CN102977999B - 一种冰冷真空系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冰冷真空系统，包括：液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器、液氨储罐、第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器、第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器、液环泵、热井和化冰罐，液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器和液氨储罐依次连接，第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器分别与液氨气液分离罐连接，第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器和热井依次连接，且第一蒸汽喷射真空泵分别与第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器连接，液环泵与冷却水冷凝器连接，化冰罐分别与第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器和热井连接。本发明能够降低蒸汽消耗，减少二氧化碳和污水排放量，并有效控制刺激性气体的挥发。

Description

一种冰冷真空系统

技术领域

本发明涉及食用油脂加工领域，具体地，涉及一种适用于食用油脂精炼脱臭工段的冰冷真空系统。

背景技术

在食用油脂加工过程中，由于空气的氧化作用以及铁、铜等金属离子伴随油脂中的少量水，促使油脂腐败，从而产生脂肪酸、羟基酸等物质同时，也可能造成蛋白质的变质，由此产生臭味。因此，对于食用油脂的加工过程而言，有一个关键的步骤就是脱臭。

所谓脱臭即是利用油脂内臭味物质和甘油三酸酯的挥发度的差异，在高温高真空条件下借助水蒸气蒸馏脱除臭味物质的工艺过程。油脂中的臭味物质主要有低分子的醛、酮、游离脂肪酸、不饱和烃类等。脱臭不仅可以除去油中的臭味物质，提高油脂的烟点，改善食用油的风味，还能除去过氧化物及其分解产物。

在相同温度下，各种臭味物质的蒸汽压有较大的不同，在常温下脱出所述的臭味组分是不可能的，常压下游离脂肪酸的沸点一般在300℃以上，在这个温度下，油脂会发生氧化分解和热聚合，所以脱臭必须在高真空条件下进行。其中，真空度越高，所需的直接蒸汽量就越少，脱臭所需的时间也就越短，同时还可以有效地避免油脂水解引起的蒸馏损耗。但是，真空度过高，所需的设备成本和操作成本都会增加。

传统的食用油脂加工工厂精炼脱臭工段真空系统采用的大都是常温混合冷凝、敞开式传统真空系统冷凝技术，该种敞开式冷凝技术主要存在如下不足：

1、蒸汽消耗高：脱臭气体以及直接蒸汽经两级喷射泵抽出，蒸汽喷射器蒸汽消耗量大；

2污水量大：蒸汽喷射器的气体及脱臭气体一起冷凝在热井，污水流量较大；

3、气味浓：因脱臭气体中携带的轻组分刺激性气体在敞开的热井挥发，导致周边气味浓，大气污染较严重。

为解决上述传统敞开式冷凝技术存在的问题，中国专利申请号：201010273021.2的发明专利公开了一种油脂干冷真空脱臭方法及设备，该专利在其提供的冷冻捕集及融化步骤中，采用将换热板通入热工质或冷工质，使同一块换热板可作为融霜或冻结用，多块换热板可放在同一冷冻器中，当冻结用的换热板在结霜时，融化用的换热板在化霜。当干式冷冻器的下筒体内的冰霜达到一定量时，冰霜排放于下方的融霜器内单独融化，使冰霜融化不致影响干式冷冻器内的工作。当融霜器内工作液面达到设定高液位时，排水泵将融霜器内的液体自动排出，直至液体达到设定低液位时，停止排液。如此，一台干冷器即可实现连续生产，同时完成结霜、融霜、及拍霜、化霜过程。从而可有效解决现行蒸汽喷射真空脱臭技术中存在的问题，有效节约能耗降低生产成本。然而，该发明专利需要多块换热板，由于换热板的耐压性较差，使得系统的操作难度较高，一旦温度没有控制好，产生压力的波动，就会损坏换热板，如若更换换热板，则会进一步提高整个真空系统的造价。

另外，中国专利申请号201120270189.8的发明专利公开了一种冷冻水真空系统，该专利提供的冷冻水真空系统，虽然解决了气味问题，但相对来说，系统消耗的蒸汽和电耗仍然偏高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种冰冷真空系统，该冰冷真空系统操作方便，能够最大限度的降低蒸汽消耗，减少污水排放量，有效控制轻组分刺激性气体的挥发。

根据本发明的一个方面，提供一种冰冷真空系统，包括：液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器、液氨储罐、第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器、第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器、液环泵、热井和化冰罐，液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器和液氨储罐依次连接，第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器分别与液氨气液分离罐连接，第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器和热井依次连接，且第一蒸汽喷射真空泵分别与第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器连接，液环泵与冷却水冷凝器连接，化冰罐分别与第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器和热井连接。

