CN103215127B - 一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法及其装置，提纯装置是由热油机、冷水机、物料罐、恒温槽、I级蒸发器、Ⅱ级蒸发器、冷井、水环泵、旋片泵、扩散泵和控制器组成，其中热油机通过热油管道与Ⅱ级蒸发器相连通，冷水机的一端通过第一冷却水管道与Ⅱ级蒸发器相连通，冷水机的另一端通过第二冷却水管道与冷井相连通，I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器之间由真空腔管道和第二物料输送管道相连通，蒸馏提纯方法：第一步、准备工作；第二步、蒸馏分离过程；第三步、关机步骤，有益效果：极大地提高了生产效率、降低了提纯芹菜籽油成本、改善了工人工作的环境，切实地提高了提纯芹菜籽油的自动化控制程度，可靠性高，实用效果明显。

Description

一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种油料的分子蒸馏提纯方法及其装置，特别涉及一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法及其装置。

背景技术

目前，蒸馏装置是医药、食品、石油、化工、海水淡化等诸多领域应用的核心生产设备，利用沸点差不同加热原料并分级冷凝蒸发物，可以对很多液体物质提纯和分离。

分子蒸馏是一种高真空条件下进行的液—液分离技术，具有操作温度低、受热时间短、分离程度高、系统能耗低等特点，它依据分子运动平均自由程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下进行分离，特别适用于分离高沸点、热敏性和易氧化物质。所谓分子运动自由程就是一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程。在一定温度下，压力越低，气体分子的平均自由程越大。当蒸发空间的压力很低，且使冷凝表面靠近蒸发表面，其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时，从蒸发表面汽化的蒸气分子，可以不与其他分子碰撞，直接到达冷凝表面而冷凝。由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点，因而能大大降低高沸点物料的分离成本，极好地保护了热敏性物质的特点品质。近年来分子蒸馏被广泛应用到食品、化妆品、石油化工和中药有效成分提取等领域之中。

虽然分子蒸馏技术应在现代工业的一些领域方面有应用，然而，由于分子蒸馏设备属于专用设备，其制备成本高昂、技术要求高，目前尚未发现芹菜籽油分离提纯专用的全自动控制分子蒸馏设备及其应用。利用双效蒸馏器分离提纯芹菜籽油的工作过程是，操作人员先对保温水加热，对导热油加热，按各级蒸馏真空需求开启真空泵，送物料，通过物料观察透镜监视物料量，逐级开启过料电机、刮膜电机及出料泵，物料分离完毕后，需要逐级关闭过料电机、刮膜电机及出料泵，关闭高温导热油时也需要采用阶梯降温，最后关闭电源。从工作过程看，现有的双效蒸馏器操作过程复杂，对操作人员技术要求较高，操作时滞大，能耗高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法以及装置自动化程度低、对操作人员技术要求较高以及操作时滞大和能耗高的问题而提供的一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法及其装置。

