强制循环真空蒸发结晶器

强制循环真空蒸发结晶器 全田发酵行业新产品、新工艺、新设备、新技术展示交流会集 邋燃麟 强制循环真空蒸发结晶器 西安航天华威压力容器设备制造有限公司 郭新峰梁恺 生物结晶技术是轻工食品、轻工饲料及医药卫 型连续结晶设备，在氨基酸、葡萄糖及抗生素等物 生领域中应用最为广泛、工艺最为关键的技术难 料的结晶方面逐渐得到了采用。 点。强制循环真空蒸发结晶系统作为一种高效的新 设备技术特性指标 技术特性表 壳程内 管程内 设计压力bfl『，a ---01 80 60---0(1 设计温度? 物料溶剂 蒸汽 物料名称 物料密度 主要材质 Q235一A+16blnR 0Crl7Nil2M02(316L)+Q235一 38A 全客积一 20 有效容积矗 170 传热面积岔 450循环流量矗，h 总容量IGg 90+37 蒸发降低，在蒸发和冷凝的双重作用下，产生了结 1(基本原理 晶所必需的过饱和度。维持过饱和度不变，物辩即 可在过饱和度下进行结晶。随着结晶物料的不断排 强制循环真空蒸发结晶器主要由真空浓缩器、 加 出和溶剂的连续蒸发。不断地补进新料。这样就可 时，首热器、真空冷凝器和水环式真空泵组成。开车 以维持液位稳定，形成一个进料、结晶、出料三者 料当浓缩先向浓缩器注入要求浓度的物料溶液，当物 动态平衡，实现连续化结晶。器内达到一定液位后，启动循环泵，强制 物料在浓缩器内循环。循环过程为:物料从浓缩器 低部出来，经出料和 2(产品结构补进新料后，用循环泵送人加 热器加热，然后返回浓缩器，被加热的物料在液面 该系统装置主要由加热器、真空结晶器、真空 上发生闪急蒸发(浓缩器的真空度可达70一 汽液分离器、真空冷凝器和水封槽等主要设备和冷 0mmag)，部分溶剂(水分或氨气等)形成蒸汽被 凝水泵、连续循环结晶泵、水环式真空泵等辅助设 真空冷凝器和水环式真空泵抽走，料液温度因闪急 一261, 全国发酵行业新产品、新工艺、新设备、新技术展示交流会论文集 冀蕊墓嬲糯羹 备构成。 3(设备的主要特点 主要工艺为(以赖氨酸盐酸盐L碍ine—Hel ×2地0为例)真空蒸发强制循环结晶系统用于生化领域中适 浓度70,75,，PH5(5—6的赖氨酸溶液经加 热器宜物料的结晶工序，是按蒸发效应和致冷效应两种 加热至54?后，通过连续循环结晶泵打人浓 结晶工艺结合的方法使物料进行结晶的。具有以下缩器内，在700mmlk的真空度下，真空强制蒸发， 特点: 含有晶体的混合液体从底部流人循环泵再准备下一 ?形成物料的进料、结晶、出料的动态平衡， 次结晶，经有限次循环后，可从结晶器出料，而从 结X 实现连续结晶，生产效率高(以L归iIIe—Hcl 晶器顶部出的赖氨酸和水的混合蒸汽进入真空气 2H20为例，产率可达42,，产酸率可达149,d1)。 液分离器，液体流人结晶器进行循环结晶，汽体通 ?将物料的加热室移到结晶外部，从而使物料 人真空冷凝器进行冷却，冷却得到的液体进入水封 槽的加热面积不受设备尺寸的限制，控制范围灵活; 可作为再利用的料液。未冷却的含有少量赖氨酸 ?物料进行强制循环，物料的结晶速度为真空 的汽体经水环式真空泵排到废液处理装置进而排 蒸发结晶的2—3倍，生产效率高。其技术的关键 空。 