CN105056564A - 一种滚筒式连续结晶干燥设备以及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滚筒式连续结晶干燥设备以及工艺,其中干燥设备包括卧式的滚筒,所述滚筒内沿轴向依次设有结晶室和干燥室,滚筒的轴向一端为结晶室入口,另一端为干燥室出口,结晶室和干燥室的衔接处设有沿圆周向布置的溢料堰。所述干燥室的内部设有若干抄板。还设有伸进结晶室入口的粉体进料管和液体进料管。本发明将现有技术中的结晶和干燥设备进行一体化整合,利用一套动力设备驱动两套系统的运行,与传统粉体设置的结晶和干燥设备相比,大大节省了能源的消耗,而且操作以及工艺控制都更加简便,同时对该设备的运行参数进行了优化,实现连续、高效的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及结晶技术领域,具体涉及一种滚筒式连续结晶干燥设备以及工艺。
背景技术
结晶与干燥技术在食品、医药、化工等行业应用非常广泛,结晶和干燥的方法也多种多样,结晶包括蒸发结晶、降温结晶、真空结晶、喷雾结晶等,干燥包括常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、沸腾干燥、冷冻干燥等。
公开号为CN101850189A的发明专利文献公开了一种糖醇连续结晶新工艺及立式连续结晶器,包括立式筒形容器的壳体,进料阀设在底部,出料阀设在上部侧面;在壳体内设置多组冷却盘管,多组冷却管分别与冷却介质分配管连接,从上到下构成多个按顺序依次连接的单个结晶器。结晶器与多功能提升管连接,液压提升装置包括刚性连接架、液压缸和液压泵站。
该结晶器能够形成温度梯度递减的多个结晶区间,使糖醇生产过程中的结晶过程能够连续进行。
公告号为CN103739634A的发明专利文献公开了一种在微生物转化生产D-核糖过程中针对从发酵液分离提取获得的含湿D-核糖结晶实施干燥的方法,首先对干燥用空气利用空气压缩和冻干相结合进行高效除湿,然后将除湿后的空气经压力调节、过滤净化、加热器升温后,输入气流干燥装置与含湿D-核糖结晶物料充分混合实现对产品的干燥。
依据结晶和干燥工艺条件的不同,设备的选型也差异很大,但是目前市场上的结晶和干燥的大都采用独立的设备,并没有能够同时实现结晶和干燥的一体化设备,以实现连续化生产。
发明内容
本发明提供了一种滚筒式连续结晶干燥设备,具有能耗小,操作简单,效率高等特点,适用于工业化大生产。
一种滚筒式连续结晶干燥设备,包括卧式的滚筒,所述滚筒内沿轴向依次设有结晶室和干燥室,滚筒的轴向一端为结晶室入口,另一端为干燥室出口,结晶室和干燥室的衔接处设有沿圆周向布置的溢料堰。
本发明将结晶室和干燥室设置于同一滚筒中,在卧式滚筒旋转的过程中,物料由结晶室入口进入滚筒,在结晶室内完成结晶的颗粒漫过溢流堰,进入干燥室内冷却,最后由干燥室出口获得成品。
作为优选,还设有延伸至干燥室内的冷却气管。
在干燥室内,晶体与冷却气接触,由冷却气将晶体中的水分带走,为了提高干燥的效率,优选地,所述干燥室的内部设有若干抄板。
作为优选,各抄板沿干燥室的轴向延伸,且沿圆周向均匀分布。各抄板的顶沿具有同向弯折的折边。
各抄板使晶体散乱与冷却气充分接触,利用冷却气带走晶体中的残余水分,使晶体干燥,同时将结晶后的物料从干燥室入口导流至干燥室出口。
作为优选,还设有伸进结晶室入口的粉体进料管和液体进料管。滚筒转动时,粉体进料管和液体进料管保持不动。
结晶室的入口还设有人孔和伸入结晶室内部的红外线温度计。
作为优选,所述粉体进料管的末端向下倾斜,与水平面形成30~60度的夹角。所述粉体进料管的出口下方安装有散料板,该散料板与粉体接触的一面设有若干凸起的散料条。
粉体沿粉体进料管进入结晶室时,被散料板打散,以分散状态进入结晶室内部,并在结晶室内部与液体物料充分接触。
为了除去结晶过程中产生的扬尘,干燥室的出口依次连接除尘器和引风机。
使用本发明提供的滚筒式连续结晶干燥设备包括以下步骤:
(1)开启除尘系统:将引风机的风门调至一定的开度,然后启动引风机。