本发明所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置是由热油机、冷水机、物料罐、恒温槽、I级蒸发器、Ⅱ级蒸发器、冷井、水环泵、旋片泵、扩散泵和控制器组成，其中热油机通过热油管道与Ⅱ级蒸发器相连通，热油管道设有两道，冷水机的一端通过第一冷却水管道与Ⅱ级蒸发器相连通，冷水机的另一端通过第二冷却水管道与冷井相连通，冷井通过第三冷却水管道与Ⅱ级蒸发器相连通，I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器之间由真空腔管道和第二物料输送管道相连通，真空腔管道上依次连接有冷井、水环泵、旋片泵和扩散泵，冷井与Ⅱ级蒸发器之间的真空腔管道上设有第五阀门和第九阀门，冷井的下端连接有冷井接收瓶，冷井与冷井接收瓶之间的管道上设有第三阀门，水环泵的上端通过第四阀门与真空腔管道相连通，水环泵的下端连接有第一真空泵水路和第二真空泵水路，第一真空泵水路上设有第十阀门并与进水管相连通，第二真空泵水路与水环泵流量视镜相连并与排水管相连，旋片泵与真空腔管道之间的管道上设有第六阀门，扩散泵与真空腔管道之间的管道上设有第七阀门，扩散泵与Ⅱ级蒸发器之间的管道上设有第八阀门，扩散泵的下端连接有第三真空泵水路和第四真空泵水路，其中第三真空泵水路与水环泵流量视镜连接并与排水管相连，第四真空泵水路上设有第十一阀门并与进水管相连，I级蒸发器的上端设有第一刮膜电机，Ⅱ级蒸发器的上端设有第二刮膜电机，I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器之间的第二物料输送管道上设有第二物料泵，Ⅱ级蒸发器的下端连接有第三物料输送管道和第四物料输送管道，其中第三物料输送管道上设有重组分物料出料泵，第四物料输送管道上设有轻组分物料出料泵，物料罐的上端设有进料管道，进料管道上设有第一阀门，物料罐通过连接管道与真空腔管道相连通，连接管道上设有第二阀门，物料罐与I级蒸发器之间由第一物料输送管道和第一热水管道相连通，第一物料输送管道上设有第一物料泵，物料罐与恒温槽之间由第二热水管道连通，恒温槽与I级蒸发器之间由第三热水管道连通；控制器由模块化PLC组成，其中包括电源模块、CPU模块、模拟量输入/输出模块AI/AO、数字量输入/输出模块DI/DO；电源为单相交流电源AC220V/50HZ，经过断路器后，连接到电源模板，电源模板将交流电变换为DC24V/5A的直流电，供PLC使用，完成数据处理、逻辑处理和故障诊断功能的CPU模块与触摸屏之间通过PROFIBUS-DP总线连接；选用三个八通道模拟量输入模块AI采集蒸馏过程中的热油机温度、冷水机温度、恒温槽温度、I级蒸发器温度、Ⅱ级蒸发器温度、物料罐液位信号、I级蒸发器液位信号、Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号、Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号、第一刮膜电机转速、第二刮膜电机转速、第一物料泵转速、第二物料泵转速、重组分物料出料泵转速和轻组分物料出料泵转速的模拟信号，模块为电压信号输入或电流信号输入，根据传感器配置通道；选用一个八通道数字量输入模块DI，采集蒸馏过程中数字真空表的数值；选用四个八通道数字量输出模块DO，输出信号控制电磁阀以控制真空腔管道和循环水管路，通过继电器控制热油机的电源、冷水机的电源、恒温槽的电源、水环泵的电源、旋片泵的电源、扩散泵的电源、第一刮膜电机的电源、第二刮膜电机的电源、第一物料泵的电源和第二物料泵的电源；模拟量输出模块AO根据CPU发出的指令控制变频器调节第一刮膜电机、第二刮膜电机、第一物料泵电机和第二物料泵电机的转速；能够实时显示蒸馏过程的工艺参数的触摸屏，对蒸馏过程进行人工干预；当有报警和故障事件发生时，自动弹出故障信息画面，画面中显示故障的代号、类型、引发本故障的原因、以及处理此故障的方法。

上面所述的第一阀门为手动真空阀，第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门和第十一阀门为真空电磁阀。

模块化PLC为西门子的，电源模块、CPU模块、模拟量输入/输出模块AI/AO和数字量输入/输出模块DI/DO均为现有配件的组装，因此具体型号没有进一步赘述。

本发明所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法如下所述：

第一步、准备工作：

(1)全面检查装置，确保各部件处于正确状态，特别是恒温槽、热油机和冷水机中具有足够的工作液体；

（2）在冷井夹层中通入冷却水；

（3）将预分离的芹菜籽油注入物料罐，芹菜籽油的装填量不超过物料罐的2/3；

（4）开启系统总电源：开启恒温槽、冷水机和热油机的电源，检查各温度显示及指示灯是否正常，并设定热油机内热油温度140℃，恒温槽内温度70℃及冷水机内温度4℃；

（5）启动控制器，程序首先自动打开第十阀门，十秒后启动水环泵，依次每隔五秒自动开启真空腔管道上的第四阀门、第二阀门、第五阀门和第九阀门；第二阀门打开六十秒后自动关闭；启动旋片泵电源；开启第六阀门，检测系统的真空度变化情况，当系统压强≤50Pa后，自动开启第八阀门，自动打开第十一阀门并启动扩散泵，扩散泵电源开启后三十分钟起效，达到系统最大真空值；

