CN111359240A - 一种管式降膜蒸发器、浓缩装置及其使用方法和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管式降膜蒸发器、浓缩装置及其使用方法和工艺；包括第一蒸发单元、第二蒸发单元、第三蒸发单元和第四蒸发单元；所述第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为热源，所述第二蒸发单元由所述第一蒸发单元产生的二次蒸汽作为热源，所述第三蒸发单元采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为第三蒸发单元热源，所述第四蒸发单元由水蒸汽作为热源；所述第一蒸发单元、第二蒸发单元和第三蒸发单元的蒸发器均采用管式降膜蒸发器，本发明能够提高装备利用率，进而大幅度降低了企业的生产成本，为企业带来更大的经济效益。

Description

一种管式降膜蒸发器、浓缩装置及其使用方法和工艺

技术领域

本发明涉及稀糖浆蒸发浓缩技术领域，尤其是用于醇法制备大豆浓缩蛋白中稀糖浆蒸发浓缩工序，具体的涉及一种管式降膜蒸发器、浓缩装置及其使用方法和工艺。

背景技术

主流醇法制备大豆浓缩蛋白工艺中，涉及到豆粕浸出、湿蛋白烘干、稀糖浆蒸发浓缩、二次蒸汽冷凝、尾气回收等五大工序，其中：湿蛋白烘干工序和稀糖浆蒸发浓缩工序是两大高耗能工序。湿蛋白烘干工序，目前主流工艺为采用烘干机间壁加热方式把固体物料中含的乙醇和水烘干去除，烘干产生的二次蒸汽直接去冷凝器冷凝；稀糖浆蒸发浓缩工序，目前主流工艺为采用单效蒸发工艺，一般首先采用三个列管蒸发器，逐级浓缩，最后用汽提塔来回收糖浆中的乙醇，四个蒸发单元均采用水蒸汽加热，蒸发产生的二次蒸汽也直接去冷凝器冷凝；主流醇法制备大豆浓缩蛋白工艺总的水蒸汽消耗约为2500kg/t蛋白，其中湿蛋白烘干工序消耗水蒸汽约700kg/t蛋白，稀糖浆蒸发浓缩消耗水蒸汽约1600kg/t蛋白；稀糖浆蒸发浓缩水蒸汽消耗一项占大豆浓缩蛋白总的水蒸汽消耗的64％。

在糖浆蒸发浓缩过程中，由于糖浆具有很高的黏性，非常容易黏在蒸发管的内壁上，同时由于采用了水蒸汽加热，蒸发管壁内外温差70-90℃，导致糖浆极易糊化挂壁，减少蒸发管的传质、传热的有效表面积，需要间隔1-2个月停机进行清洗蒸发管，一次清理至少需要停机48小时；停机清理不仅增加了各项消耗，同时也耽误生产，增加了企业的生产成本。

主流醇法制备浓缩蛋白生产工艺中的稀糖浆蒸发工艺不仅能耗很高，而且需要1-2个月停机48小时清理蒸发管，既浪费了宝贵的能源，同时也增加了企业的生产成本，加重了上下游企业的负担，也影响了醇法浓缩蛋白的推广应用。在醇法制备大豆浓缩蛋白研究中，降低水蒸汽消耗，减少因清理而停机的时间，进而降低生产成本，成为研究人员共同追求的目标。

