一種香料連續精餾生產控制系統的製作方法

2023-10-24 08:34:42 2

本實用新型屬於精細化工設備技術領域，具體是一種香料連續精餾生產控制系統。

背景技術：

香料已被廣泛應用於香皂、洗滌劑、各種化妝品、護膚美容品、牙膏、空氣清潔劑和殺菌劑等環境衛生用品，糖果、餅乾、飲料、煙、酒、豆乳、奶製品、植物蛋白食品，以及醫藥、紙張、塑料、皮革、織物等的調味加香產品。隨著國民經濟的高速發展，人民生活水平不斷提高，傳統生活消費已不能滿足消費者日益增長的消費需求。消費者的多樣化需求拉動了社會對食品、化妝品、香菸、醫療等快速消費品的增長，相應地帶動了香精香料行業的快速發展。香料的分離提取通常採用精餾工藝，精餾工藝是化工生產中分離互溶液體混合物的典型單元操作，其實質是多級蒸餾，即在一定壓力和溫度下，利用互溶液體混合物各組分的沸點或飽和蒸汽壓不同，使輕組分汽化，經多次部分液相汽化和部分氣相冷凝，使氣相中的輕組分和液相中的重組分濃度逐漸升高，從而實現分離。

現有的香料分離提取精餾設備存在操作複雜、生產條件粗放控制、耗能高、生產成本高、產品得率低、產品純度低等問題。

技術實現要素：

本實用新型針對香料精餾設備存在的問題，提供一種香料連續精餾生產控制系統。本系統不僅可以控制精餾的溫度、壓力及流量，還能通過氣相色譜在線分析產品的純度；同時還具有耗能低、生產效率高、產品的純度、得率高，可實現連續性生產等優點。

為了實現以上目的，本實用新型採用的技術方案如下：

一種香料連續精餾生產控制系統，包括第一組分精餾裝置和第二組分精餾裝置；所述第一組分精餾裝置包括精餾塔A、冷凝器A、再沸器A和氣相色譜儀A，所述精餾塔A的塔頂與冷凝器A連接，所述冷凝器A的下方還連接有回流比控制器A, 所述回流比控制器A的下方還設有電磁閥A,所述氣相色譜儀A分別與流量控制器A和電磁閥A連接，氣相色譜儀A還與信號傳感器A連接，流量控制器A與精餾塔A的進料口連接；所述再沸器A的進液口與精餾塔A的塔底連接，再沸器A的下方連接有廢液儲罐A；所述第二組分精餾裝置包括精餾塔B、冷凝器B、再沸器B和氣相色譜儀B,所述精餾塔B的進料口與再沸器A的底部連接，精餾塔B的進料口前方還設有流量控制器B,精餾塔B的塔頂與冷凝器B連接，所述冷凝器B的下方還連接有回流比控制器B, 所述回流比控制器B的下方還設有電磁閥B,所述氣相色譜儀B分別與流量控制器B和電磁閥B連接，氣相色譜儀B與信號傳感器B連接；所述再沸器B與精餾塔B的塔底連接，再沸器B的下方連接有廢液儲罐B；所述冷凝器A和冷凝器B的底端還分別設有與精餾塔A和精餾塔B的上段連接的回流管。

進一步地，所述精餾塔A和精餾塔B的上段還分別設有溫度傳感器和壓力傳感器；所述流量控制器A、流量控制器B、回流比控制器A回流比控制器B、電磁閥A、電磁閥B、氣相色譜儀A、氣相色譜儀B、信號傳感器A和信號傳感器B以及精餾塔A和精餾塔B上段設置的溫度傳感器和壓力傳感器分別與控制中心連接。

進一步地，所述再沸器A和再沸器B分別為列管式再沸器，其設置包括罐體、上腔體和下腔體；所述上腔體設在罐體的頂部，下腔體設在罐體的底部，所述上腔體的內部中心位置設有豎直的隔板，所述上腔體的底板和下腔體之間設置裂管。