第二步、蒸馏分离过程：程序自动检测热油机内温度、恒温槽内温度和冷水机内温度及I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器内的真空度，当系统达到预定的温度及真空度条件后自动开始蒸馏操作，具体如下：

（1）开启第一物料泵，三十秒钟后开启第一刮膜电机，检测I级蒸发器下的蒸出物料液位，若蒸出物料液位达到预设值，则开启第二物料泵进行下一级蒸馏，第二物料泵开启三十秒钟后开启第二刮膜电机，第一刮膜电机和第二刮膜电机的转速设定为150转/分；

（2）实时检测Ⅱ级蒸发器下各蒸出物料液位高度，若蒸出物料液位达到预设值，则自动开启重组分物料出料泵或轻组分物料出料泵，进行出料操作；

（3）检测储料罐液位，当液位低于预设值时，判断为所有物料蒸馏结束，五分钟后依次自动关闭第一物料泵、第二物料泵、重组分物料出料泵和轻组分物料出料泵，再进行关机操作；

第三步、关机步骤：

（1）自动切断第一刮膜电机和第二刮膜电机工作电源；

（2）关闭真空系统：依次关闭第九阀门、第三阀门、第八阀门、第七阀门和第六阀门；切断扩散泵及旋片泵工作电源；依次关闭第五阀门和第四阀门，切断水环泵工作电源，关闭第十阀门，二十分钟后关闭扩散泵下端的第十一阀门；

（3）自然冷却，待各物料流尽后，停止冷水机、热油机和恒温槽的工作电源；

（4）关闭系统其它水源阀门、关闭各仪表电源及系统总电源；

（5）系统停机完毕待下一次操作。

本发明所述装置和方法的工作原理如下所述：

第一阀门为手动真空阀，自动提纯前，由操作人员手动向物料罐注入芹菜籽粗油，注油完毕手动关闭第一阀门，自动提纯开始后，物料罐内原料油液位由液位传感器检测并输出4-20mA物料罐液位信号，AI输入模块接收信号，当物料罐液位信号低于下限值时，自动切断第一物料泵电源；第一物料泵开通后三十秒，DO模块接通继电器启动I级蒸发器上端的第一刮膜电机，第一刮膜电机转速可由触摸屏改变，由变频器调节；I级蒸发器内液位传感器检测I级处理油量，发出I级蒸发器液位信号，并送入AI模块，当I级蒸发器液位信号超过设定值时，启动第二物料泵，第二物料泵转速可由触摸屏调节，从而改变过料流量，第二物料泵开启三十秒钟后，DO模块接通继电器启动Ⅱ级蒸发器上端的第二刮膜电机，第二刮膜电机转速可由触摸屏改变，由变频器调节；Ⅱ级蒸发器内两个液位传感器分别检测提纯分离后的轻组分和重组分液位高度，发出Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号和Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号，并送入AI模块，当Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号超过设定值时，启动重组分物料出料泵，当Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号超过设定值时，启动轻组分物料出料泵，重组分物料出料泵和轻组分物料出料泵的转速可由触摸屏调节，从而改变出料流量。

恒温槽为物料罐和I级蒸发器提供热水脱除粗油中的水分和部分酸类；自动提纯时，DO模块输出信号接通继电器给恒温槽加热，温度到达设定值时方可进行下一步操作。恒温槽温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

冷水机为冷井和Ⅱ级蒸发器内冷凝柱提供冷却用水，使蒸发的轻组分冷凝成液体。DO模块输出信号接通继电器使冷水机工作，温度到达设定值时方可进行下一步操作。冷水机温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

热油机为Ⅱ级蒸发器提供热油，热油热量用于提纯芹菜籽油。自动提纯时，DO模块输出信号接通继电器给热油机加热，温度到达设定值时方可进行下一步操作。热油机温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

I级蒸发器内真空度信号和Ⅱ级蒸发器内真空度信号由真空计输出，分别表征I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器真空度，信号范围4-20mA，送入AI模块，作为系统准备工作的指标。

