CN103705955B - 一种循环流化床设备及其用于松花粉灭菌除杂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环流化床设备及其用于松花粉灭菌除杂的方法，该设备通过顺序连接的风机（1）、正压循环管Ⅰ（2）、旋风除尘器（3）、正压循环管Ⅱ（4）、除尘器支路、负压循环管（8）构成循环通道，除尘器支路由除尘器（5）、除尘器（6）、调节阀（7）串联而成，在风机（1）的作用，物料在循环通道内形成流化态并高速循环流动，设备结构简单，工作可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于粉体物料除杂、灭菌和液体物料的浓缩、蒸发、蒸馏操作的循环流化床设备；本发明还涉及一种松花粉灭菌除杂的方法。
背景技术
发明专利ZL201010162898.4公开了一种粉体物料灭菌的设备和方法，该发明在沸腾干燥机基础上改进而来，结构比较复杂，工作也不可靠，但其所阐述的循环流化床概念具有重要意义。
雾化器是一种将液体或膏浆状物料分散成很细的像雾一样的微粒的装置，雾化器典型的运用例子是喷雾干燥中用于将液体物料雾化。
按我国松花粉行业标准（GH/T1030-2004）的定义，松花粉是松科植物马尾松（PinusmassonianaLamb）、油松（PinustabulaeformisCarr）或同属数种植物的雄性生殖细胞，是一种药食两用的珍贵资源。松花粉体轻易飞扬，流动性好，常态下不结块，以单个细胞的形式存在。在显微镜下观察，松花粉细胞表面光滑，全长60～120微米，体宽50～60微米，体高30～50微米，呈扁椭圆形，属于微米级粉体物料。松花粉在原料生产过程中会混入很多杂质，松花粉原料中的杂质按粒径大小分为三种，大于松花粉细胞粒径的杂质，与松花粉细胞粒径基本相同的杂质，小于松花粉细胞粒径的杂质；松花粉原料中的杂质按密度大小也分为三种，密度大于松花粉的重杂质，密度和松花粉基本相同的杂质，密度小于松花粉的轻杂质。目前，松花粉原料中杂质的分离主要采用振动筛筛分来实现，这种方法只能分离松花粉中大于松花粉细胞粒径的杂质，而且筛分效率低。专利CN200310105344和CN200320106449公开了一种松花粉的干燥及除砂除杂方法和设备，该方法和设备主要用于分离重杂质，对大于松花粉细胞粒径的轻杂质分离效果不好，另外该设备和方法由于物料在设备中的时间只有几秒钟，难于通过一次干燥作业将松花粉干燥到含水量符合松花粉行业标准（GH/T1030-2004）的要求。目前松花粉在原料加工阶段一般不作灭菌处理，但松花粉在生长和原料生产阶段不可避免的会被微生物污染，微生物的存在会导致松花粉品质的降低。
现有技术进行液体物料的浓缩、蒸发和蒸馏一般通过加热物料使挥发性组分气化的方法实现，存在设备结构复杂、能耗高等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，工作可靠，并能高效地实现粉体物料和液体物料加工的循环流化床设备；本发明还提供一种松花粉灭菌除杂的方法。
实现本发明的技术方案是：一种循环流化床设备，包括风机、正压循环管Ⅰ、旋风除尘器、正压循环管Ⅱ、除尘器支路、负压循环管；正压循环管Ⅱ首端是进口，正压循环管Ⅱ尾端是清扫口，清扫口安装有阀门，在正压循环管Ⅱ首端和尾端之间设置有除尘器支路进口接口；除尘器支路包括除尘器和连接在除尘器排灰管上的调节阀；负压循环管的首端是进风口，尾端是出口，在首端和尾端之间设置有除尘器支路出口接口，负压循环管上还安装有加料装置；上述组件按照风机出风口、正压循环管Ⅰ、旋风除尘器进风口、旋风除尘器出风口、正压循环管Ⅱ首端、正压循环管Ⅱ除尘器支路进口接口、除尘器支路、负压循环管除尘器支路出口接口、负压循环管尾端、风机进风口的顺序连通成循环通道。
