CN105056564B - 一种滚筒式连续结晶干燥设备以及工艺 - Google Patents

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

一种滚筒式连续结晶干燥设备以及工艺

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 (7)

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；还设有伸进结晶室入口的粉体进料管和液体进料管，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。

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，还设有延伸至干燥室内的冷却气管。

4.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。

5.如权利要求4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。

6.一种山梨糖醇结晶的工艺，其特征在于，利用如权利要求1～5任一项所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。

7.一种异麦芽酮糖醇结晶的工艺，其特征在于，利用如权利要求1～5任一项所述的滚筒式连续结晶干燥设备进行。