性是:使用真空冷凝器及液环式真空泵组成的真空 真空蒸发强制循环结晶系统原理图 冷却系统及先进的液封系统，使物料结晶的真空度 比蒸发式结晶器的真空度更高，从而导致物料中的 溶剂蒸发速度更快，结晶时的推动力即过饱台更易 实现，结晶易于进行。要求操作温度下的饱和蒸汽 压与该温度下溶液的总蒸汽分压相等。 ?改变传统的物料同断式的结晶方式，采用真 空蒸发强制循环的连续结晶方式，70,一72,的物 料进入真空结晶器达到一定液位后，启动循环及加 热系统，物料从结晶器底部出来与新进的物料混合 进人换热器，加热后返回结晶缸，结闪蒸、温度下 ?illlnl! 降、浓度上升，达到要求后投入晶种结晶。通过不 断循环。加热、闪蒸，收率达到要求后开始出料， 图1强制循环真空蒸发结晶 嚣 并不断补充新鲜料液，使进料、出料、结晶形成动 态平衡，从而实现连续结晶，使整个赖氨酸生产设 备结构合理，降低生产过程的能源消耗。 系统的 ?原料溶液经换热气预热后，进真空蒸发器， 立即产生闪蒸效应，瞬间把蒸汽抽完，随后开始继 酸化 续降温过程，当达到稳定状态后，溶液的温度和饱 +和蒸汽相平衡，因此，真空结晶器既有蒸发效应， 爿产一汽液分离器—浓笋器?—。— 1又有制冷效应，同时起到移去溶剂与冷却溶液的作 真空泵一真空冷凝器一循环泵一加热器 用，溶液以浓缩与冷却两种方式迅速接近介稳区。 J 4 水封槽 分离一母液 ?真空系统由蒸汽喷汽喷射泵改为液环真空 +泵，所能达到的系统真空更高，范围更宽。 湿晶体 ?应用双列管箱技术，使该系统加热器部分克 圈3系统流程田 服了以往的堵料、清洗困难等特点，使结晶系统的 生产能力进一步得到提高。 ?整个系统连续操作的全过程(实现了人工智 一262— 全国发酵行业新产品、新工艺、新设备、新技术展示交流会论文集 鬻差瑟蘧羹 平。目前国内用于年产1000吨和5000吨赖氨酸盐 能、PLc控制，实现生产的无人化管理。大大提高 生产效率和生产控制的准确程度。 酸盐生产设备，其主要的结晶设各也是引进国外进 4(该设备国内技术现状、发展趋势 口设备，耗费了大量的外汇。用于年产7000吨赖 2000年起强制循环真空蒸发结晶系统作为一 氨酸盐酸盐的生产设备，国内尚无生产厂家。该系 种高效的新型连续结晶设备+在氨基酸、葡萄糖及 统装置不仅解决了生产厂家在结晶方面的技术难 抗生素等物料的结晶方面逐渐得到了采用。尤其在 题，更重要的是可以用于多种物料的浓缩结晶制 我国的赖氨酸盐酸盐发酵工业中，该系统是应用最 取，如一水葡萄糖及无水葡萄糖、柠檬酸、山梨 为成熟的一种结晶手段。在九十年代国内食品及饲 醇、谷氨酸纳等物料的浓缩结晶，对推动我国生物 料等发酵行业主要依赖欧美及日本等国家和地区的 制品的技术水平有着重要的意义。在国外此种技术 技术输出，生产生物制品的厂家也很少，主要是其 已相当成熟，为保证产品生产质量和产率，国际上 结晶技术不过关，应用的规模是小型的真空蒸发结 各知名生物技术公司和研究机构都在注意用高新技 晶技术。其余企业主要的结晶技术应用的是冷却结 术对结晶器进行不断更新，触及带一些新必技术如 晶技术，缺点是能耗高，污染大。以产赖氨酸盐酸 超临界结晶声纳结晶、膜结晶、加压结晶等成为国 外发酵工业研究的热点，有些已在生物技术产业中 盐为例收率仅为34—37,，产酸率最大为99,dl， 而强制循环真空蒸发结晶技术的收率(对赖氨酸盐 得到应用。 酸盐而言)可达39—42,，产酸率可达14?dl的水 一263—