作为本发明的一种改进，加料装置是加料阀。
作为本发明的一种改进，加料装置是雾化器，使用雾化器可方便液体物料的加入。
作为本发明的一种改进，所述加料装置有两个，一个是加料阀，另一个是雾化器。
为了实现粉体物料的紫外灭菌，作为本发明的一种改进，在循环通道内安装有紫外灭菌灯管，优选将紫外灭菌灯管安装在旋风除尘器内部；作为本改进方案的进一步改进，旋风除尘器是多台串联使用。
为了方便将除尘器支路收集的物料排出，作为本发明的一种改进，可在除尘器与调节阀之间安装排料三通，排料三通还有一个端口是排料口，排料口上安装有排料阀。
为了实现蒸发和蒸馏，作为本发明的一种改进，在除尘器排气口上安装冷凝塔，冷凝塔用于蒸汽和馏分的冷凝收集。
本发明的除尘器用于实现物料和气流的分离并收集物料，除尘器优选脉冲袋式除尘器，实施例中的脉冲袋式除尘器包括壳体、进气管、排灰管、滤材和反吹装置，壳体是筒体结构，壳体一端安装有进气管，另一端安装有排灰管，进气管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，排灰管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，壳体上还设置有排气口；滤材呈管状，两头不封口，安装在壳体内，滤材一端用卡箍套装在进气管上，另一端用卡箍套装在排灰管上；反吹装置用于清除在气流作用下堆积在滤材上影响滤材透气性的物料，反吹装置有两种实施方案，反吹装置的第一种方案由脉冲电磁阀、导流板和排气阀组成，脉冲电磁阀安装在壳体上，其出口与壳体内部连通，进口与压缩空气源相连，导流板设置在壳体内正对脉冲电磁阀出口的地方，用于挡住压缩空气使其不能直接吹向滤材，以免高速压缩空气损坏滤材，排气阀安装在排气口上，排气阀关闭的同时，脉冲电磁阀开启，壳体内通入压缩空气对滤材进行反吹；反吹装置的第二种方案由反吹阀、反吹三通和排气阀组成，反吹三通的一个端口与排气口相接，另一个端口与排气阀相接，还有一个端口与反吹阀相接，反吹阀的另一端与高压气源相接，排气阀关闭的同时，反吹阀打开，壳体内通入高压气流对滤材进行反吹。
作为本发明的一种改进，除尘器是两台以上的除尘器串联在一起使用。
本发明的循环流化床设备可用于分离粉体物料中的重杂质，如背景技术所述松花粉中的重杂质，经进一步改进，还可用于粉体物料的紫外灭菌，用于分离重杂质时，流化态物料进入旋风除尘器后，重杂质在离心力作用下从流化态物料中分离并捕集于器壁，再借助重力作用落入旋风除尘器灰斗内，其余物料则由涡旋气流带走；用于灭菌时，循环进入旋风除尘器的物料不断随机的接近紫外灯管，其上微生物受到足够多的紫外线照射而被杀灭，除尘器分离出来的气流带走灭菌过程产生的热量和风机动力转化而来的热量。
本发明的循环流化床设备还可用于液体物料的浓缩，经进一步改进，可用于液体物料的蒸发和蒸馏。浓缩加工时，加料装置加入液体物料，物料中的挥发性组分挥发后随气流经除尘器分离出来的气流排出，被浓缩的液体物料进入旋风除尘器后，液滴在离心力作用下从流化态物料中分离并捕集于器壁，将器壁浸润并形成液流顺器壁流下，收集于旋风除尘器灰斗内；蒸发和蒸馏加工时，加料装置加入液体物料，物料中的挥发性组分挥发后随除尘器分离出来的气流经排气口排出，冷凝塔将需要回收的组分冷凝回收，其余物料在离心力作用下收集于旋风除尘器灰斗内。
本发明还提供了一种松花粉灭菌除杂的方法，即应用本发明第一实施例中的循环流化床设备进行松花粉灭菌除杂的方法，包括如下步骤：