第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门和第十一阀门为真空电磁阀，按照自动蒸馏工艺，由DO模块发出指令进行通断。

本发明的有益效果：

本发明通过双效蒸发器的自动控制装置的使用，提纯芹菜籽油过程自动完成，达到了提纯芹菜籽油无人值守；极大地提高了生产效率、降低了提纯芹菜籽油成本、改善了工人工作的环境，切实地提高了提纯芹菜籽油的自动化控制程度，可靠性高，实用效果明显。

附图说明

图1为本发明所述的蒸馏提纯装置示意图。

图2为本发明所述的自动控制系统程序流程图。

1、物料罐   2、恒温槽   3、第一刮膜电机  4、I级蒸发器   5、冷井

6、水环泵   7、旋片泵  8、扩散泵  9、第二刮膜电机  10、Ⅱ级蒸发器11、热油机    12、冷水机    13、冷井接收瓶   14、水环泵流量视镜

15、连接管道     16、进水管     17、排水管     18、进料管道

p1、第一物料泵           p2、第二物料泵 

p3、重组分物料出料泵    p4、轻组分物料出料泵    a1、第一热水管道

a2、第二热水管道    a3、第三热水管道     b、热油管道

c1、第一冷却水管道    c2、第二冷却水管道    c3、第三冷却水管道

d、真空腔管道    e1、第一物料输送管道    e2、第二物料输送管道

e3、第三物料输送管道    e4、第四物料输送管道

f1、第一真空泵水路    f2、第二真空泵水路   f3、第三真空泵水路

f4、第四真空泵水路    v1、第一阀门   v2、第二阀门   v3、第三阀门

v4、第四阀门    v5、第五阀门    v6、第六阀门    v7、第七阀门

v8、第八阀门    v9、第九阀门    v10、第十阀门    v11、第十一阀门

H1、物料罐液位信号       H2、 I级蒸发器液位信号

H3、Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号     

H4、Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号

S1、第一刮膜电机转速          S2、第二刮膜电机转速

S3、第一物料泵电机转速             S4、第二物料泵电机转速

S5、重组分物料出料泵电机转速   

S6、轻组分物料出料泵电机转速

Va1、I级蒸发器内真空度信号    Va2、Ⅱ级蒸发器内真空度信号。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示：