发明内容

为了克服现今技术中存在的问题，本发明提供一种用于醇法制备大豆浓缩蛋白工艺中稀糖浆蒸发浓缩工序的管式降膜蒸发器、浓缩装置及其使用方法和工艺。

本发明是通过下述四个技术方案来实现的。

本发明的第一方面提供一种管式降膜蒸发器，包括壳体，以及设置于所述壳体上的进液管、进气管、蒸发管、下管板、下箱体、上箱体、液体分布器、上管板、折流板、不凝气管和气液混合管；所述进液管设置于所述壳体的上部一侧且与所述上箱体连通，所述液体分布器设置于所述上箱体的下部且位于所述上管板的上部；所述进气管设置于所述壳体的一侧且位于所述上管板的下部，所述下管板设置于所述壳体的下部，所述下箱体设置于所述壳体的底部且位于所述下管板的下部，所述折流板设置有若干个，若干个折流板均布于所述上管板和下管板之间，所述不凝气管设置于所述壳体的一侧且位于所述下管板的上部，所述气液混合管设置于所述壳体的一侧且与所述下箱体连接，所述蒸发管的上部与所述上管板连接，所述蒸发管的下部与所述下管板连接；所述壳体的顶部还设置有循环管，所述循环管与所述上箱体连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述液体分布器包括溢流堰型分布器和多孔流型分布器；所述溢流堰型分布器设置于所述上箱体的下部，所述多孔流型分布器设置于所述溢流堰型分布器的下部，所述上管板设置于所述多孔流型分布器的下部。

进入蒸发器壳体的高温热源在壳体内经过数块折流板与蒸发管内的稀糖浆充分换热后，从不凝气体管排出，该汽体进入下道工序，能够确保蒸发管液体分布均匀，稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率，糖浆不易糊化挂壁。

本发明的第二方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩装置，包括第一蒸发单元、第二蒸发单元、第三蒸发单元和第四蒸发单元；所述第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为热源，所述第二蒸发单元由所述第一蒸发单元产生的二次蒸汽作为热源，所述第三蒸发单元采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为第三蒸发单元热源，所述第四蒸发单元由水蒸汽作为热源；所述第一蒸发单元、第二蒸发单元和第三蒸发单元的蒸发器均采用管式降膜蒸发器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一蒸发单元包括供料泵，换热器一，第一蒸发器A，第一蒸发器B，闪发箱一，循环泵一；所述供料泵与所述换热器一连接，所述第一蒸发器A的壳体与所述第一蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第一蒸发器A的管程与第一蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第一蒸发器A、第一蒸发器B两个蒸发器共用一个闪发箱一的目的，使其布局更加紧凑，所述第一蒸发器B的管程与闪发箱一通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器一的壳体与第一蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述循环泵一的一侧与所述第一蒸发器B连通，循环泵一的另一侧分别与所述第一蒸发器A和第二蒸发单元连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二蒸发单元包括换热器二，第二蒸发器A，第二蒸发器B，闪发箱二和循环泵二；所述换热器二的一侧与所述循环泵一连接，所述换热器二的另一侧与所述第二蒸发器A连接，所述第二蒸发器A的壳体与所述第二蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第二蒸发器A的管程与第二蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第二蒸发器A，第二蒸发器B两个蒸发器共用一个闪发箱二的目的，使其布局更加紧凑，所述第二蒸发器B的管程与闪发箱二通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器二的壳体与第二蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述循环泵二的一侧与所述第二蒸发器B连通，循环泵二的另一侧分别与所述第二蒸发器A和第三蒸发单元连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第三蒸发单元包括换热器三，加热器，第三蒸发器A，第三蒸发器B，闪发箱三，循环泵三和机械压缩机；所述换热器三的一侧与所述循环泵二连接，所述换热器三的另一侧与所述加热器连接，所述加热器与所述第三蒸发器A连接；所述第三蒸发器A的壳体与所述第三蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第三蒸发器A的管程与第三蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第三蒸发器A，第三蒸发器B，两个蒸发器共用一个闪发箱三的目的，使其布局更加紧凑，所述第三蒸发器B的管程与闪发箱三通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器三的壳体与第三蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述机械压缩机分别与所述第三蒸发器A和闪发箱三连接，所述循环泵三的一侧与所述第三蒸发器B连通，循环泵三的另一侧分别与所述第三蒸发器A和第四蒸发单元连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第四蒸发单元包括刮膜蒸发器，闪发箱四，接收罐，供料泵；所述刮膜蒸发器一侧与所述循环泵三连接，所述闪发箱四和接收罐分别与所述刮膜蒸发器连接，所述供料泵与所述接收罐连接。

本稀糖浆蒸发浓缩装置确保稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率；高温热源和稀糖浆温差小，蒸发管液体分布均匀，糖浆不易糊化挂壁。