S1、反吹装置开关状态设定：反吹装置关闭时，排气阀、脉冲电磁阀均处于关闭状态；反吹装置启动时，排气阀常开，脉冲电磁阀常闭；反吹装置动作时，排气阀关闭，脉冲电磁阀打开；
S2、设备初始状态的调整和启动：设备通电后关闭加料阀和正压循环管Ⅱ尾端的阀门，启动风机，启动除尘器的反吹装置，调节调节阀的开度在5～40%之间，使除尘器内部处于100Pa～1000Pa的微正压状态；
S3、灭菌除杂过程：打开加料阀加料，加入松花粉的量不超过循环通道容积的10%，松花粉在设备内形成流化态，流化态松花粉进入旋风除尘器后，松花粉颗粒不断随机的接近紫外灭菌灯管，其上微生物受到足够多的紫外线照射而被杀灭，直到微生物数量符合中国标准GH/T1030-2004的要求；同时，重杂质在离心力作用下落入旋风除尘器灰斗内；
S4、排料：灭菌和除杂完成后，关闭调节阀，物料收集于除尘器后，打开排料阀将物料排出。
本发明通过顺序连接的风机、正压循环管Ⅰ、旋风除尘器、正压循环管Ⅱ、除尘器支路、负压循环管构成循环通道，在风机的作用，物料在循环通道内形成流化态，并在循环通道内高速循环流动，设备结构简单，工作可靠；液体物料浓缩、蒸发、蒸馏时，流化态物料高度分散在气流中，物料与气流间的热和挥发性组分交换速度很快，挥发性组分汽化快速消耗了气流中的热量，设备内温度不高，设备表面散发的热量少，排出的气流带走的热量也不多，同时，风机的部分动能转化为可供挥发性组分汽化的热能，本设备用于浓缩、蒸发和蒸馏操作时，能耗低。
附图说明
图1是本发明循环流化床设备第一实施例的结构图。
图2是图1中除尘器的剖视图。
图3是图1中旋风除尘器的剖视图。
图4是本发明循环流化床设备第二实施例的结构图。
图5是图4中除尘器的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但实施例并不构成对本发明的限制。
第一实施例：一种循环流化床设备。
参见图1至图3，该循环流化床设备包括风机1、正压循环管Ⅰ2、旋风除尘器3、正压循环管Ⅱ4、除尘器支路、负压循环管8；正压循环管Ⅱ4首端是进口，正压循环管Ⅱ4尾端是清扫口，清扫口安装有阀门10，在正压循环管Ⅱ首端和尾端之间设置有除尘器支路进口接口；除尘器支路包括除尘器5、串联在除尘器5排灰管上的除尘器6、串联在除尘器6排灰管上的排料三通11、与排料三通11连接的调节阀7，排料三通11还有一个端口是排料口，排料口上安装有排料阀12；负压循环管8的首端是进风口，尾端是出口，在首端和尾端之间设置有除尘器支路出口接口，负压循环管8上还安装有加料阀13；上述组件按照风机1出风口、正压循环管Ⅰ2、旋风除尘器3进风口、旋风除尘器3出风口、正压循环管Ⅱ4首端、正压循环管Ⅱ4除尘器支路进口接口、除尘器支路、负压循环管8除尘器支路出口接口、负压循环管8尾端、风机1进风口的顺序连通成循环通道。
参见图2，本实施例的除尘器是脉冲袋式除尘器，脉冲袋式除尘器包括壳体41、进气管40、排灰管49、滤材47和反吹装置，壳体41是筒体结构，壳体41一端安装有进气管40，另一端安装有排灰管49，进气管40的一端在壳体41外，另一端伸入壳体41内，排灰管49的一端在壳体41外，另一端伸入壳体41内，壳体41上还设置有排气口46，排气口46用于排放滤材47分离出来的气流；滤材47呈管状，两头不封口，安装在壳体41内，滤材47一端用卡箍套装在进气管40上，另一端用卡箍套装在排灰管49上；反吹装置由脉冲电磁阀42、导流板43和排气阀45组成，脉冲电磁阀42安装在壳体41上，其出口与壳体41内部连通，进口与压缩空气源相连，导流板43设置在壳体41内正对脉冲电磁阀42出口的地方，用于挡住压缩空气使其不能直接吹向滤材47，以免高速压缩空气损坏滤材47，排气阀45安装在排气口46上。