本发明所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置是由热油机11、冷水机12、物料罐1、恒温槽2、I级蒸发器4、Ⅱ级蒸发器10、冷井5、水环泵6、旋片泵7、扩散泵8和控制器组成，其中热油机11通过热油管道b与Ⅱ级蒸发器10相连通，热油管道b设有两道，冷水机12的一端通过第一冷却水管道c1与Ⅱ级蒸发器10相连通，冷水机12的另一端通过第二冷却水管道c2与冷井5相连通，冷井5通过第三冷却水管道c3与Ⅱ级蒸发器10相连通，I级蒸发器4和Ⅱ级蒸发器10之间由真空腔管道d和第二物料输送管道e2相连通，真空腔管道d上依次连接有冷井5、水环泵6、旋片泵7和扩散泵8，冷井5与Ⅱ级蒸发器10之间的真空腔管道d上设有第五阀门v5和第九阀门v9，冷井5的下端连接有冷井接收瓶13，冷井5与冷井接收瓶13之间的管道上设有第三阀门v3，水环泵6的上端通过第四阀门v4与真空腔管道d相连通，水环泵6的下端连接有第一真空泵水路f1和第二真空泵水路f2，第一真空泵水路f1上设有第十阀门v10并与进水管16相连通，第二真空泵水路f2与水环泵流量视镜14相连并与排水管17相连，旋片泵7与真空腔管道d之间的管道上设有第六阀门v6，扩散泵8与真空腔管道d之间的管道上设有第七阀门v7，扩散泵8与Ⅱ级蒸发器10之间的管道上设有第八阀门v8，扩散泵8的下端连接有第三真空泵水路f3和第四真空泵水路f4，其中第三真空泵水路f3与水环泵流量视镜14连接并与排水管17相连，第四真空泵水路f4上设有第十一阀门v11并与进水管16相连，I级蒸发器4的上端设有第一刮膜电机3，Ⅱ级蒸发器10的上端设有第二刮膜电机9，I级蒸发器4和Ⅱ级蒸发器10之间的第二物料输送管道e2上设有第二物料泵p2，Ⅱ级蒸发器10的下端连接有第三物料输送管道e3和第四物料输送管道e4，其中第三物料输送管道e3上设有重组分物料出料泵p3，第四物料输送管道e4上设有轻组分物料出料泵p4，物料罐1的上端设有进料管道18，进料管道18上设有第一阀门v1，物料罐1通过连接管道15与真空腔管道d相连通，连接管道15上设有第二阀门v2，物料罐1与I级蒸发器4之间由第一物料输送管道e1和第一热水管道a1相连通，第一物料输送管道e1上设有第一物料泵p1，物料罐1与恒温槽2之间由第二热水管道a2连通，恒温槽2与I级蒸发器4之间由第三热水管道a3连通；控制器由模块化PLC组成，其中包括电源模块、CPU模块、模拟量输入/输出模块AI/AO、数字量输入/输出模块DI/DO；电源为单相交流电源AC220V/50HZ，经过断路器后，连接到电源模板，电源模板将交流电变换为DC24V/5A的直流电，供PLC使用，完成数据处理、逻辑处理和故障诊断功能的CPU模块与触摸屏之间通过PROFIBUS-DP总线连接；选用三个八通道模拟量输入模块AI采集蒸馏过程中的热油机11温度、冷水机12温度、恒温槽2温度、I级蒸发器4温度、Ⅱ级蒸发器10温度、物料罐液位信号H1、I级蒸发器液位信号H2，Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号H3、Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号H4、第一刮膜电机转速S1、第二刮膜电机转速S2、第一物料泵转速S3、第二物料泵转速S4、重组分物料出料泵转速S5和轻组分物料出料泵转速S6的模拟信号，模块为电压信号输入或电流信号输入，根据传感器配置通道；选用一个八通道数字量输入模块DI，采集蒸馏过程中数字真空表的数值；选用四个八通道数字量输出模块DO，输出信号控制电磁阀以控制真空腔管道d和循环水管路，通过继电器控制热油机11的电源、冷水机12的电源、恒温槽2的电源、水环泵6的电源、旋片泵7的电源、扩散泵8的电源、第一刮膜电机3的电源、第二刮膜电机9的电源、第一物料泵p1的电源和第二物料泵p2的电源；模拟量输出模块AO根据CPU发出的指令控制变频器调节第一刮膜电机3、第二刮膜电机9、第一物料泵p1电机和第二物料泵p2电机的转速；能够实时显示蒸馏过程的工艺参数的触摸屏，对蒸馏过程进行人工干预；当有报警和故障事件发生时，自动弹出故障信息画面，画面中显示故障的代号、类型、引发本故障的原因、以及处理此故障的方法。

上面所述的第一阀门v1为手动真空阀，第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4、第五阀门v5、第六阀门v6、第七阀门v7、第八阀门v8、第九阀门v9、第十阀门v10和第十一阀门v11为真空电磁阀。

模块化PLC为西门子的，电源模块、CPU模块、模拟量输入/输出模块AI/AO和数字量输入/输出模块DI/DO均为现有配件的组装，因此具体型号没有进一步赘述。

本发明所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法如下所述：

第一步、准备工作：

(1)全面检查装置，确保各部件处于正确状态，特别是恒温槽2、热油机11和冷水机12中具有足够的工作液体；

（2）在冷井5夹层中通入冷却水；

（3）将预分离的芹菜籽油注入物料罐1，芹菜籽油的装填量不超过物料罐1的2/3；

（4）开启系统总电源：开启恒温槽2、冷水机12和热油机11的电源，检查各温度显示及指示灯是否正常，并设定热油机内11热油温度140℃，恒温槽2内温度70℃及冷水机12内温度4℃；

（5）启动控制器，程序首先自动打开第十阀门v10，十秒后启动水环泵6，依次每隔五秒自动开启真空腔管道上的第四阀门v4、第二阀门v2、第五阀门v5和第九阀门v9；第二阀门v2打开六十秒后自动关闭；启动旋片泵7电源；开启第六阀门v6，检测系统的真空度变化情况，当系统压强≤50Pa后，自动开启第八阀门v8，自动打开第十一阀门v11并启动扩散泵8，扩散泵8电源开启后三十分钟起效，达到系统最大真空值；