進一步地，所述裂管由隔板將上腔體裂管分布板分隔為進料裂管和回流列管。

進一步地，所述上腔體的進料列管一側用進料管與精餾塔A和精餾塔B的塔體的底部連接，再沸器A和再沸器B的上腔體的回流列管一側分別用回流管與精餾塔A和精餾塔B的塔體下段連接。

進一步地，所述再沸器A和再沸器B上段的罐體側面還分別設有與精餾塔A和精餾塔B塔體下段連接的導熱管。

進一步地，所述精餾塔A和精餾塔B的塔內填料為不鏽鋼絲網波紋填料。

進一步地，所述再沸器A與廢液儲罐A之間還設有閥門AⅠ,再沸器A與流量控制器B之間還設有閥門AⅡ。

本裝置的操作方法為：

當香料組分進行單離時，關閉閥門AⅠ和關閉閥門AⅡ，原料通過流量控制器A控制流量，從進料口輸送至精餾塔A,控制溫度和回流比單離出第一組分，第一組分經過冷凝器A冷凝，冷凝後的餾液進入色相色譜儀進行在線檢測，色相色譜儀在線檢測得出的數據再通過信號傳感器A轉變成電信號輸送至操作臺，如果檢測結果合格，調節電磁閥，即可收集產品。如果在線檢測結果不合格，根據氣相色譜分析的實際情況通過流量控制器A來控制原料進入精餾塔的量，調節電磁閥，再通過回流比控制器來控制回流量與餾出液的量。精餾塔A剩餘的釜底液進入再沸器A，加熱至一定溫度，加熱時再沸器A單離的第一組分再從上腔體的回流管進入精餾塔A的下段，同時打開廢液儲罐A上方的閥門AⅠ，剩餘的殘留液將會進入廢液儲罐A收集。

當單離香料中第一組分和第二組分兩種組分時，關閉廢液儲罐上方的閥門AⅠ，打開閥門AⅡ，進入精餾塔第二組分的精餾和第一組分的精餾步驟相同，第二組分精餾剩餘的殘留液直接進入廢液儲罐B收集。

與現有技術相比，本實用新型的優點及有益效果為：

1、本實用新型的系統通過設置氣相色譜儀對產品的質量進行實時監測，不僅可以提高了生產效率和簡化了操作流程，本系統設有的流量控制器、回流比控制器、電磁閥A、氣相色譜儀的信號傳感器A、溫度傳感器和壓力傳感器分別與控制中心連接，提高香料產品的純度，還可實現自動化連續性生產。

2、本系統的再沸器不僅能實現各級精餾的二次蒸餾，回收部分產品，還可以合理利用熱能。

3、本實用新型設計的精餾塔使其滿足自然自行出料，不需另外添加收集緩衝罐，減少操作及增加系統真空等的穩定性，同時精餾塔塔內的填料為不鏽鋼絲網波紋填料，具有高效、壓降低和通量大的特點。

4、本實用新型系統可用於茴油、肉桂油、松節油、桉葉油等多種原料的精餾，為香料的提取打下了良好的基礎。

5、本實用新型系統從茴油分離出的茴腦純度達99.5%，從肉桂油分離出的肉桂醛純度可達99%，從松節油分離出α-蒎烯純度達99%、β-蒎烯純度達99%，桉葉油分離出桉葉素的純度達95%。

6、本實用新型系統還具有耗能低、操作簡單、結構簡單、成本低等優點，具有很好的社會效益和經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型香料連續精餾生產控制系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型再沸器的上腔體裂管分布板結構示意圖。

附圖標識中：1-流量控制器A,2-精餾塔A,3-冷凝器A,4-回流比控制器A,5-電磁閥A，6-氣相色譜儀A，7-流量控制器B,8-精餾塔B,9-冷凝器B,10-回流比控制器B,11-電磁閥B，12-氣相色譜儀B,13-信號傳感器B,14-再沸器A,15-廢液儲罐A,16-閥門AⅠ,17-閥門AⅡ,18-信號傳感器A,19-廢液儲罐B,20-再沸器B,21-隔板，22-上腔體，23-罐體，24-下腔體，25-上腔體裂管分布板。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步說明，但不限於本實用新型的保護範圍。