参见图3，本实施例的旋风除尘器3内安装有紫外灭菌灯管9，用于粉体物料的紫外灭菌。
第二实施例：另一种循环流化床设备。
参见图4和图5，该循环流化床设备包括风机1、正压循环管Ⅰ2、旋风除尘器3、正压循环管Ⅱ4、除尘器支路、负压循环管8；正压循环管Ⅱ4首端是进口，正压循环管Ⅱ4尾端是清扫口，清扫口安装有阀门10，在正压循环管Ⅱ首端和尾端之间设置有除尘器支路进口接口；除尘器支路包括除尘器5、串联在除尘器5排灰管上的除尘器6和连接除尘器6排灰管上的调节阀7；负压循环管8的首端是进风口，尾端是出口，在首端和尾端之间设置有除尘器支路出口接口，负压循环管8上还安装有雾化器21；上述组件按照风机1出风口、正压循环管Ⅰ2、旋风除尘器3进风口、旋风除尘器3出风口、正压循环管Ⅱ4首端、正压循环管Ⅱ4除尘器支路进口接口、除尘器支路、负压循环管8除尘器支路出口接口、负压循环管8尾端、风机1进风口的顺序连通成循环通道。
参见图5，本实施例的除尘器是脉冲袋式除尘器，脉冲袋式除尘器包括壳体41、进气管40、排灰管49、滤材47和反吹装置，壳体41是筒体结构，壳体41一端安装有进气管40，另一端安装有排灰管49，进气管40的一端在壳体41外，另一端伸入壳体41内，排灰管49的一端在壳体41外，另一端伸入壳体41内，壳体41上还设置有排气口46，排气口46用于排放分离出来的气流；滤材47呈管状，两头不封口，安装在壳体41内，滤材47一端用卡箍套装在进气管40上，另一端用卡箍套装在排灰管49上；反吹装置由反吹阀51、反吹三通50和排气阀45组成，反吹三通50的一个端口与排气口46相接，另一个端口与排气阀45相接，还有一个端口与反吹阀51相接，反吹阀51的另一端与高压气源相接。
第三实施例：采用第一实施例的循环流化床设备进行松花粉灭菌除杂的方法，包括如下步骤：
S1、反吹装置开关状态设定：反吹装置关闭时，排气阀45、脉冲电磁阀42均处于关闭状态；反吹装置启动时，排气阀45常开，脉冲电磁阀42常闭；反吹装置动作时，排气阀45关闭，脉冲电磁阀42打开；
S2、设备初始状态的调整和启动：设备通电后关闭加料阀13和正压循环管Ⅱ4尾端的阀门10，启动风机1，启动除尘器的反吹装置，调节调节阀7的开度在5～40%之间，使除尘器5和除尘器6的内部处于100Pa～1000Pa的微正压状态；
S3、灭菌除杂过程：打开加料阀13加料，加入松花粉的量不超过循环通道容积的10%，松花粉在设备内形成流化态，流化态松花粉进入旋风除尘器3后，松花粉颗粒不断随机的接近紫外灭菌灯管9，其上微生物受到足够多的紫外线照射而被杀灭，直到微生物数量符合中国标准GH/T1030-2004的要求；同时，重杂质在离心力作用下落入旋风除尘器3灰斗内；
S4、排料：灭菌和除杂完成后，关闭调节阀7，物料收集于除尘器后，打开排料阀12将物料排出。
Claims (10)
1.一种循环流化床设备，其特征在于：所述循环流化床设备包括风机、正压循环管Ⅰ、旋风除尘器、正压循环管Ⅱ、除尘器支路、负压循环管；正压循环管Ⅱ首端是进口，正压循环管Ⅱ尾端是清扫口，清扫口安装有阀门，在正压循环管Ⅱ首端和尾端之间设置有除尘器支路进口接口；除尘器支路包括除尘器和连接在除尘器排灰管上的调节阀；负压循环管的首端是进风口，尾端是出口，在首端和尾端之间设置有除尘器支路出口接口，负压循环管上还安装有加料装置；上述组件按照风机出风口、正压循环管Ⅰ、旋风除尘器进风口、旋风除尘器出风口、正压循环管Ⅱ首端、正压循环管Ⅱ除尘器支路进口接口、除尘器支路、负压循环管除尘器支路出口接口、负压循环管尾端、风机进风口的顺序连通成循环通道。