本发明的第三方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩装置使用方法，稀糖浆由供料泵，通过换热器一，与第一蒸发器单元不凝气体换热后，进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序的二次蒸汽，蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱一进行气液分离，产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源，稀糖浆一部分由循环泵一进行强制循环，另一部分进入第二蒸发器进行蒸发浓缩；第二蒸发器热源为第一蒸发器产生的二次蒸汽，二蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱二进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，稀糖浆一部分由循环泵二进行强制循环，另一部分液体经过加热后，进入第三蒸发器进行蒸发浓缩；热源为其产生的经过机械压缩机加压升温的二次蒸汽。三蒸发后的糖浆气液经由闪发箱三进行气液分离，产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压加温再利用，糖浆一部分由循环泵三进行强制循环，另一部分进入刮膜蒸发器；刮膜蒸发器的热源为水蒸汽，主要用于去除乙醇，并调节糖浆浓度；刮膜蒸发器蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱四进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，糖浆一部分由循环泵四进行强制循环，另一部分送到接收罐进行长期储存。

本稀糖浆蒸发浓缩装置使用方法，通过调整各工序的热量分配，利用湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为稀糖浆蒸发浓缩热源，采用双效蒸发技术，同时应用MVR蒸发技术，仅需少量水蒸汽就可以进行稀糖浆蒸发浓缩，解决了醇法制备大豆浓缩蛋白水蒸汽消耗高的难题，使醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗大幅度下降，同时延长了蒸发管清理时间间隔，减少了清理时间，进而减少了因清理蒸发管而停机的时间，从而降低生产成本。

本发明的第四方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩节能工艺,包括如下步骤:

S1:浓度8～12％的40～60℃稀糖浆由供料泵送入第一蒸发单元；稀糖浆首先进入换热器一，经过与第一蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序时产生的90～110℃二次蒸汽，蒸发温度为70～80℃，真空度为0～-0.03MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱一内进行气液分离；第一蒸发器蒸发产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源进入第二蒸发器壳程；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵一强制回流到第一蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为12～15％的稀糖浆进入第二蒸发单元，继续浓缩；

S2:浓度12～15％的70～80℃稀糖浆由循环泵一送入第二蒸发单元；稀糖浆首先进入换热器二，经过与第二蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高1～3℃；换热后的稀糖浆进入第二蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为第一蒸发器蒸发产生的70～80℃的二次蒸汽；蒸发温度为45～55℃，真空度为-0.60～-0.08MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱二内进行气液分离；第二蒸发器蒸发产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵二强制回流到第二蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为25～35％的稀糖浆进入第三蒸发单元，继续浓缩；

S3:浓度25～35％的45～55℃稀糖浆由循环泵二送入第三蒸发单元；稀糖浆首先进入换热器三，经过与第三蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆再进入加热器内与水蒸汽进行间壁换热，温度升高到70～80℃，升温后的糖浆进入第三蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的启动热源为水蒸汽，一旦蒸发稳定后，其蒸发产生的二次蒸汽经过机械压缩机进行加压升温到90～100℃，然后送入第三蒸发器壳程，作为第三蒸发器热源支持第三蒸发器蒸发；第三蒸发器的蒸发温度为70～80℃，真空度为0.0～-0.02MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱三内进行气液分离；第三蒸发器的不凝气体与稀糖浆换热后去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵三强制回流到第三蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为45～55％的糖浆进入第四蒸发单元，调节糖浆浓度；

S4:浓度45～55％的70～80℃糖浆由循环泵三送入第四蒸发单元；糖浆进入第四蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的热源为水蒸汽，蒸发温度为55～65℃，真空度为-0.08～-0.10MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱四内进行气液分离；第四蒸发器的不凝气体去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆40～60％由循环泵强制回流到第四蒸发器进行循环蒸发，剩余40～60％的浓度为55～60％的糖浆由输送泵送入糖浆储罐进行长期储存。

本发明水蒸汽消耗降幅非常大，稀糖浆蒸发浓缩水蒸汽消耗约为90～110kg/t蛋白，醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗约为900～1100kg/t蛋白。对比主流醇法制备大豆浓缩蛋白总的水蒸汽消耗下降60％；同时由于蒸发器采用管式降膜蒸发器，并且每段都采用了组合式液体分布器，同时每个蒸发器均采用了强制外部循环工艺，糖浆糊化挂壁现象明显减少，清理时间间隔延长至6个月，每次停机时间不超过24小时；既大幅度降低了能耗，又减少了停机时间、提高了装备利用率，进而大幅度降低了企业的生产成本，为企业带来更大的经济效益。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