(2)启动结晶干燥器(即卧式的滚筒):开启结晶干燥器的主电机风扇,启动滚筒电机,将主电机频率缓慢调至一定值,让结晶干燥器缓慢的转动。
(3)粉体放料:粉体物料通过关风机控制下料量,正常情况下,粉体物料达到溢料堰斜面2/3的料位高度后,将粉体物料的关风机频率调小,根据实际生产需要设置下料量。
(4)开启喷雾系统的洁净压缩空气,并控制洁净压缩空气的压力范围在0.15~0.22MPa,温度设置为110℃~130℃。
(5)开启冷却洁净空气:将冷却洁净空气管路上的调节阀开度开至一定开度,除尘器引风机的风门开度稍微调大,然后开启冷却洁净空气的鼓风机,冷却洁净空气的温度和湿度通过除湿机进行控制,温度调至5℃~20℃,相对湿度调至5~20%。
(6)启动喷液系统:将喷液管路上的阀门全部打开,然后启动转子泵,控制喷液流量在一定范围,同时将结晶干燥器的滚筒电机频率缓慢调高,使结晶干燥器的滚动速度加快。
(7)控制结晶温度:正常开始喷液后,结晶室内的物料温度会上升,温度由红外线温度计进行测定,不断观察物料的温度上升情况,如物料的温度上升较慢或不能上升到设定值范围,则加大喷液量或调低粉料的下料量,直到物料的温度维持在设定的范围内。如温度超过设定范围还在上升,则调低喷液量或加大粉料的下料量。
(8)出料:刚结晶的粒状产品温度较高,而且较软,经过干燥室内的冷风硬化,并干燥后,从结晶干燥器的窑尾排出,进入预粉碎机进行粉碎。
本发明还提供了一种山梨糖醇结晶的工艺,利用所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。工艺参数如下:
山梨糖醇粉体粒径<100目;
山梨糖醇液体的折光指数≥96%,温度为120~125℃,pH为5.0~7.5;
冷却气管中的冷却气温度为8~12℃,相对湿度为8~12%。
本发明还提供了一种异麦芽酮糖醇结晶的工艺,利用所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。工艺参数如下:
异麦芽酮糖醇粉体粒径<100目;
异麦芽酮糖醇液体的折光指数≥95%,温度为115~120℃,pH为5.0~7.5;
冷却气管中的冷却气温度为8~12℃,相对湿度为12~18%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明将现有技术中的结晶和干燥设备进行一体化整合,利用一套动力设备驱动两套系统的运行,与传统粉体设置的结晶和干燥设备相比,大大节省了能源的消耗,而且操作以及工艺控制都更加简便,同时对该设备的运行参数进行了优化,实现连续、高效的工业化生产。
附图说明
图1为本发明滚筒式连续结晶干燥设备的示意图;
图2为本发明滚筒式连续结晶干燥设备中结晶室和干燥室的结构示意图;
图3为本发明滚筒式连续结晶干燥设备中干燥室的截面示意图;
图4为本发明滚筒式连续结晶干燥设备中散料板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示,滚筒式连续结晶干燥设备,包括依次连接的卧式滚筒、除尘器14以及引风机15,如图2所示,卧式滚筒内沿轴向依次设有结晶室8和干燥室1,卧式滚筒轴向的一端为结晶室8入口,另一端为干燥室1出口。
结晶室8入口设有进料系统,进料系统包括:伸进结晶室8入口的粉体进料管2、液体进料管3、压缩空气管4以及冷却气管5,冷却气管5延伸至干燥室1内。
粉体进料管2的末端向下倾斜,与水平面形成45度的夹角,粉体进料管2的出口下方安装有散料板6,散料板6与粉体接触的一面设有若干凸起的散料条9。如图4所示,每根散料条9由具有夹角的两根凸条构成,粉体经过散料条9后,呈分散状态进入结晶室8内,在结晶室8内与液体物料充分接触。
液体进料管3和压缩空气管4的末端通过金属软连接与雾化喷嘴7相连,雾化喷嘴7的前后位置根据粉体的下料位置做适当的调整,使粉体物料和液体物料能够充分接触。液体物料经由雾化喷嘴7形成喷雾状后,与粉体物料相接触。