第二步、蒸馏分离过程：程序自动检测热油机11内温度、恒温槽2内温度和冷水机12内温度及I级蒸发器4和Ⅱ级蒸发器10内的真空度，当系统达到预定的温度及真空度条件后自动开始蒸馏操作，具体如下：

（1）开启第一物料泵p1，三十秒钟后开启第一刮膜电机3，检测I级蒸发器4下的蒸出物料液位，若蒸出物料液位达到预设值，则开启第二物料泵p2进行下一级蒸馏，第二物料泵p2开启三十秒钟后开启第二刮膜电机9，第一刮膜电机3和第二刮膜电机9的转速设定为150转/分；

（2）实时检测Ⅱ级蒸发器10下各蒸出物料液位高度，若蒸出物料液位达到预设值，则自动开启重组分物料出料泵p3或轻组分物料出料泵p4，进行出料操作；

（3）检测储料罐1液位，当液位低于预设值时，判断为所有物料蒸馏结束，五分钟后依次自动关闭第一物料泵p1、第二物料泵p2、重组分物料出料泵p3和轻组分物料出料泵p4，再进行关机操作；

第三步、关机步骤：

（1）自动切断第一刮膜电机3和第二刮膜电机9工作电源；

（2）关闭真空系统：依次关闭第九阀门v9、第三阀门v3、第八阀门v8、第七阀门v7和第六阀门v6；切断扩散泵8及旋片泵7工作电源；依次关闭第五阀门v5和第四阀门v4，切断水环泵6工作电源，关闭第十阀门v10，二十分钟后关闭扩散泵8下端的第十一阀门v11；

（3）自然冷却，待各物料流尽后，停止冷水机12、热油机11和恒温槽2的工作电源；

（4）关闭系统其它水源阀门、关闭各仪表电源及系统总电源；

（5）系统停机完毕待下一次操作。

本发明所述装置和方法的工作原理如下所述：

第一阀门v1为手动真空阀，自动提纯前，由操作人员手动向物料罐1注入芹菜籽粗油，注油完毕手动关闭第一阀门v1，自动提纯开始后，物料罐1内原料油液位由液位传感器检测并输出4-20mA物料罐液位信号H1，AI输入模块接收信号，当物料罐液位信号H1低于下限值时，自动切断第一物料泵p1电源；第一物料泵p1开通后三十秒，DO模块接通继电器启动I级蒸发器4上端的第一刮膜电机3，第一刮膜电机3转速可由触摸屏改变，由变频器调节；I级蒸发器4内液位传感器检测I级处理油量，发出I级蒸发器液位信号H2，并送入AI模块，当I级蒸发器液位信号H2超过设定值时，启动第二物料泵p2，第二物料泵p2转速可由触摸屏调节，从而改变过料流量，第二物料泵p2开启三十秒钟后，DO模块接通继电器启动Ⅱ级蒸发器10上端的第二刮膜电机9，第二刮膜电机9转速可由触摸屏改变，由变频器调节；Ⅱ级蒸发器10内两个液位传感器分别检测提纯分离后的轻组分和重组分液位高度，发出Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号H3和Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号H4，并送入AI模块，当Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号H3超过设定值时，启动重组分物料出料泵p3，当Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号H4超过设定值时，启动轻组分物料出料泵p4，重组分物料出料泵p3和轻组分物料出料泵p4的转速可由触摸屏调节，从而改变出料流量。

恒温槽2为物料罐1和I级蒸发器4提供热水脱除粗油中的水分和部分酸类；自动提纯时，DO模块输出信号接通继电器给恒温槽加热，温度到达设定值时方可进行下一步操作。恒温槽2温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

冷水机12为冷井5和Ⅱ级蒸发器10内冷凝柱提供冷却用水，使蒸发的轻组分冷凝成液体。DO模块输出信号接通继电器使冷水机12工作，温度到达设定值时方可进行下一步操作。冷水机12温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