實施例1

如附圖1所示，所述香料連續精餾生產控制系統，包括第一組分精餾裝置和第二組分精餾裝置；所述第一組分精餾裝置包括精餾塔A2、冷凝器A3、再沸器A14和氣相色譜儀A6，所述精餾塔A2的塔頂與冷凝器A3連接，所述冷凝器A3的下方還連接有回流比控制器A4, 所述回流比控制器A4的下方還設有電磁閥A5,所述氣相色譜儀A6分別與流量控制器A1和電磁閥A5連接，氣相色譜儀A6還與信號傳感器A18連接，流量控制器A1與精餾塔A2的進料口連接；所述再沸器A14的進液口與精餾塔A2的塔底連接，再沸器A14的下方連接有廢液儲罐A15；所述第二組分精餾裝置包括精餾塔B8、冷凝器B9、再沸器B20和氣相色譜儀B12,所述精餾塔B8的進料口與再沸器A14的底部連接，精餾塔B8的進料口前方還設有流量控制器B7,精餾塔B8的塔頂與冷凝器B9連接，所述冷凝器B9的下方還連接有回流比控制器B10, 所述回流比控制器B10的下方還設有電磁閥B11,所述氣相色譜儀B12分別與流量控制器B7和電磁閥B11連接，氣相色譜儀B12與信號傳感器B13連接；所述再沸器B20與精餾塔B8的塔底連接，再沸器B20的下方連接有廢液儲罐B19；所述冷凝器A3和冷凝器B9的底端還分別設有與精餾塔A2和精餾塔B8的上段連接的回流管。

進一步地，所述精餾塔A2和精餾塔B8的上段還分別設有溫度傳感器和壓力傳感器；所述流量控制器A1、流量控制器B7、回流比控制器A4回流比控制器B10、電磁閥A5、電磁閥B11、氣相色譜儀A6、氣相色譜儀B12、信號傳感器A18和信號傳感器B13以及精餾塔A2和精餾塔B8上段設置的溫度傳感器和壓力傳感器分別與控制中心連接。

進一步地，所述再沸器A14和再沸器B20分別為列管式再沸器，其設置包括罐體23、上腔體22和下腔體24；所述上腔體22設在罐體23的頂部，下腔體24設在罐體23的底部，所述上腔體22的內部中心位置設有豎直的隔板21，所述上腔體22的底板和下腔體24之間設置裂管。

進一步地，如附圖2所示，所述裂管由隔板21將上腔體裂管分布板25分隔為進料裂管和回流列管。

進一步地，所述上腔體22的進料列管一側用進料管與精餾塔A2和精餾塔B8的塔體的底部連接，再沸器A14和再沸器B20的上腔體22的回流列管一側分別用回流管與精餾塔A2和精餾塔B8的塔體下段連接。

進一步地，所述再沸器A14和再沸器B20上段的罐體側面還分別設有與精餾塔A2和精餾塔B8塔體下段連接的導熱管。

進一步地，所述精餾塔A2和精餾塔B8的塔內填料為不鏽鋼絲網波紋填料。

進一步地，所述再沸器A14與廢液儲罐A15之間還設有閥門AⅠ16,再沸器A14與流量控制器B7之間還設有閥門AⅡ17。

應用實施例1

使用本實用新型控制系統從茴油分離茴腦時，先關閉閥門AⅠ和關閉閥門AⅡ，通過流量控制器A控制流量，將茴油從進料口輸送至精餾塔A,控制溫度為135-140℃、真空度為-0.08 MPa，以1:2的回流比單離出茴腦，精餾出的茴腦氣體經過冷凝器A冷凝，冷凝後的餾液進入色相色譜儀進行在線檢測，色相色譜儀在線檢測得出的數據再通過信號傳感器A轉變成電信號輸送至操作臺，如果檢測結果合格，調節電磁閥，即可收集茴腦產品。如果在線檢測結果不合格，根據氣相色譜分析的實際情況通過流量控制器A來控制茴油原料進入精餾塔的量，調節電磁閥，再通過回流比控制器來控制回流量與餾出液的量。精餾塔A剩餘的釜底液進入再沸器A，加熱至140-145℃，加熱時再沸器A單離的茴腦再從上腔體的回流管進入精餾塔A的下段，同時打開廢液儲罐A上方的閥門AⅠ，剩餘的殘留液將會進入廢液儲罐A收集。

