連續單效真空蒸髮結晶系統的製作方法

2023-05-17 23:10:46

本實用新型涉及結晶領域，具體涉及連續單效真空蒸髮結晶系統。

背景技術：

現有的結晶生產系統，通常使用較多的多效結晶器，系統較為複雜，且並沒有實現有效的連續生產。

穀氨酸鈉是一種胺基酸穀氨酸的鈉鹽，是一種無嗅無色的晶體，是味精的主要成分。穀氨酸鈉溶液通過濃縮，使得溶液中的穀氨酸鈉達到過飽和結晶析出，析出的單水穀氨酸鈉結晶體經分離、乾燥就是成品味精。穀氨酸鈉是目前世界上應用範圍最廣、產銷量最大的一種胺基酸。

目前我國穀氨酸鈉結晶一直沿用傳統方法，採用單效結晶，使用標準結晶罐，該蒸髮結晶方式屬於間歇生產，多為人工操作，自動化程度低，其操作參數不穩定，造成成品穀氨酸鈉晶型不穩定，且蒸汽消耗高，蒸發1噸穀氨酸鈉溶液需要1.1～1.2噸蒸汽，不利於節能生產。

技術實現要素：

針對上述問題，為了解決現有技術的不足，本實用新型的第一目的是提供連續單效真空蒸髮結晶系統，該系統通過利用加熱室產生的冷凝水對溶液進行初始的預熱，並充分利用結晶器產生的二次蒸汽，並且在負壓環境下結晶速度快，可大大減少蒸汽消耗量，節約生產能耗。

本實用新型提供的一個方案：

連續單效真空蒸髮結晶系統，包括，

用於對溶液進行預熱的預熱器；

加熱室，加熱室溶液入口與預熱器連通，加熱室內通入蒸汽與進入加熱室內的溶液進行熱交換；

真空結晶器，真空結晶器與加熱室、離心機和表面冷凝器分別單獨連接，經加熱室加熱後的溶液在結晶器內結晶，結晶的晶漿進入離心機分離得到晶體成品，真空結晶器產生的二次蒸汽部分進入表面冷凝器冷凝，部分進入加熱室循環利用。

上述蒸髮結晶系統的採用，通過加熱室、結晶器的採用，相對節約能源，該系統可實現晶體的連續生產，並充分利用結晶器內溶液結晶時產生的二次蒸汽，實現連續生產過程中蒸汽耗量的大大降低，降低了生產成本，節能效果顯著。

進一步地，所述加熱室的蒸汽入口與蒸汽噴射泵連通以對生蒸汽和從真空結晶器內流出的部分蒸汽進行壓縮升溫，這樣可實現二次蒸汽的利用率，壓縮升溫後進入到加熱室內的蒸汽溫度在75～80℃，優選77℃，加熱室內進入的穀氨酸鈉溶液溫度為55～65℃，最好是在60℃，這個穀氨酸鈉溶液是由預熱器出來的穀氨酸鈉溶液與結晶器出來的未結晶液體混合後的溫度；在加熱室內加熱後穀氨酸鈉溶液在加熱室出口溫度為65～70℃，優選69℃。

進一步地，所述加熱室與儲液罐連接，儲液罐為一個汽水分離罐，該汽水分離罐中冷凝水排出，小部分蒸汽就從上面的出口再回到加熱室，實現再次利用，加熱室內蒸汽冷凝後產生的冷凝水進入儲液罐，此時冷凝水的溫度在75～80℃之間，通常情況下77℃左右，儲液罐與所述的預熱器連通以將冷凝水用於在預熱器中對溶液進行預熱，充分利用整個循環系統的熱量，這樣針對穀氨酸鈉溶液，進入預熱器的溫度是在20～30℃，經過預熱器預熱後出口溫度在45-55℃，充分利用了系統產生的熱量，能量利用率高。

進一步地，所述真空結晶器的循環液出口與所述加熱室的溶液入口連接，以將真空結晶器內產生的細晶循環液在加熱室內重新溶解，再次在加熱室內加熱，結晶器內結晶，實現循環，更加節能高效。

進一步地，所述真空結晶器為DTB型結晶器，DTB結晶器內料液溫度為60～70℃，優選64℃；DTB型結晶器工作壓力為-0.075～-0.085MPa，優選-0.08MPa；二次蒸汽溫度為55～65℃，優選59℃。DTB結晶器是一種晶漿內循環式結晶器，性能良好，生產強度高，能生產顆粒較大的晶粒，且結晶器內不易結疤；DTB結晶器內螺旋槳通過攪拌機帶動旋轉使DTB結晶器內的料液沿導流筒不停進行內循環，在澄清區內較大的晶體沉降分離至DTB結晶器底部，含少量細晶的循環液由循環液出口排出，經循環管路送至加熱室重新加熱溶解；此外，可通過調節DTB結晶器中螺旋槳的轉速來實現對穀氨酸鈉結晶粒徑的調節，速度越快，形成的粒徑越細。

進一步地，所述表面冷凝器與水環真空泵連接以排出不凝氣，表面冷凝器和所述的預熱器分別與冷凝水儲罐連接，以收集各自排出的冷凝水；或者，也可以直接將這兩部分排出的冷凝水排出。

進一步地，所述離心機的液體出口與真空結晶器的溶液入口連通，離心機後的不飽和溶液通過液體出口再進入真空結晶器進一步蒸髮結晶。

上述連續單效真空蒸髮結晶系統可應用於穀氨酸鈉結晶。

採用上述系統的一種穀氨酸鈉連續單效真空蒸髮結晶工藝，具體步驟如下：

1)穀氨酸鈉溶液進入預熱器進行預熱；

2)預熱後的穀氨酸鈉溶液進入加熱室，與加熱室內的蒸汽進行換熱；

3)從加熱室換熱後的穀氨酸鈉溶液進入DTB結晶器，結晶室內為負壓環境，穀氨酸鈉溶液溫度在60～70攝氏度範圍之內，在結晶室內產生穀氨酸鈉溶液不斷結晶，所結晶漿通過離心機分離出固態的穀氨酸鈉成品；

4)DTB結晶器內產生的二次蒸汽部分進入表面冷凝器冷凝，部分進入加熱室循環利用。

其中，所述加熱室與儲液罐連接，加熱室內蒸汽冷凝後產生的冷凝水進入儲液罐，儲液罐與所述的預熱器連通以將冷凝水用於在預熱器中對穀氨酸鈉溶液進行預熱；

真空結晶器的循環液出口與所述加熱室的溶液入口連接，以將真空結晶器內產生的細晶循環液在加熱室內重新溶解。

本實用新型的有益效果是：

1)通過預熱器、加熱室和結晶器的使用，實現了穀氨酸鈉結晶的連續性生產，改變了傳統的間歇生產模式，通過對蒸發器內產生的二次蒸汽進行循環利用，可大大減少蒸汽耗量。

2)通過加熱室產生的冷凝水，充分利用這部分冷凝水的熱量對原始溶液進行預熱，充分利用熱量。

3)通過加熱室的設置，對溶液進行二次加熱，且加熱室既可利用生蒸汽，同時可利用蒸發器產生的二次蒸汽，在輔助節約能源的同時，亦可幫助快速對溶液的加熱。

4)整個系統的設置實現了穀氨酸鈉顆粒的連續循環產生，且結晶產品質量高，結晶顆粒度大，顆粒均勻，表面光潔，顆粒粒徑在一定範圍內可進行調節。

附圖說明

圖1為DTB穀氨酸鈉連續單效真空蒸髮結晶工藝設備圖。

圖2為DTB結晶器設備圖。

其中，1-水環真空泵，2-離心機，3-表面冷凝器，4-結晶器，5-加熱室，6-蒸汽噴射泵，7-儲液罐，8-預熱器，9-循環泵，10-冷凝水泵，11-原料泵，12-二次蒸汽出口，13-循環液出口，14-澄清區，15-導流筒，16-螺旋槳，17-溶液入口，18-攪拌機，19-晶漿出口，20-冷凝水儲罐，21-冷卻水進，22-冷卻水出，23-不凝氣，24-成品，25-穀氨酸鈉溶液，26-生蒸汽。

具體實施方式

下面結合說明書附圖具體實施例對本實用新型作進一步的描述：

實施例1

如圖1所示，連續單效真空蒸髮結晶系統，包括水環真空泵1，離心機2，表面冷凝器3，結晶器4，加熱室5，蒸汽噴射泵6，儲液罐7，預熱器8，循環泵9，冷凝水泵10，原料泵 11，表面冷凝器3有冷卻水進21和冷卻水出22。

