CN104208885A - 一种d-核糖浓缩装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种D-核糖浓缩装置及工艺。工艺流程分为三步：①膜处理后的D-核糖稀液经反渗透进行预浓缩，②用降膜蒸发器进行二次浓缩，③用单效蒸发器进行体外热循环法终浓缩。可有效避免蒸汽加热温度过高造成的局部焦糖或煳糖现象；不破坏D-核糖的特性，能够更有效的控制D-核糖产品质量，同时也适用于防爆或避免高温操作区；具有易于控制，热损失少、热利用率高、节能效果显著优点。

Description

一种D-核糖浓缩装置及工艺
技术领域
本发明涉及D-核糖生产技术领域，特别是涉及一种D-核糖浓缩装置及工艺。 
背景技术
D-核糖是一种极重要的戊醛糖，是生物体内遗传物质核酸的重要组成成分，也是生物体合成部分氨基酸、碱基等的重要中间代谢物，具有重要的生理功能。
D-核糖最先被用于半合成法生产维生素B2。随着D-核糖工业的发展及其应用研究的深入开展，其在食品工业和医药工业等方面的前景也逐渐被认识到，D-核糖可以作为生产原料合成核苷酸类风味增强剂，如5’-IMP、5’-GMP等；在医药工业上，其作为合成抗病毒、抗癌药物的原料药的研究和应用也越来越广泛。同时D-核糖作为存在于所有细胞中的天然成份，与腺苷酸的形成和ATP的再生有着密切的关系，是生命代谢最基本的能量来源之一，在心脏和骨骼肌代谢中起关键作用，能够促进局部组织缺血、缺氧的恢复，在治疗心肌局部缺血、防治因运动引起的肌肉酸痛和抗疲劳方面也具有良好作用。总之，D-核糖具有非常广阔的应用前景。
发酵液中一般含有5-10%的D-核糖，而结晶时需要的D-核糖浓度达80%以上。D-核糖是一种热敏性物质，从节能、提高生产效率及保证产品质量等多方面考虑，常规的D-核糖浓缩工艺，通常会出现蒸汽加热温度过高造成的局部焦糖或煳糖现象，破坏D-核糖的特性，不能有效控制D-核糖产品质量，工艺参数不易于控制，热损失大，耗能高。 
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种D-核糖浓缩装置及工艺。该装置包括循环泵、循环水罐和浓缩罐，工艺流程分为三步：①膜处理后的D-核糖稀液经反渗透进行预浓缩，②用降膜蒸发器进行二次浓缩，③体外热循环法终浓缩。可有效避免蒸汽加热温度过高造成的局部焦糖或煳糖现象；不破坏D-核糖的特性，能够更有效的控制D-核糖产品质量，同时也适用于防爆或避免高温操作区；具有易于控制，热损失少、热利用率高、节能效果显著优点。
本发明的一种D-核糖浓缩装置及工艺技术方案为，该D-核糖浓缩装置，包括循环泵、循环水罐和浓缩罐，其中，循环水罐中设有上下两层盘管，以加大蒸汽利用率，盘管内通蒸汽，循环水罐通过循环泵与浓缩罐中的热循环水腔连接。
循环水罐内的循环水温度为50～90℃。
浓缩罐中的热循环水腔均匀分布在物料通道中。
浓缩罐物料通道与循环泵连接。
使用上述装置的D-核糖浓缩工艺，步骤依次包括：
①将D-核糖稀液进行预浓缩，由5-10%浓缩到15-18%；
②开启四效降膜蒸发器，进行二次浓缩，使浓度达到60%以上；
③体外热循环法终浓缩：将二次浓缩后的D-核糖浓缩液加入浓缩罐中，使D-核糖含量达到80%以上。
步骤②中四效降膜蒸发器真空度0.05-0.10Mpa，温度60℃-80℃。
步骤③具体为，向浓缩罐内注入二次浓缩后的D-核糖浓缩液，向循环水罐内注入水，打开蒸汽阀门，自盘管上方开口通入蒸汽，盘管下方开口用于冷凝水的排出，根据循环水罐温度表和压力表，控制循环水温度保持在50-90℃；打开浓缩罐热循环水腔进出水阀门，使循环水加热系统形成循环通路，开启循环泵，使热得循环水进入热循环水腔内，冷的循环水进入循环水罐加热；同时开启设备真空泵，当真空度达到-0.09~-0.1，开始浓缩物料，在真空状态下，液体沸点降低，提前进入沸腾状态。通过沸腾，物料中多余的水分蒸发出物料，水蒸汽通过冷凝方式重新凝结为液体排出。在取样口处取样测定，当浓度达到要求，收集浓缩液。
本发明的有益效果为：本发明的一种D-核糖浓缩装置及工艺利用一定温度（50～90℃）的热水对D-核糖料液进行加热蒸发，热水温度一方面便于调节，另一方面也避免了因蒸汽压力不稳定或阀门控制不好而带来的瞬间高温对产品质量的影响，对产品质量的稳定起到了很好的缓冲作用。可有效避免蒸汽加热温度过高造成的局部焦糖或煳糖现象；不破坏D-核糖的特性，能够更有效的控制D-核糖产品质量，同时也适用于防爆或避免高温操作区；具有易于控制，热损失少、热利用率高、节能效果显著优点。
附图说明：
图1所示为本发明浓缩罐内部俯视图；
图2所示为本发明装置结构示意图。
其中，1.循环水罐，2.盘管，3.循环泵，4.浓缩罐，5.取样口，6.热循环水腔，7.物料通道。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明的D-核糖浓缩装置，包括循环泵3、循环水罐1和浓缩罐4，其中，循环水罐1中设有双层盘管2，双层盘管2内通蒸汽，循环水罐1通过循环泵3与浓缩罐4中的热循环水腔6连接。
循环水罐1内的循环水温度为50～90℃。
浓缩罐4中的热循环水腔6均匀分布在物料通道7中。
浓缩罐物料通道7与循环泵连接。
使用上述装置的D-核糖浓缩工艺，步骤依次包括：
①将D-核糖稀液进行预浓缩，由5-10%浓缩到15-18%；
②开启四效降膜蒸发器，进行二次浓缩，使浓度达到60%以上；
③体外热循环法终浓缩：将二次浓缩后的D-核糖浓缩液加入浓缩罐4中，使D-核糖含量达到80%以上。
步骤②中四效降膜蒸发器真空度0.05-0.10Mpa，温度60℃-80℃。
步骤③具体为，向浓缩罐4内注入二次浓缩后的D-核糖浓缩液，向循环水罐1内注入水，打开蒸汽阀门，自盘管2上方开口通入蒸汽，盘管2下方开口用于冷凝水的排出，根据循环水罐1温度表和压力表，控制循环水温度保持在50-90℃；打开浓缩罐1热循环水腔6进出水阀门，使循环水加热系统形成循环通路，开启循环泵3，使热得循环水进入热循环水腔6内，冷的循环水进入循环水罐1加热；同时开启设备真空泵，当真空度达到-0.09~-0.1，开始浓缩物料，在真空状态下，液体沸点降低，提前进入沸腾状态。通过沸腾，物料中多余的水分蒸发出物料，水蒸汽通过冷凝方式重新凝结为液体排出。在取样口5处取样测定，当浓度达到要求，收集浓缩液。
实施例1
向浓缩罐4内注入物料，向循环水罐1内注入一定量（淹没盘管210～30cm）的自来水作为循环水，打开蒸汽冷凝水阀门，将内部残存的冷凝水排掉，缓缓打开蒸汽进气阀门，观察温度表读数，当温度升至80℃时，调节蒸汽出疏水阀、蒸汽进阀门，保持循环水温度。打开浓缩罐1热循环水腔6进出水阀门，使循环水加热系统形成循环通路，开启循环泵3，使热得循环水进入热循环水腔6内，冷的循环水进入循环水罐1加热；同时开启设备真空泵，对浓缩罐4进行充真空作业，当真空度以及温度均达到一定要求后，开始浓缩物料，在真空状态下，液体沸点降低，提前进入沸腾状态。通过沸腾，物料中多余的水分蒸发出物料，水蒸汽通过冷凝方式重新凝结为液体排出。每一小时在取样口5处取样测定，当浓度达到85%左右时，停止浓缩，对浓缩液进行收集处理。浓缩过程中注意浓缩罐4温度表的读数，使之不得超过90℃。每批因产量不同处理时间20-24H，浓缩结束后，D-核糖浓缩液浓度可达80～90%。本发明改进大大消除了蒸汽不稳定带来的突发性问题，以及料液与蒸汽直接接触局部温度过高而带来的质量损坏，易于控制，操作简便，有效减少了浓缩过程的热损失，调高了设备的热利用率。