热油机11为Ⅱ级蒸发器10提供热油，热油热量用于提纯芹菜籽油。自动提纯时，DO模块输出信号接通继电器给热油机11加热，温度到达设定值时方可进行下一步操作。热油机11温度由二线制热电偶温度传感器检测，输出模拟量直接送入AI模块。

I级蒸发器内真空度信号Va1和Ⅱ级蒸发器内真空度信号Va2由真空计输出，分别表征I级蒸发器4和Ⅱ级蒸发器10真空度，信号范围4-20mA，送入AI模块，作为系统准备工作的指标。

第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4、第五阀门v5、第六阀门v6、第七阀门v7、第八阀门v8、第九阀门v9、第十阀门v10和第十一阀门v11为真空电磁阀，按照自动蒸馏工艺，由DO模块发出指令进行通断。

Claims (5)

1.一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置，其特征在于：是由热油机、冷水机、物料罐、恒温槽、I级蒸发器、Ⅱ级蒸发器、冷井、水环泵、旋片泵、扩散泵和控制器组成，其中热油机通过热油管道与Ⅱ级蒸发器相连通，冷水机的一端通过第一冷却水管道与Ⅱ级蒸发器相连通，冷水机的另一端通过第二冷却水管道与冷井相连通，冷井通过第三冷却水管道与Ⅱ级蒸发器相连通，I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器之间由真空腔管道和第二物料输送管道相连通，真空腔管道上依次连接有冷井、水环泵、旋片泵和扩散泵，冷井与Ⅱ级蒸发器之间的真空腔管道上设有第五阀门和第九阀门，冷井的下端连接有冷井接收瓶，冷井与冷井接收瓶之间的管道上设有第三阀门，水环泵的上端通过第四阀门与真空腔管道相连通，水环泵的下端连接有第一真空泵水路和第二真空泵水路，第一真空泵水路上设有第十阀门并与进水管相连通，第二真空泵水路与水环泵流量视镜相连并与排水管相连，旋片泵与真空腔管道之间的管道上设有第六阀门，扩散泵与真空腔管道之间的管道上设有第七阀门，扩散泵与Ⅱ级蒸发器之间的管道上设有第八阀门，扩散泵的下端连接有第三真空泵水路和第四真空泵水路，其中第三真空泵水路与水环泵流量视镜连接并与排水管相连，第四真空泵水路上设有第十一阀门并与进水管相连，I级蒸发器的上端设有第一刮膜电机，Ⅱ级蒸发器的上端设有第二刮膜电机，I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器之间的第二物料输送管道上设有第二物料泵，Ⅱ级蒸发器的下端连接有第三物料输送管道和第四物料输送管道，其中第三物料输送管道上设有重组分物料出料泵，第四物料输送管道上设有轻组分物料出料泵，物料罐的上端设有进料管道，进料管道上设有第一阀门，物料罐通过连接管道与真空腔管道相连通，连接管道上设有第二阀门，物料罐与I级蒸发器之间由第一物料输送管道和第一热水管道相连通，第一物料输送管道上设有第一物料泵，物料罐与恒温槽之间由第二热水管道连通，恒温槽与I级蒸发器之间由第三热水管道连通；控制器由模块化PLC组成，其中包括电源模块、CPU模块、模拟量输入/输出模块AI/AO、数字量输入/输出模块DI/DO；电源为单相交流电源AC220V/50HZ，经过断路器后，连接到电源模板，电源模板将交流电变换为DC24V/5A的直流电，供PLC使用，完成数据处理、逻辑处理和故障诊断功能的CPU模块与触摸屏之间通过PROFIBUS-DP总线连接；选用三个八通道模拟量输入模块AI采集蒸馏过程中的热油机温度、冷水机温度、恒温槽温度、I级蒸发器温度、Ⅱ级蒸发器温度、物料罐液位信号、I级蒸发器液位信号，Ⅱ级蒸发器内重组分液位信号、Ⅱ级蒸发器内轻组分液位信号、第一刮膜电机转速、第二刮膜电机转速、第一物料泵转速、第二物料泵转速、重组分物料出料泵转速和轻组分物料出料泵转速的模拟信号，模块为电压信号输入或电流信号输入，根据传感器配置通道；选用一个八通道数字量输入模块DI，采集蒸馏过程中数字真空表的数值；选用四个八通道数字量输出模块DO，输出信号控制电磁阀以控制真空腔管道和循环水管路，通过继电器控制热油机的电源、冷水机的电源、恒温槽的电源、水环泵的电源、旋片泵的电源、扩散泵的电源、第一刮膜电机的电源、第二刮膜电机的电源、第一物料泵的电源和第二物料泵的电源；模拟量输出模块AO根据CPU发出的指令控制变频器调节第一刮膜电机、第二刮膜电机、第一物料泵电机和第二物料泵电机的转速；能够实时显示蒸馏过程的工艺参数的触摸屏，对蒸馏过程进行人工干预；当有报警和故障事件发生时，自动弹出故障信息画面，画面中显示故障的代号、类型、引发本故障的原因、以及处理此故障的方法。

2.根据权利要求1所述的一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置，其特征在于：所述的热油管道设有两道。

3.根据权利要求1所述的一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置，其特征在于：所述的第一阀门为手动真空阀。

4.根据权利要求1所述的一种芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置，其特征在于：所述的第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门和第十一阀门为真空电磁阀。

5.一种利用权利要求1所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯装置的芹菜籽油分子蒸馏提纯方法，其特征在于：所述的芹菜籽油的分子蒸馏提纯方法如下所述：

第一步、准备工作：

(1)全面检查装置，确保各部件处于正确状态，恒温槽、热油机和冷水机中要具有足够的工作液体；

（2）在冷井夹层中通入冷却水；

（3）将预分离的芹菜籽油注入物料罐，芹菜籽油的装填量不超过物料罐的2/3；

（4）开启系统总电源：开启恒温槽、冷水机和热油机的电源，检查各温度显示及指示灯是否正常，并设定热油机内热油温度140℃，恒温槽内温度70℃及冷水机内温度4℃；

（5）启动控制器，程序首先自动打开第十阀门，十秒后启动水环泵，依次每隔五秒自动开启真空腔管道上的第四阀门、第二阀门、第五阀门和第九阀门；第二阀门打开六十秒后自动关闭；启动旋片泵电源；开启第六阀门，检测系统的真空度变化情况，当系统压强≤50Pa后，自动开启第八阀门，自动打开第十一阀门并启动扩散泵，扩散泵电源开启后三十分钟起效，达到系统最大真空值；

第二步、蒸馏分离过程：程序自动检测热油机内温度、恒温槽内温度和冷水机内温度及I级蒸发器和Ⅱ级蒸发器内的真空度，当系统达到预定的温度及真空度条件后自动开始蒸馏操作，具体如下：

（1）开启第一物料泵，三十秒钟后开启第一刮膜电机，检测I级蒸发器下的蒸出物料液位，若蒸出物料液位达到预设值，则开启第二物料泵进行下一级蒸馏，第二物料泵开启三十秒钟后开启第二刮膜电机，第一刮膜电机和第二刮膜电机的转速设定为150转/分；

（2）实时检测Ⅱ级蒸发器下各蒸出物料液位高度，若蒸出物料液位达到预设值，则自动开启重组分物料出料泵或轻组分物料出料泵，进行出料操作；

（3）检测储料罐液位，当液位低于预设值时，判断为所有物料蒸馏结束，五分钟后依次自动关闭第一物料泵、第二物料泵、重组分物料出料泵和轻组分物料出料泵，再进行关机操作；

第三步、关机步骤：

（1）自动切断第一刮膜电机和第二刮膜电机工作电源；

（2）关闭真空系统：依次关闭第九阀门、第三阀门、第八阀门、第七阀门和第六阀门；切断扩散泵及旋片泵工作电源；依次关闭第五阀门和第四阀门，切断水环泵工作电源，关闭第十阀门，二十分钟后关闭扩散泵下端的第十一阀门；

（3）自然冷却，待各物料流尽后，停止冷水机、热油机和恒温槽的工作电源；

（4）关闭系统其它水源阀门、关闭各仪表电源及系统总电源；

（5）系统停机完毕待下一次操作。

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