應用實施例2

使用本實用新型控制系統從肉桂油分離肉桂醛時，先關閉閥門AⅠ和關閉閥門AⅡ，通過流量控制器A控制流量，將茴油從進料口輸送至精餾塔A,控制溫度為145-150℃、真空度為-0.09 MPa，以5:1的回流比單離肉桂醛，精餾出的肉桂醛氣體經過冷凝器A冷凝，冷凝後的餾液進入色相色譜儀進行在線檢測，色相色譜儀在線檢測得出的數據再通過信號傳感器A轉變成電信號輸送至操作臺，如果檢測結果合格，調節電磁閥，即可收集茴腦產品。如果在線檢測結果不合格，根據氣相色譜分析的實際情況通過流量控制器A來控制茴油原料進入精餾塔的量，調節電磁閥，再通過回流比控制器來控制回流量與餾出液的量。精餾塔A剩餘的釜底液進入再沸器A，加熱至155-160℃，加熱時再沸器A單離的肉桂醛再從上腔體的回流管進入精餾塔A的下段，同時打開廢液儲罐A上方的閥門AⅠ，剩餘的殘留液將會進入廢液儲罐A收集。

應用實施例3

使用本實用新型控制系統從松節油分離α-蒎烯和β-蒎烯時，先關閉閥門AⅠ和關閉閥門AⅡ，通過流量控制器A控制流量，將松節油從進料口輸送至精餾塔A,控制溫度為100-105℃、真空度為-0.09 MPa，以8:1的回流比單離α-蒎烯氣體，α-蒎烯氣體經過冷凝器A冷凝，冷凝後的餾液進入色相色譜儀進行在線檢測，色相色譜儀在線檢測得出的數據再通過信號傳感器A轉變成電信號輸送至操作臺，如果檢測結果合格，調節電磁閥，即可收集α-蒎烯產品。如果在線檢測結果不合格，根據氣相色譜分析的實際情況通過流量控制器A來控制茴油原料進入精餾塔的量，調節電磁閥，再通過回流比控制器來控制回流量與餾出液的量。精餾塔A剩餘的釜底液進入再沸器A，加熱至105-110℃，加熱時再沸器A單離的α-蒎烯氣體再從上腔體的回流管進入精餾塔A的下段。當單離β-蒎烯時，關閉廢液儲罐上方的閥門AⅠ，打開閥門AⅡ，控制溫度為110-115℃，真空度為-0.10 MPa~ -0.12MPaβ-蒎烯的其餘精餾步驟與α-蒎烯相同，精餾塔B剩餘的釜底液進入再沸器B，加熱至115-120℃，加熱時再沸器B單離的β-蒎烯氣體再從上腔體的回流管進入精餾塔B的下段。精餾塔B剩餘的殘留液直接進入廢液儲罐B收集。

應用實施例4

使用本實用新型控制系統從桉葉油分離桉葉素時，先關閉閥門AⅠ和關閉閥門AⅡ，通過流量控制器A控制流量，將桉葉油從進料口輸送至精餾塔A,控制溫度為120-125℃、真空度為-0.08 MPa，以6:1的回流比單離桉葉素，精餾出的氣體經過冷凝器A冷凝，冷凝後的餾液進入色相色譜儀進行在線檢測，色相色譜儀在線檢測得出的數據再通過信號傳感器A轉變成電信號輸送至操作臺，如果檢測結果合格，調節電磁閥，即可收集桉葉素產品。如果在線檢測結果不合格，根據氣相色譜分析的實際情況通過流量控制器A來控制桉葉油原料進入精餾塔的量，調節電磁閥，再通過回流比控制器來控制回流量與餾出液的量。精餾塔A剩餘的釜底液進入再沸器A，加熱至125-130℃，加熱時再沸器A單離的桉葉素再從上腔體的回流管進入精餾塔A的下段，同時打開廢液儲罐A上方的閥門AⅠ，剩餘的殘留液將會進入廢液儲罐A收集。