2.权利要求1所述的循环流化床设备，其特征在于：所述加料装置是加料阀。
3.权利要求1所述的循环流化床设备，其特征在于：所述加料装置是雾化器。
4.权利要求1所述的循环流化床设备，其特征在于：所述加料装置有两个，一个是加料阀，另一个是雾化器。
5.权利要求1所述的循环流化床设备，其特征在于：所述除尘器是两台以上的除尘器串联在一起。
6.权利要求2所述的循环流化床设备，其特征在于：所述除尘器与调节阀之间安装有排料三通，排料三通还有一个端口是排料口，排料口上安装有排料阀。
7.权利要求6所述的循环流化床设备，其特征在于：所述旋风除尘器内装有紫外灭菌灯管。
8.权利要求7所述的循环流化床设备，其特征在于：所述除尘器是脉冲袋式除尘器，脉冲袋式除尘器包括壳体、进气管、排灰管、滤材和反吹装置，壳体是筒体结构，壳体一端安装有进气管，另一端安装有排灰管，进气管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，排灰管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，壳体上还设置有排气口；滤材呈管状，两头不封口，安装在壳体内，滤材一端用卡箍套装在进气管上，另一端用卡箍套装在排灰管上；反吹装置由脉冲电磁阀、导流板和排气阀组成，脉冲电磁阀安装在壳体上，其出口与壳体内部连通，进口与压缩空气源相连，导流板设置在壳体内正对脉冲电磁阀出口的地方，用于挡住压缩空气使其不能直接吹向滤材，以免高速压缩空气损坏滤材，排气阀安装在排气口上。
9.权利要求1所述的循环流化床设备，其特征在于：所述除尘器是脉冲袋式除尘器，脉冲袋式除尘器包括壳体、进气管、排灰管、滤材和反吹装置，壳体是筒体结构，壳体一端安装有进气管，另一端安装有排灰管，进气管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，排灰管的一端在壳体外，另一端伸入壳体内，壳体上还设置有排气口；滤材呈管状，两头不封口，安装在壳体内，滤材一端用卡箍套装在进气管上，另一端用卡箍套装在排灰管上；反吹装置由反吹阀、反吹三通和排气阀组成，反吹三通的一个端口与排气口相接，另一个端口与排气阀相接，还有一个端口与反吹阀相接，反吹阀的另一端与高压气源相接。
10.应用权利要求8所述循环流化床设备进行松花粉灭菌除杂的方法，包括如下步骤：
S1、反吹装置开关状态设定：反吹装置关闭时，排气阀、脉冲电磁阀均处于关闭状态；反吹装置启动时，排气阀常开，脉冲电磁阀常闭；反吹装置动作时，排气阀关闭，脉冲电磁阀打开；
S2、设备初始状态的调整和启动：设备通电后关闭加料阀和正压循环管Ⅱ尾端的阀门，启动风机，启动除尘器的反吹装置，调节调节阀的开度在5～40%之间，使除尘器内部处于100Pa～1000Pa的微正压状态；
S3、灭菌除杂过程：打开加料阀加料，加入松花粉的量不超过循环通道容积的10%，松花粉在设备内形成流化态，流化态松花粉进入旋风除尘器后，松花粉颗粒不断随机的接近紫外灭菌灯管，其上微生物受到足够多的紫外线照射而被杀灭，直到微生物数量符合中国标准GH/T1030-2004的要求；同时，重杂质在离心力作用下落入旋风除尘器灰斗内；
S4、排料：灭菌和除杂完成后，关闭调节阀，物料收集于除尘器后，打开排料阀将物料排出。
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