优选地，第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器交替工作。

优选地，第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器与液氨气液分离罐之间采用虹吸原理进料。

本发明的工作过程及原理如下：

第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器顶端通过管道连接到第一蒸汽喷射真空泵，然后经第二蒸汽喷射真空泵通过冷却水冷凝器将蒸汽冷凝，冷凝液通过管道排到热井，冷却水冷凝器中的不凝性气体通过液环泵抽出，然后排到大气中。来自液氨气液分离罐的液氨，通过自重力作用采用虹吸原理进入到第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器中，液氨吸收热量后，蒸发为气体返回到液氨气液分离罐中。液氨气液分离罐中的气体，将被螺杆压缩机吸入并压缩，然后进入氨冷凝器中，将气态的氨冷凝为液态的氨，然后排入液氨储罐中，然后通过节流降压降温，得到低温的液氨，进入到液氨气液分离罐中，如此循环往复，不停工作。系统中的蒸汽，进入第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器中，与液氨进行换热，直接冷冻结冰，不凝性气体通过后面的真空系统（第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器、液环泵和热井）抽出。第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器交替工作，当第一冰冷冷凝器结满冰后，系统将切换到第二冰冷冷凝器，此时需要对第一冰冷冷凝器进行化冰处理，通过向化冰罐中通入蒸汽提高热水温度，热水蒸发并进入第一冰冷冷凝器中，将第一冰冷冷凝器中的冰融化，化冰水将流回到化冰罐中；然后将第一冰冷冷凝器再冷却到所需温度，进入待机状态。如此循环往复，完全自动操作，不需要人工值守。

本发明的冰冷真空系统结构简单，操作方便，能够降低蒸汽消耗，减少二氧化碳的排放量，同时减少污水排放量，并有效控制食用油精炼过程中刺激性气体的挥发。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、蒸汽消耗低，蒸汽喷射泵只需要抽系统中的不凝性气体，因此蒸汽的消耗很低。

2、电消耗低，由于冷冻机只需要将介入系统的直接蒸汽冷冻，而不需要像传统的冷水系统，除了要冷凝直接汽，还需要冷凝喷射蒸汽。

3、冷却水循环量低，由于蒸汽消耗的少，因此相应的所需的冷却水也很少。

4、气味小，由于采用直接冷冻，因此上解决了真空系统抽出的气味问题，达到更高的环保要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明冰冷真空系统的结构示意图。

图中：1为液氨气液分离罐，2为螺杆压缩机，3为氨冷凝器，4为液氨储罐，5为第一冰冷冷凝器，6为第二冰冷冷凝器，7为第一蒸汽喷射真空泵，8为第二蒸汽喷射真空泵，9为冷却水冷凝器，10为液环泵，11为热井，12为化冰罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

请参阅图1，一种冰冷真空系统，包括：液氨气液分离罐1、螺杆压缩机2、氨冷凝器3、液氨储罐4、第一冰冷冷凝器5、第二冰冷冷凝器6、第一蒸汽喷射真空泵7、第二蒸汽喷射真空泵8、冷却水冷凝器9、液环泵10、热井11和化冰罐12，液氨气液分离罐1、螺杆压缩机2、氨冷凝器3和液氨储罐4依次连接，第一冰冷冷凝器5、第二冰冷冷凝器6分别与液氨气液分离罐1连接，第一蒸汽喷射真空泵7、第二蒸汽喷射真空泵8、冷却水冷凝器9和热井11依次连接，且第一蒸汽喷射真空泵7分别与第一冰冷冷凝器5、第二冰冷冷凝器6连接，液环泵10与冷却水冷凝器9连接，化冰罐12分别与第一冰冷冷凝器5、第二冰冷冷凝器6和热井11连接。

第一冰冷冷凝器5、第二冰冷冷凝器6与液氨气液分离罐1之间采用虹吸原理进料。且第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6交替工作。