冷却气管5穿过结晶室8进入干燥室1内,且冷却气管5的末端向下倾斜,不断向干燥室1内鼓风,对结晶后的物料进行冷却干燥。
结晶室8同轴异径,即由结晶室8入口至结晶室8出口,卧式滚筒的直径逐渐减小,在结晶室8和干燥室1的衔接处设有沿圆周向布置的溢料堰10。溢料堰10朝向结晶室8的一面为斜面,斜面与结晶室8内壁具有45度的夹角,斜面由底至顶逐渐靠近干燥室1,沉在底部的粉状物料被溢料堰10阻隔在结晶室8内,随着滚筒的转动被扬起后与液体物料相接触,处在上部的结晶后的颗粒状产品被斜面导入干燥室1内,在干燥室1内实现冷却干燥。
结晶室8入口设有竖直的挡板11,避免结晶室8内的物料进入卧式滚筒端盖的密封圈内,增大卧式滚筒滚动的摩擦力。结晶室8的入口处还设有人孔12以及红外线温度计18。
在结晶室8和干燥室1衔接的地方设有放料口19,在正常运行状态下,放料口19处于关闭状态,如需要清理结晶室8内的粉料或是清洗结晶室8,可以从放料口19进行排放。
干燥室1为筒状,如图3所示,干燥室1的内部设有若干抄板13,各抄板13沿干燥室1的轴向延伸,且沿圆周向均匀分布,各抄板13的顶沿具有同向弯折的折边。
除尘器14和引风机15构成除尘系统,除尘器14采用布袋除尘器14,除尘器14上安装有气锤16,设定间隔时间,定期敲打除尘器14,防止粉尘堵塞,除尘器14下方设有双层锁气阀17,将除尘器14底部的粉料排至粉料罐中。
实施例2山梨糖醇的连续结晶干燥工艺
卧式滚筒的电机功率:30kW;结晶室的尺寸:(1.5m~2.2m)×4.0m;干燥室的尺寸:2.2m×15m。
冷却气的鼓风机型号:风量:8000m3/h,风压:6000Pa,功率:15kW。
除尘器引风机型号:风量:8000m3/h,风压:6000Pa,功率:15kW。
开车前注意事项:
A、进料前需开启通风系统,确保设备与风管内壁干燥。
B、确保洁净压缩空气压力0.4~0.5MPa、加热蒸汽压力≥0.4MPa。
C、山梨糖醇液的折光指数≥96%,温度为120~125℃,pH为5.0~7.5。山梨糖醇粉体的颗粒大小<100目。
正常开车步骤如下:
1)首先开启除尘系统:将引风机的风门调至30%开度,然后启动引风机。
2)启动结晶干燥器(即卧式滚筒):开启结晶干燥器的主电机风扇,启动滚筒电机,将频率缓慢调至25Hz,让结晶干燥器缓慢的转动。
3)粉状山梨糖醇下料:粉状山梨糖醇的下料速度通过关风机来调节,首先将关风机的运行频率缓慢调至100%,待粉料料位至结晶室内溢料堰斜面的2/3处,约下料800kg,然后将关风机的频率缓慢调低至30%。
4)开启喷雾系统的洁净压缩空气,控制洁净压缩空气的压力范围在0.15~0.22MPa,温度设置为120℃。
5)开启冷却洁净空气(即冷却气):将冷却洁净空气管路上的调节阀开度开至60%,除尘器引风机的风门开度由30%调至80%,然后开启冷却洁净空气的鼓风机,冷却洁净空气的温度和湿度通过除湿机进行控制,温度调至10℃,相对湿度调至10%。
6)启动山梨糖醇液喷液系统:将山梨糖醇液喷液管路上的阀门全部打开,然后启动转子泵,控制喷液流量在2.5m3/h,同时将结晶干燥器的滚动电机频率缓慢调至45Hz。
7)控制结晶温度:正常开始喷液后,结晶室内的物料温度会上升,温度由红外线温度计进行测定,不断观察物料的温度上升情况,如物料的温度上升较慢或不能上升到90℃,则加大山梨糖醇液的喷液量或调低山梨糖醇粉体的下料量,直到结晶室内的物料温度维持在90℃~95℃的范围内,如温度超过95℃还在上升,则调低山梨糖醇液的喷液量或加大山梨糖醇粉体的下料量。
8)出料:刚结晶的粒状山梨糖醇温度较高,而且较软,经过干燥室内的冷风硬化,以及干燥后,从结晶干燥器的出口排出,进入预粉碎机进行粉碎。
实施例3异麦芽酮糖醇的连续结晶干燥工艺
卧式滚筒的电机功率:30kW;结晶室的尺寸:(1.5m~2.2m)×4.0m;干燥室的尺寸:2.2m×15m。
冷却气的鼓风机型号:风量:8000m3/h,风压:6000Pa,功率:15kW。
除尘器引风机型号:风量:8000m3/h,风压:6000Pa,功率:15kW。
开车前注意事项:
A、进料前需开启通风系统,确保设备与风管内壁干燥。
B、确保洁净压缩空气压力0.4~0.5MPa、加热蒸汽压力≥0.4MPa。
C、异麦芽酮糖醇液的折光指数≥95%,温度115~120℃,pH5.0~7.5。异麦芽酮糖醇粉体颗粒大小<100目(泰勒制)。
正常开车步骤如下:
1)首先开启除尘系统:将引风机的风门调至30%开度,然后启动引风机。
2)启动结晶干燥器:开启结晶干燥器主电机风扇,启动卧式滚筒电机,将频率缓慢调至25Hz,让结晶干燥器缓慢的转动。
3)粉状异麦芽酮糖醇下料:粉状异麦芽酮糖醇的下料速度通过关风机来调节,首先将关风机的运行频率缓慢调至100%,待粉料料位至结晶室内溢料堰斜面的2/3处,约下料700kg,然后将关风机的频率缓慢调低至30%。
4)开启喷雾系统的洁净压缩空气,控制洁净压缩空气的压力范围在0.15~0.22MPa,温度设置为115℃。
5)开启冷却洁净空气:将冷却洁净空气管路上的调节阀开度开至55%,除尘器引风机的风门开度由30%调至70%,然后开启冷却洁净空气的鼓风机,冷却洁净空气的温度和湿度通过除湿机进行控制,温度调至15℃,相对湿度调至10%。
6)启动异麦芽酮糖醇液喷液系统:将异麦芽酮糖醇液喷液管路上的阀门全部打开,然后启动转子泵,控制喷液流量在2.5m3/h,同时将结晶干燥器的滚动电机频率缓慢调至45Hz。
7)控制结晶温度:正常开始喷液后,结晶室内的物料温度会上升,温度由红外线温度计进行测定,不断观察物料的温度上升情况,若物料的温度上升较慢或不能上升到85℃,则加大异麦芽酮糖醇液的喷液量或调低异麦芽酮糖醇粉的下料量,直到结晶室内的物料温度维持在85℃~90℃的范围内,如温度超过90℃还在上升,则调低异麦芽酮糖醇液的喷液量或加大异麦芽酮糖醇粉的下料量。
8)出料:刚结晶的粒状异麦芽酮糖醇温度较高,而且较软,经过干燥室内的冷风硬化,并干燥后,从结晶干燥器的窑尾排出,进入预粉碎机进行粉碎。
Claims (10)
1.一种滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,包括卧式的滚筒,所述滚筒内沿轴向依次设有结晶室和干燥室,滚筒的轴向一端为结晶室入口,另一端为干燥室出口,结晶室和干燥室的衔接处设有沿圆周向布置的溢料堰。
2.如权利要求1所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,所述干燥室的内部设有若干抄板。
3.如权利要求1所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,还设有伸进结晶室入口的粉体进料管和液体进料管。
4.如权利要求1所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,还设有延伸至干燥室内的冷却气管。
5.如权利要求3所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,所述粉体进料管的末端向下倾斜,与水平面形成30~60度的夹角。
6.如权利要求5所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,所述粉体进料管的出口下方安装有散料板,该散料板与粉体接触的一面设有若干凸起的散料条。
7.如权利要求2所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,各抄板沿干燥室的轴向延伸,且沿圆周向均匀分布。
8.如权利要求7所述的滚筒式连续结晶干燥设备,其特征在于,各抄板的顶沿具有同向弯折的折边。
9.一种山梨糖醇结晶的工艺,其特征在于,利用如权利要求1~8任一项所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。
10.一种异麦芽酮糖醇结晶的工艺,其特征在于,利用如权利要求1~8任一项所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |