CN106730978A - 一种葡萄糖结晶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种葡萄糖结晶工艺。采用预晶罐与卧式结晶罐组合并调整相应的工艺参数。能有效防止微生物感染，缩短结晶时间，产量提高，质量稳定，降低生产成本，卧式结晶罐操作简单，不易抱轴。
Description
技术领域
本发明涉及结晶葡萄糖生产技术领域，特别是涉及一种葡萄糖结晶工艺。
背景技术
葡萄糖的结晶方式主要有蒸发溶剂结晶和降温冷却结晶，目前大多采用冷却结晶的方法，结晶方式为间歇结晶，结晶速度慢。此种方法结晶的葡萄糖性质不稳定，容易出现结块，而且晶型不规则，产品较低，目前葡萄糖的生产增长速度远远跟不上市场需求增长速度，主要是受到葡萄糖在结晶过程中结晶速度和结晶收率低的制约。
现有技术是在结晶罐内添加质量较好的葡萄糖粉，通过一段时间的养晶再注入葡萄糖浆，注满以后，开始进行结晶操作，结晶周期大概要56小时，才能结晶完成。时间长，效率低。
此外，结晶罐经过长时间的运行，结晶罐可能有染菌的现象，需要分空重新养晶，如果达到正常生产的情况，最少需要5天的时间，并且还有可能造成系统染菌现象。
现有技术中，多采用立式结晶罐的生产，由于立式结晶罐操作为自控操作，各个层次的降温点在电脑上都有数据显示，使操作更加简单。但是立式结晶罐也有缺点，立式结晶罐是阶梯降温，各个层次的降温必须控制进水的温度，一旦出现异常，会出现抱轴现象，出现抱轴现象会使结晶时间不够，收率下降，且清理非常困难；再有由于立式结晶罐是阶梯降温，必须有温度低的水用板换进行换热，增加了投资；再有立式结晶罐的糖膏用管道输送，对晶体的损坏很大，在分离之前还需要进一步整晶。
发明内容
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种葡萄糖结晶工艺。本发明要解决的技术问题是防止微生物感染，缩短结晶时间，产量提高，质量稳定，降低生产成本，卧式结晶罐操作简单，不易抱轴。
本发明的一种葡萄糖结晶工艺技术方案为，蒸发器连续浓缩出来的糖浆与来自预晶罐的循环晶种混合，然后立即进一步闪蒸浓缩(同时也起到降温的作用)和夹层保温，形成含有足量晶种，但仍需逐步降温才能得到高收率结晶糖膏的预结晶物料。该预结晶物料除一部分作为预结晶罐自身的循环晶种外，其余部分供往卧式降温结晶工序，使降温结晶能实现连续运行。由于蒸发结晶时温度较高，再加上预晶循环，能有效降低糖膏中母液锤度，从而降低粘度，促进快速结晶。
预晶罐主要由带有降温夹套的主罐、和带有真空系统的闪蒸罐组成。来自蒸发器的浓糖浆与来自主罐的循环晶种混合，然后快速送入闪蒸罐闪蒸，达到进一步结晶所需的过饱和度和晶核含量。在重力的作用下，闪蒸罐内的物料通过下料管由底部进到预结晶主罐，然后层流推进到罐顶。主罐内的搅拌以3～5r/min的转速匀速转动，以保证在其区间内的糖膏能均匀冷却，且防止糖膏固定在结晶机内表面。由主罐上部的循环泵再把推进到罐上部的糖膏抽出，与新的浓缩糖浆混合再进入闪蒸罐闪蒸。由于有糖浆连续注入，预结晶好的部分物料可由主罐罐底的出料泵打出，供给卧式降温结晶罐。这样，预结晶罐里的物料保持相对稳定，实现进料—循环—闪蒸—冷却—出料连续进行。
正常生产时，预结晶的主罐要保持相对稳定的液位。液面应当离罐顶1.0米左右，当液位偏低时，调整加大进料流量；当液位偏高时则减慢进料流量。但要注意保持均衡生产，协调好前后工序的走料量，尽量避免造成卧式降温结晶断料或主罐溢料情况的发生。
为了能够精确控制结晶过程，通过调节真空度来控制罐内的温度，稳定控制结晶罐内物料与夹层保温水的温差。一般罐内物料温度与夹层水的温度温差为±5℃，保证罐内的糖不粘壁。
如果因为预结晶罐出料流量太少，多次循环闪蒸造成物料干物含量大幅度提高，超过工艺允许的范围。则应通过降低蒸发出料的浓度或者减小闪蒸真空度来调整。如果蒸发器停止出料，则可关掉冷凝器的冷却水和真空泵，停止闪蒸。
为防止微生物感染，物料不应与空气接触，预晶罐中通入约0.01MPa的无菌空气，保证其内部处于正压状态。一旦发现染菌，应马上向物料中加入10PPM-100PPM次氯酸钠溶液消毒，或二氧化氯溶液进行消毒处理。