本发明的工作过程及原理如下：

第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6顶端通过管道连接到第一蒸汽喷射真空泵7，然后经第二蒸汽喷射真空泵8通过冷却水冷凝器9将蒸汽冷凝，冷凝液通过管道排到热井11，冷却水冷凝器9中的不凝性气体通过液环泵10抽出，然后排到大气中。来自液氨气液分离罐1的液氨，通过自重力作用采用虹吸原理进入到第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6中，液氨吸收热量后，蒸发为气体返回到液氨气液分离罐1中。液氨气液分离罐1中的气体，将被螺杆压缩机2吸入并压缩，然后进入氨冷凝器3中，将气态的氨冷凝为液态的氨，然后排入液氨储罐4中，然后通过节流降压降温，得到低温的液氨，进入到液氨气液分离罐1中，如此循环往复，不停工作。系统中的蒸汽，进入第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6中，与液氨进行换热，直接冷冻结冰，不凝性气体通过后面的真空系统（第一蒸汽喷射真空泵1、第二蒸汽喷射真空泵8、冷却水冷凝器9、液环泵10和热井11）抽出。第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6交替工作，当第一冰冷冷凝器5结满冰后，系统将切换到第二冰冷冷凝器6，此时需要对第一冰冷冷凝器5进行化冰处理，通过向化冰罐12中通入蒸汽提高热水温度，热水蒸发并进入第一冰冷冷凝器5中，将第一冰冷冷凝器5中的冰融化，化冰水将流回到化冰罐12中；然后将第一冰冷冷凝器5再冷却到所需温度，进入待机状态。如此循环往复，完全自动操作，不需要人工值守。

以下具体说明本发明冷冻水真空系统的工艺流程：

1）预抽真空

如传统的真空泵的开启程序一样，先用第一蒸汽喷射真空泵7、第二蒸汽喷射真空泵8，冷却水冷凝器9以及水环泵10组成的真空系统将油脂精炼脱嗅系统中的空气排出，直至抽到设计的真空度。

2）预冷

完成预抽真空后，开启螺杆压缩机2将液氨冷冻系统即液氨气液分离罐1、氨冷凝器3和液氨储罐4启动，将第一冰冷冷凝器5和第二冰冷冷凝器6的温度降到设计温度，然后设定两个冷凝器一个作为工作状态，另一个作为待机状态。

为方便说明，本实例中，设定第一冰冷冷凝器5为工作状态，第二冰冷冷凝器6为待机状态。

3）冷凝

当脱嗅系统中通入直接蒸汽时，被第一冰冷冷凝器5捕捉，并在第一冰冷冷凝器5的列管表面上形成一层冰。

4）切换

随着时间的延长，列管上冰层的厚度越来越厚。达到设定的时间后，第一冰冷冷凝器5将切换到待机的第二冰冷冷凝器6，继续工作。

5）化冰

通过将化冰罐12的水加热到一定的温度，形成水蒸气上升到第一冰冷冷凝器5中，将第一冰冷冷凝器5中的冰融化变成水，然后流回到化冰罐12中，继而溢流至热井11中。

6）预抽

打开第一冰冷冷凝器5的阀门，将第一冰冷冷凝器5抽到设计的真空。

7）预冷

然后从氨气液分离罐1中引入液氨至第一冰冷冷凝器5中，并将第一冰冷冷凝器5的温度降低到设计的温度，进入待机状态。

如此循环往复，完全自动操作，不需要人工值守。

本发明的冰冷真空系统结构简单，操作方便，能够降低蒸汽消耗，减少二氧化碳的排放量，同时减少污水排放量，并有效控制食用油精炼过程中刺激性气体的挥发。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、蒸汽消耗低，蒸汽喷射泵只需要抽系统中的不凝性气体，因此蒸汽的消耗很低。

2、电消耗低，由于冷冻机只需要将介入系统的直接蒸汽冷冻，而不需要像传统的冷水系统，除了要冷凝直接汽，还需要冷凝喷射蒸汽。

3、冷却水循环量低，由于蒸汽消耗的少，因此相应的所需的冷却水也很少。

4、气味小，由于采用直接冷冻，因此上解决了真空系统抽出的气味问题，达到更高的环保要求。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种冰冷真空系统，其特征在于，包括：液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器、液氨储罐、第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器、第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器、液环泵、热井和化冰罐，所述液氨气液分离罐、螺杆压缩机、氨冷凝器和液氨储罐依次连接，所述第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器分别与所述液氨气液分离罐连接，所述第一蒸汽喷射真空泵、第二蒸汽喷射真空泵、冷却水冷凝器和热井依次连接，且所述第一蒸汽喷射真空泵分别与所述第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器连接，所述液环泵与所述冷却水冷凝器连接，所述化冰罐分别与所述第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器和热井连接。

2.根据权利要求1所述的冰冷真空系统，其特征在于，所述第一冰冷冷凝器和第二冰冷冷凝器交替工作。

3.根据权利要求1所述的冰冷真空系统，其特征在于，所述第一冰冷冷凝器、第二冰冷冷凝器与所述液氨气液分离罐之间采用虹吸原理进料。

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