Claims (8)

1.一种D-核糖浓缩装置，其特征在于，包括循环泵、循环水罐和浓缩罐，其中，循环水罐中设有上下两层盘管，两层盘管内通蒸汽，循环水罐通过循环泵与浓缩罐中的热循环水腔连接。
2.根据权利要求1所述的一种D-核糖浓缩装置，其特征在于，循环水罐内的循环水温度为50～90℃。
3. 根据权利要求1所述的一种D-核糖浓缩装置，其特征在于，浓缩罐中的热循环水腔均匀分布在物料通道中。
4. 根据权利要求1所述的一种D-核糖浓缩装置，其特征在于，浓缩罐物料通道与循环泵连接。
5. 一种使用如权利要求1-4任一所述装置的D-核糖浓缩工艺，其特征在于，步骤依次包括：
①将D-核糖稀液进行预浓缩，由5-10%浓缩到15-18%；
②开启四效降膜蒸发器，进行二次浓缩，使浓度达到60%以上；
③体外热循环法终浓缩：将二次浓缩后的D-核糖浓缩液加入浓缩罐中，使D-核糖含量达到80%以上。
6. 根据权利要求5所述的一种D-核糖浓缩工艺，其特征在于，步骤②中四效降膜蒸发器真空度0.05-0.10Mpa，温度60℃-80℃。
7. 根据权利要求5所述的一种D-核糖浓缩工艺，其特征在于，步骤③具体为，向浓缩罐内注入二次浓缩后的D-核糖浓缩液，向循环水罐内注入水，打开蒸汽阀门，自盘管上方开口通入蒸汽，盘管下方开口用于冷凝水的排出，根据循环水罐温度表和压力表，控制循环水温度保持在50-90℃；打开浓缩罐热循环水腔进出水阀门，使循环水加热系统形成循环通路，开启循环泵，使热得循环水进入热循环水腔内，冷的循环水进入循环水罐加热；同时开启设备真空泵，开始浓缩物料；在取样口处取样测定，当浓度达到要求，收集浓缩液。
8. 根据权利要求7所述的一种D-核糖浓缩工艺，其特征在于，开启设备真空泵，当真空度达到-0.09~-0.1，开始浓缩物料。
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