถปล่อยออกมาได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของระบบ
ทำซ้ำวงจร: ในเครื่องบางเครื่อง กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้หลายขั้นตอนเพื่อให้ได้ระดับความเข้มข้นที่สูงขึ้น
หลักการทำงาน:
การยกระดับจุดเดือด: ในบางการออกแบบ เครื่องจักรทำงานโดยการลดความดันเพื่อลดจุดเดือดของตัวทำละลาย ทำให้ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำลง สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เช่น ส่วนผสมทางเภสัชกรรมหรือสารสกัดจากพืช
การแลกเปลี่ยนความร้อน: เครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพใช้ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อถ่ายเทความร้อนจากไอไปยังสารละลายที่เข้ามา สิ่งนี้จะช่วยอนุรักษ์พลังงานโดยการรีไซเคิลความร้อนภายในกระบวนการ
การทำงานของสุญญากาศ (อุปกรณ์เสริม): เครื่องความเข้มข้นของการระเหยหลายเครื่องใช้เทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ สุญญากาศจะลดจุดเดือดของตัวทำละลาย ซึ่งช่วยให้ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำ โดยรักษาส่วนผสมออกฤทธิ์ที่อาจสลายตัวภายใต้ความร้อนสูง
ประเภทของระบบระเหย:
เครื่องระเหยแบบผลกระทบเดี่ยว: สารละลายจะถูกให้ความร้อนในห้องเดียว โดยที่ตัวทำละลายจะระเหยออกไป และรวบรวมสารละลายเข้มข้นไว้
เครื่องระเหยแบบหลายเอฟเฟกต์: ระบบขั้นสูงกว่านั้นใช้หลายขั้นตอน (เอฟเฟกต์) โดยที่ไอจากขั้นตอนหนึ่งจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่สารละลายในขั้นตอนถัดไป ระบบนี้ประหยัดพลังงานและมักใช้สำหรับการดำเนินงานขนาดใหญ่
เครื่องระเหยฟิล์มแบบตก: ระบบที่มีประสิทธิภาพสูงโดยที่สารละลายไหลลงผนังของท่อให้ความร้อนในรูปแบบฟิล์มบาง ช่วยให้เกิดการระเหยและความเข้มข้นได้อย่างรวดเร็ว
เครื่องระเหยแบบบังคับหมุนเวียน: ในระบบนี้ สารละลายจะถูกหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง และการระเหยเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม ป้องกันการเกิดตะกรันหรือเปรอะเปื้อนบนพื้นผิวอุปกรณ์
การใช้งาน:
ยา: ใช้สำหรับความเข้มข้นของส่วนผสมออกฤทธิ์หรือสารสกัดจากวัสดุจากพืช เช่น ยาจีนหรือ CBD
อุตสาหกรรมอาหาร: สกัดน้ำผลไม้ สารสกัด หรือส่วนผสมจากธรรมชาติอื่นๆ
การป้องกันสารเคมีและสิ่งแวดล้อม: ใช้สำหรับการทำให้สารประกอบเคมีเข้มข้นหรือลดของเสียโดยทำให้กระแสของเสียเข้มข้น
ข้อดี:
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: โดยเฉพาะกับระบบมัลติเอฟเฟกต์และระบบสุญญากาศ
การปกป้องวัสดุที่ไวต่อความร้อน: อุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะรักษาความสมบูรณ์ของสารประกอบที่ไวต่อความร้อน
ความสามารถในการปรับขนาด: สามารถนำไปใช้ตั้งแต่ห้องปฏิบัติการขนาดเล็กไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
วิธีการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพโดยมีการย่อยสลายส่วนประกอบที่จำเป็นน้อยที่สุด