糖浆进料温度：55～65℃；预晶罐出料温度：43℃。预晶罐养晶的时候，也可以使用卧式罐的糖膏作为晶种，也可以在蒸发器后加糖粉，与蒸发后的糖浆进行混合后，打入闪蒸罐，温度控制在48-52℃。
进料浓度：70～72﹪(DX≥92％)，对于不同的糖浆纯度和不同的生产情况，经过调整，把预结晶罐的出料控制到如表1所述指标：
表1
进罐糖浆中的晶种含量为10﹪-15﹪，(按50kg/m3)以满足结晶的需要(大约需要投入15-20吨左右的干粉晶种)。
本发明结晶收率：25％～30﹪(干基)
本发明的有益效果为：预晶罐与卧式结晶罐联合使用，有不可比拟的优点：缩短结晶时间，产量提高，质量稳定，降低生产成本，卧式结晶罐操作简单，不易抱轴。
附图说明：
图1所示为本发明工艺所用设备结构示意图。
图中，1-蒸发器，2-主罐，3-闪蒸罐，4-卧式结晶罐。
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。
实施例1
蒸发器1连续浓缩出来的糖浆与来自预晶罐的循环晶种混合，然后立即进一步闪蒸浓缩(同时也起到降温的作用)和夹层保温，形成含有足量晶种，但仍需逐步降温才能得到高收率结晶糖膏的预结晶物料。该预结晶物料除一部分作为预结晶罐自身的循环晶种外，其余部分供往卧式降温结晶工序，使降温结晶能实现连续运行。由于蒸发结晶时温度较高，再加上预晶循环，能有效降低糖膏中母液锤度，从而降低粘度，促进快速结晶。
预晶罐主要由带有降温夹套的主罐2、和带有真空系统的闪蒸罐3组成。来自蒸发器1的浓糖浆与来自主罐2的循环晶种混合，然后快速送入闪蒸罐3闪蒸，达到进一步结晶所需的过饱和度和晶核含量。在重力的作用下，闪蒸罐3内的物料通过下料管由底部进到预结晶主罐2，然后层流推进到罐顶。主罐2内的搅拌以3～5r/min的转速匀速转动，以保证在其区间内的糖膏能均匀冷却，且防止糖膏固定在结晶机内表面。由主罐2上部的循环泵再把推进到罐上部的糖膏抽出，与新的浓缩糖浆混合再进入闪蒸罐3闪蒸。由于有糖浆连续注入，预结晶好的部分物料可由罐底的出料泵打出，供给卧式结晶罐4。这样，预结晶罐里的物料保持相对稳定，实现进料—循环—闪蒸—冷却—出料连续进行。
正常生产时，预结晶的主罐2要保持相对稳定的液位。液面应当离罐顶1.0米左右，当液位偏低时，调整加大进料流量；当液位偏高时则减慢进料流量。但要注意保持均衡生产，协调好前后工序的走料量，尽量避免造成卧式降温结晶断料或主罐溢料情况的发生。
为了能够精确控制结晶过程，通过调节真空度来控制罐内的温度，稳定控制结晶罐内物料与夹层保温水的温差。一般罐内物料温度与夹层水的温度温差为±5℃，保证罐内的糖不粘壁。
如果因为预结晶罐出料流量太少，多次循环闪蒸造成物料干物含量大幅度提高，超过工艺允许的范围。则应通过降低蒸发出料的浓度或者减小闪蒸真空度来调整。如果蒸发器1停止出料，则可关掉冷凝器的冷却水和真空泵，停止闪蒸。
为防止微生物感染，物料不应与空气接触，预晶罐中通入约0.01MPa的无菌空气，保证其内部处于正压状态。一旦发现染菌，应马上向物料中加入10PPM-100PPM次氯酸钠溶液消毒，或二氧化氯溶液进行消毒处理。
糖浆进料温度：55～65℃；预晶罐出料温度：43℃。预晶罐养晶的时候，也可以使用卧式结晶罐4的糖膏作为晶种，也可以在蒸发器1后加糖粉，与蒸发后的糖浆进行混合后，打入闪蒸罐3，温度控制在48-52℃。
进料浓度：70～72﹪(DX≥92％)，对于不同的糖浆纯度和不同的生产情况，经过调整，把预结晶罐的出料控制到如表1所述指标：
表1
进罐糖浆中的晶种含量为10﹪-15﹪，(按50kg/m3)以满足结晶的需要(大约需要投入15-20吨左右的干粉晶种)。
本发明结晶收率：25％～30﹪(干基)
实施例2
晶种量的比较
在卧式结晶罐4内留有30％左右的晶种量，进行下一周期的操作。一般注罐浓度为73％左右，纯度为92％，葡萄糖含量为73％*92％＝67.16％，葡萄糖与水的比例是67.16/(100-73)＝2.92注罐后混合温度为43℃，其注罐过饱和系数是：2.92/1.81＝1.6.
如果预晶罐的收率为28％，结晶葡萄糖纯度为99.6％，注罐的DX值为92％，经过计算预晶罐母液纯度为89％，预晶罐内的物料经闪蒸以后，浓度调高1.5％-2％，出料浓度按73.5％(晶体熔化以后)计算，经过计算可得母液浓度为68.4％。
结晶罐按36m3/台计算，留晶种10m3，母液浓度为54％，收率是64％，结晶罐中晶种的重量是：10*0.73*1.369*0.64＝6.4吨
预晶罐的收率为28％，注36立方的糖膏，晶种的重量是：36*0.735*1.37*0.28＝10.15吨
由以上可以看出，如果单独使用预晶罐，晶种含量比不使用预晶罐的晶种含量多10.15-6.4＝3.75吨。有如此多的晶种存在，卧式结晶罐4可以完全不用留晶种。
结晶时间的比较
不使用预晶罐，注罐的过饱和系数是1.6，结晶周期为56小时，如果使用预晶罐注罐的葡萄糖与水的比例是：68.4*0.89/(100-68.4)＝1.87,那么注罐的过饱和系数是：1.87/1.81＝1.03.注罐的过饱和系数过低，几乎不能结晶。由于43℃的物料温度，晶种含量比较多，粘度较大，再则，由于预晶罐内的晶体大小不一，有许多的晶核，还不能快速降温，防止有伪晶的产生，但是降温的幅度可以由原来的0.25℃/小时改为0.5℃/小时。结晶时间可以缩短，控制在48-52小时。
使用预晶罐与卧式罐相结合，可以缩短结晶时间到50小时，提高卧式结晶罐的利用率。按日产100吨结晶葡萄糖计算，如果没有预晶罐，需要用20台结晶罐，使用预晶罐，可以用17台就可以了。
另外，如果单独使用结晶罐，经过长时间的运行，结晶罐可能有染菌的现象，需要分空重新养晶，如果达到正常生产的情况，最少需要5天的时间，(这样还有可能造成系统染菌现象)。如果使用预晶罐，由于不留晶种，结晶罐内没有污染源，几乎不存在染菌的现象，所以生产比较正常，质量也比较稳定。
产量的比较
一般结晶的收率为52％，36m3的结晶罐每罐注料为26m3,干物含量为26吨，每罐的产量为：26*0.52/0.91＝14.86吨。
使用预晶罐，收率仍为52％，产量为36*0.73*1.37*0.52/0.91＝20.57吨
每罐多出20.57-14.86＝5.7吨
且结晶周期能缩短4小时，所以总体产量会大幅度提高的。
Claims (9)
1.一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，采用预晶罐与卧式结晶罐组合。
2.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，预晶罐由带有降温夹套的主罐、和带有真空系统的闪蒸罐组成，来自蒸发器的浓糖浆与来自主罐的循环晶种混合，然后快速送入闪蒸罐闪蒸，达到进一步结晶所需的过饱和度和晶核含量；在重力的作用下，闪蒸罐内的物料通过下料管由底部进到预结晶主罐，然后层流推进到罐顶；主罐内的搅拌以3～5r/min的转速匀速转动，以保证在其区间内的糖膏能均匀冷却，且防止糖膏固定在结晶机内表面；由主罐上部的循环泵再把推进到罐上部的糖膏抽出，与新的浓缩糖浆混合再进入闪蒸罐闪蒸；由于有糖浆连续注入，预结晶好的部分物料可由罐底的出料泵打出，供给卧式结晶罐。
3.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，卧式结晶罐内物料与夹层保温水的温差为±5℃。
4.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，预晶罐中通入0.01MPa的无菌空气，保证其内部处于正压状态。
5.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，糖浆进料温度：55～65℃；预晶罐出料温度：43℃。
6.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，预晶罐养晶的时候，使用卧式罐的糖膏作为晶种，或在蒸发器后加糖粉，与蒸发后的糖浆进行混合后，打入闪蒸罐，温度控制在48-52℃。
7.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，进料浓度：70～72﹪。
8.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，进罐糖浆中的晶种含量为10﹪-15﹪。
9.根据权利要求1所述的一种葡萄糖结晶工艺，其特征在于，结晶收率：25％～30﹪。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111500795A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-08-07 | 潍坊盛泰药业有限公司 | 一种含水葡萄糖生产过程中的二级结晶工艺 |
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