糖醇連續結晶新工藝及立式連續結晶器的製作方法

2023-10-26 12:37:42 1

專利名稱：糖醇連續結晶新工藝及立式連續結晶器的製作方法
技術領域：
本發明屬於功能糖生產技術領域，具體涉及一種糖醇連續結晶工藝及系統設備。
背景技術：
在國內現有的立式連續結晶技術中，均包括連續結晶罐、液壓系統、物料降溫系統 等生產工藝設備。連續結晶罐外形為立式長圓筒狀，上部為平面上蓋，上蓋上設有大梁，用 於安裝驅動整個冷卻裝置和布料裝置。底部為壓制的錐形封頭。6個立式軸上裝有間隔相 同的10個冷卻單元，如同11個順序連接的單個結晶罐，將立式結晶器分成11個冷卻條件 不同的結晶區。物料在連續結晶罐中的流向為自上而下經過溫度梯度遞減的各個結晶區間，逐漸 結晶。結晶完畢，啟動出料泵出料。同時，開啟晶種循環泵，回流部分物料作為晶種。由於該結晶系統採用以上設備和工藝，決定了現有連續結晶技術對結晶產品質量 存在以下不足之處，由於物料流向為自上而下經過溫度梯度遞減的各個結晶區間，為實現 出料和晶種循環，該結晶系統必須使用螺杆泵或轉子泵來強制物料流動，這對客戶要求晶 粒、晶形及質量的產品是十分不利的，因為螺杆泵或轉子泵通過泵或管道擠壓，將破壞產品 的晶粒和晶形，同時擠壓摩擦產生的雜質容易混入產品中，影響產品的最終質量。專利號為200710018179. 3，名稱為結晶果糖在立式連續結晶器上的生產工藝，提 供了結晶果糖在立式連續結晶器上的生產工藝，使物料體系形成一個穩定的降溫梯度，以 模擬果糖結晶降溫曲線。文中提到結晶果糖在立式連續結晶器上的生產工藝，同樣物料流 向為自上而下，出料和晶種循環必須使用螺杆泵或轉子泵來強制流動，製得的產品無論晶 粒、晶形及雜質異物無法滿足高品質客戶的要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種糖醇連續結晶新工藝及立式連續結晶器，以解決現有技 術影響產品質量的問題。本發明所述的立式連續結晶器主要由殼體、平蓋、布料裝置、刮料裝置、錐形封頭、 進料口、出料口組成，解決其技術問題所採用的技術方案是立式連續結晶器為主要生產設 備。殼體為立式筒形容器，該新型連續結晶器進料閥設在底部，出料閥設在上部側面；在殼 體內設置多組冷卻盤管，多組冷卻管分別與冷卻介質分配管連接，從上到下構成多個按順 序依次連接的單個結晶器，相當於多個盤管式換熱器。結晶器與多功能提升管連接，而多功 能提升管與設置在瓶蓋上的液壓提升裝置連接，液壓提升裝置包括剛性連接架、液壓缸和 液壓泵站，多功能提升管固定在剛性連接架上，剛性連接架固定在液壓缸的振動支架上。其 生產工藝包括(1)濃縮物料在蒸發工段濃縮至60-95%，調整出料溫度50_75°C，將物料打入立
式結晶罐。(2)攪拌待物料到達液位的5-15%時，啟動罐底的攪拌和液壓攪拌，並把液壓攪
3拌的頻率設定為1-2分鐘一個往復行程。(3)降溫養晶當物料距罐頂0.5-1米時，停止進料，啟動冷卻系統循環泵，對物 料進行降溫養晶。初次投料時，應分批次添加晶種。在整個降溫過程中，以冷卻盤管水溫 和物料溫度之差小於2-6°C，溫度差小於4°C為首要原則，太大的溫差會造成大量晶核的形 成，增加料漿黏度，從而降低分離效率。每3-5小時降低一次各層冷卻水的溫度設定，並逐 漸形成下高上低的梯度，最後把下中上三套冷卻水的溫度分別設定為55-35°C，40-25°C， 30-15°C。冷卻水流量一般控制在10-20立方米/小時。(4)出料經過30 60小時的降溫養晶，當結晶收率達到40-60% (幹基)，即達 到出料的時機。打開進料閥進料，同時，開啟出料閥出料。(5)成品結晶糖膏經離心、烘乾、包裝，得結晶麥芽糖醇成品純度達99. 5%以上。採用本發明的積極效果是省掉了出料泵和晶種循環泵；連續結晶工藝物料流向 為自下而上；該新型連續結晶工藝採用自上而下呈溫度梯度遞減的各個結晶區間；從而確 保了產品的晶粒、晶形和產品質量。解決了糖醇生產過程中結晶過程不能連續的問題，保證 生產的連續化進行。多層盤管梯級降溫，物料降溫均勻、可控，結晶效果好；降低工人的勞動 強度。


下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明附圖1為立式連續結晶器結構示意圖；圖中1錐形封頭、2刮料裝置、3殼體、4冷卻盤管、5多功能提升管、6布料裝置、7 平蓋、8冷卻介質分配管、9液壓提升裝置、10剛性連接架、11液壓缸、12出料口、13液壓泵 站、14進料口。
具體實施例方式如圖1所示，立式連續結晶器採用多級盤管振動式連續冷卻結晶方式，其殼體3為 立式筒形容器，在殼體3內設置多組冷卻盤管4，多組冷卻管4分別與冷卻介質分配管8連 接，從上到下構成多個按順序依次連接的單個結晶器，相當於多個盤管式換熱器，移走結晶 熱和其他拌熱，完成物料的冷卻結晶。多組冷卻盤管4它是由直管繞成的多層多邊形構成， 實現了與結晶物料的充分及均勻接觸，物料不會出現短路現象。為實現上下往復直線振動和攪拌物料、內件自身清潔的作用，結晶器與多功能提 升管5連接，而多功能提升管5與設置在平蓋7上的液壓提升裝置9連接，液壓提升裝置9 包括剛性連接架10、液壓缸11和液壓泵站13，多功能提升管5固定在剛性連接架10上，剛 性連接架10固定在液壓缸11的振動支架上。從而通過多功能提升管5用於實現冷卻盤管 4和冷卻介質分配管8的上下往復直線振動，同時起到攪拌物料和內件自身清潔的作用。本 實用新型的內部冷卻組件實現整體上下振動的直線運動，冷卻無死區，進入設備物料的結 晶實現了均一化；取消了大型部件的旋轉運動，簡化了結構，無需解決大直徑抵速旋轉密封 的難題。在該連續結晶器內，通過結晶物料重力作用，部分物料下沉回流作為晶種，開車後 所需的晶種由設備自身供給，結晶過程實現連續化。在罐頂部結晶好的物料通過溢流方式出料至離心工序。本實用新型可根據結晶工藝參數的不同對冷卻單元進行分組，每個冷卻單元足可 實現單獨參數控制，利於擬合結晶曲線。第一次投料運行時，應加入晶種，正常運行後，所需的晶種由設備自身循環供給。使用時，需要結晶的物料通過進料管進入殼體3，由布料裝置6將結晶好的物料均 勻分布到設備截面。冷卻介質通過分配管8分多路逆向流動通入冷卻盤管4，多層冷卻盤管 4相當於多個按順序依次連接的單個結晶器，把設備分成多個冷卻條件不同的結晶器。物料 自下而上經過溫度梯度遞減的各個結晶區間，逐漸結晶，並依靠底部進料的推動力和冷卻 盤管4的上下運動的推動力運動到布料裝置6，通過溢流方式進入到下道工序。以結晶麥芽糖醇為例，其具體工藝步驟如下(1)濃縮將濃度80-82%，純度>95% (相對於可溶解固形物)，麥芽糖醇液打入
立式結晶罐。(2)攪拌待物料到達液位的10%時，啟動罐底的攪拌和液壓攪拌，並把液壓攪拌 的頻率設定為1-1. 5分鐘一個往復行程。(3)降溫養晶當物料距罐頂1米時，停止進料，啟動冷卻系統循環泵，對物料進 行降溫養晶。在整個降溫過程中，以冷卻盤管水溫和物料溫度之差小於2-6°C，溫度差小於 4°C為首要原則。每4小時降低一次各層冷卻水的溫度設定，並逐漸形成下高上低的梯度， 最後把上中下三套冷卻水的溫度分別設定為44°C，36°C，28°C。冷卻水流量控制在15立方 米/小時。自上而下第一組盤管至第九組盤管冷卻水溫度分別控制為第一組盤管水溫控制在28 30°C第二組盤管水溫控制在30 32 °C第三組盤管水溫控制在33 34°C第四組盤管水溫控制在34 35 °C第五組盤管水溫控制在36 37 °C第六組盤管水溫控制在37 38 °C第七組盤管水溫控制在39 40°C第八組盤管水溫控制在41 42°C第九組盤管水溫控制在43 44 °C(4)出料經過55 60小時的降溫養晶，當結晶收率達到40-45% (幹基)，即達 到出料的時機，打開底部進料閥，頂部出料閥，調節進料流量。(5)結晶糖膏經離心、烘乾、包裝，得結晶麥芽糖醇成品純度達99.5%以上(相對 於乾物質)。為實現結晶過程的連續穩定，本發明在整個降溫結晶過程中通過DCS自動控制系 統，將進料流量與出料流量相關聯，冷卻介質溫度與物料溫度相關聯，實現計算機智能控 制。該新型連續結晶工藝，物料流向為自下而上，10個冷卻單元自下而上分布呈溫度 梯度遞減的各個結晶區間，通過結晶物料重力作用，部分物料下沉回流作為晶種，在罐頂部 結晶好的物料通過溢流方式出料至離心工序。該種結晶方式避免了泵或管道的擠壓，確保了產品的晶粒、晶形和產品質量。 該新型連續結晶工藝可用於澱粉糖及甘露醇、麥芽糖醇等功能糖醇的結晶。運行 正常後，將DCS各個控制點設為自動，通過計算機對結晶過程進行精確控制。
權利要求
一種糖醇連續結晶新工藝，其特徵是連續結晶工藝物料流向為自下而上；該新型連續結晶工藝採用自上而下呈溫度梯度遞減的各個結晶區間；有以下工藝步驟組成(1)濃縮物料在蒸發工段濃縮至60-95％，調整出料溫度50-75℃，將物料打入立式結晶罐；(2)攪拌待物料到達液位的5-15％時，啟動罐底的攪拌和液壓攪拌，並把液壓攪拌的頻率設定為1-2分鐘一個往復行程；(3)降溫養晶當物料距罐頂0.5-1米時，停止進料，啟動冷卻系統循環泵，對物料進行降溫養晶。初次投料時，應分批次添加晶種。在整個降溫過程中，以冷卻盤管水溫和物料溫度之差小於2-6℃，溫度差小於4℃為首要原則，太大的溫差會造成大量晶核的形成，增加料漿黏度，從而降低分離效率。每3-5小時降低一次各層冷卻水的溫度設定，並逐漸形成下高上低的梯度，最後把下中上三套冷卻水的溫度分別設定為55-35℃，40-25℃，30-15℃，冷卻水流量一般控制在10-20立方米/小時；(4)出料經過30～60小時的降溫養晶，當結晶收率達到40-60％(幹基)，即達到出料的時機，打開進料閥進料，同時，開啟出料閥出料；(5)成品結晶糖膏經離心、烘乾、包裝，得結晶麥芽糖醇成品純度達99.5％以上。
2.—種立式連續結晶器，主要由殼體、平蓋、布料裝置、刮料裝置、錐形封頭、冷卻盤管、 進料口、出料口組成，其特徵是該立式連續結晶器殼體為立式筒形容器，進料閥設在底部， 出料閥設在上部側面；在殼體內設置多組冷卻盤管，多組冷卻管分別與冷卻介質分配管連 接，從上到下構成多個按順序依次連接的單個結晶器，相當於多個盤管式換熱器；結晶器與 多功能提升管連接，而多功能提升管與設置在瓶蓋上的液壓提升裝置連接，多功能提升管 固定在剛性連接架上，剛性連接架固定在液壓缸的振動支架上。
3.按照權利要求2所述的立式連續結晶器，其特徵是液壓提升裝置包括剛性連接架、 液壓缸和液壓泵站。
全文摘要
一種糖醇連續結晶新工藝及立式連續結晶器，屬於功能糖生產技術領域。其殼體為立式筒形容器，進料閥設在底部，出料閥設在上部側面；在殼體內設置多組冷卻盤管，多組冷卻管分別與冷卻介質分配管連接，從上到下構成多個按順序依次連接的單個結晶器。結晶器與多功能提升管連接，液壓提升裝置包括剛性連接架、液壓缸和液壓泵站。其生產工藝包括(1)濃縮、(2)攪拌、(3)降溫養晶、(4)出料、(5)成品；或得結晶麥芽糖醇成品純度達99.5％以上。該連續結晶工藝物料流向為自下而上；該新型連續結晶工藝採用自上而下呈溫度梯度遞減的各個結晶區間；從而確保了產品的晶粒、晶形和產品質量。解決了糖醇生產過程中結晶過程不能連續的問題，保證生產的連續化進行。
文檔編號C07C29/78GK101850189SQ20101013506
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者張亮, 田強, 賀東海, 黃偉紅 申請人:山東福田藥業有限公司