如圖2所示，DTB結晶器，包括蒸汽排出口12，循環液出口13，澄清區14，導流筒15，螺旋槳16，溶液入口17，攪拌機18，晶漿出口19。

連續單效真空蒸髮結晶系統，包括用於對溶液進行預熱的預熱器8；加熱室5，加熱室5溶液入口與預熱器8連通，加熱室5內通入蒸汽與進入加熱室5內的溶液進行熱交換；真空結晶器4，真空結晶器4與加熱室5、離心機2和表面冷凝器3分別單獨連接，經加熱室5加熱後的溶液在結晶器4內結晶，結晶的晶漿進入離心機2分離得到晶體成品24，真空結晶器4產生的二次蒸汽部分進入表面冷凝器3冷凝，部分進入加熱室5循環利用；所述表面冷凝器3與水環真空泵1連接以排出不凝氣23，表面冷凝器3和所述的預熱器8分別與冷凝水儲罐連接；所述離心機2的液體出口與真空結晶器4的溶液入口連通，離心機2後的不飽和溶液通過液體出口再進入真空結晶器4進一步蒸髮結晶。

上述蒸髮結晶系統的採用，可實現晶體的連續生產，並充分利用結晶器4內溶液結晶時產生的二次蒸汽，實現連續生產過程中蒸汽耗量的大大降低，降低了生產成本，節能效果顯著。

所述加熱室5的蒸汽入口與蒸汽噴射泵6連通以對生蒸汽26和從真空結晶器4內流出的部分蒸汽進行壓縮升溫，這樣可實現二次蒸汽的利用率，壓縮升溫後進入到加熱室內的蒸汽溫度在75～80℃，優選77℃，加熱室內進入的穀氨酸鈉溶液溫度為55～65℃，最好是在60℃；在加熱室內加熱後穀氨酸鈉溶液在加熱室出口溫度為65～70℃，優選69℃。

所述加熱室5與儲液罐7連接，加熱室5內蒸汽冷凝後產生的冷凝水進入儲液罐，加熱室5內在與溶液換熱後，產生冷凝水，冷凝水進入儲液罐，此時冷凝水的溫度在75～80℃，一般是77℃，儲液罐7與所述的預熱器8連通以將冷凝水用於在預熱器8中對溶液進行預熱，充分利用整個循環系統的熱量。

所述真空結晶器4的循環液出口與所述加熱室5的溶液入口連接，以將真空結晶器4內產生的細晶循環液在加熱室5內重新溶解，再次在加熱室5內加熱，結晶器4內結晶，實現循環，避免浪費。

所述真空結晶器4為DTB型結晶器，DTB結晶器內料液溫度為60～70℃，優選64℃；壓力為-0.075～-0.085MPa，優選-0.08MPa；二次蒸汽溫度為55～65℃，優選59℃。DTB型結晶器是一種晶漿內循環式結晶器，性能良好，生產強度高，能生產顆粒較大的晶粒，且結晶器內不易結疤；DTB型結晶器內螺旋槳通過攪拌機帶動旋轉使DTB結晶器內的料液沿導流筒不停進行內循環，在澄清區內較大的晶體沉降分離至DTB結晶器底部，含少量細晶的循環液 由循環液出口排出，經循環管路送至加熱室重新加熱溶解。

上述系統可以應用於穀氨酸鈉的結晶生產。

一種穀氨酸鈉連續單效真空蒸髮結晶工藝，具體步驟如下：

1)穀氨酸鈉溶液25經原料泵11進入預熱器8，預熱後的穀氨酸鈉溶液與循環液混合後由循環泵9送入加熱室5；

2)穀氨酸鈉溶液在加熱室5內與蒸汽進行熱交換，換熱後的蒸汽成為冷凝水進入儲液罐7，冷凝水經冷凝水泵10去預熱器8對穀氨酸鈉溶液進行預熱，未冷凝的蒸汽重新進入加熱室5繼續進行熱交換；

3)加熱後的穀氨酸鈉溶液從溶液入口17進入DTB結晶器4，並在DTB結晶器4內不斷結晶，螺旋槳16通過攪拌機18帶動旋轉使DTB結晶器4內的料液沿導流筒15不停進行內循環，在澄清區14內較大的晶體沉降分離至DTB結晶器4底部，含少量細晶的循環液由循環液出口13排出，經循環管路送至加熱室5重新加熱溶解，

4)晶漿由晶漿出口19排出後進入離心機2中進行固液分離，離心後的固體即為穀氨酸鈉成品，離心後的不飽和溶液被送回DTB結晶器4進一步蒸髮結晶；

5)DTB結晶器4內產生的二次蒸汽由二次蒸汽出口12排出後一部分回蒸汽噴射泵6與生蒸汽混合壓縮升溫後進入加熱室5進行循環利用，一部分進入表面冷凝器3冷卻成為冷凝水排出；系統內的不凝氣通過水環真空泵1排出。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不是本實用新型的全部實施例，不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。

除說明書所述技術特徵外，其餘技術特徵均為本領域技術人員已知技術，為了突出本實用新型的創新特點，上述技術特徵在此不再贅述。