蒸发器壳体的高温热源在壳体内经过数块折流板与蒸发管内的稀糖浆充分换热后，从不凝气体管排出，该汽体进入下道工序，能够确保蒸发管液体分布均匀，稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率，糖浆不易糊化挂壁。

通过调整各工序的热量分配，利用湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为稀糖浆蒸发浓缩热源，采用双效蒸发技术，同时应用MVR蒸发技术，仅需少量水蒸汽就可以进行稀糖浆蒸发浓缩，解决了醇法制备大豆浓缩蛋白水蒸汽消耗高的难题，使醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗大幅度下降，同时延长了蒸发管清理时间间隔，减少了清理时间，进而减少了因清理蒸发管而停机的时间，从而降低生产成本。

本发明水蒸汽消耗降幅非常大，稀糖浆蒸发浓缩水蒸汽消耗约为90～110kg/t蛋白，醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗约为900～1100kg/t蛋白。对比主流醇法制备大豆浓缩蛋白总的水蒸汽消耗下降60％；同时由于蒸发器采用管式降膜蒸发器，并且每段都采用了组合式液体分布器，同时每个蒸发器均采用了强制外部循环工艺，糖浆糊化挂壁现象明显减少，清理时间间隔延长至6个月，每次停机时间不超过24小时；既大幅度降低了能耗，又减少了停机时间、提高了装备利用率，进而大幅度降低了企业的生产成本，为企业带来更大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的蒸发器结构示意图；

图2是本发明的蒸发器三维模拟图；

图3是本发明的蒸发器上管箱三维图；

图4是本发明的溢流堰型分布器三维模拟图；

图5是本发明的多孔流型分布器三维模拟图；

图6是本发明的稀糖浆蒸发浓缩节能工艺示意图。

附图中，1.供料泵；2.换热器一；3.第一蒸发器A；4.第一蒸发器B；5.闪发箱一；6.循环泵一；7.换热器二；8.第二蒸发器A；9.第二蒸发器B；10.闪发箱二；11.循环泵二；12.换热器三；13.加热器；14.第三蒸发器A；15.第三蒸发器B；16.闪发箱三；17.循环泵三；18.机械压缩机；19.刮膜蒸发器；20.闪发箱四；21.接收罐；22.供料泵；23.循环管；24.进液管；25.进汽管；26.蒸发管；27.壳体；28.下管板；29.下箱体；30.上箱体；31.溢流堰型分布器；32.多孔流型分布器；33.上管板；34.折流板；35.不凝气管；36.气液混合管。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

参照图1-5所示，本发明的一方面提供一种管式降膜蒸发器，包括壳体27，以及设置于所述壳体27上的进液管24、进气管14、蒸发管26、下管板28、下箱体29、上箱体30、液体分布器、上管板33、折流板34、不凝气管35和气液混合管36；所述进液管24设置于所述壳体27的上部一侧且与所述上箱体30连通，所述液体分布器设置于所述上箱体30的下部且位于所述上管板33的上部；所述进气管14设置于所述壳体27的一侧且位于所述上管板33的下部，所述下管板28设置于所述壳体27的下部，所述下箱体29设置于所述壳体27的底部且位于所述下管板28的下部，所述折流板34设置有若干个，若干个折流板34均布于所述上管板33和下管板28之间，所述不凝气管35设置于所述壳体27的一侧且位于所述下管板28的上部，所述气液混合管36设置于所述壳体27的一侧且与所述下箱体29连接，所述蒸发管26的上部与所述上管板33连接，所述蒸发管26的下部与所述下管板28连接；所述壳体27的顶部还设置有循环管23，所述循环管23与所述上箱体30连接。

在上述实施例中，所述液体分布器包括溢流堰型分布器31和多孔流型分布器32；所述溢流堰型分布器31设置于所述上箱体30的下部，所述多孔流型分布器32设置于所述溢流堰型分布器31的下部，所述上管板33设置于所述多孔流型分布器32的下部。

管式降膜蒸发器在使用时，作为原料的稀糖浆由从进液管24进入蒸发器的上箱体30内，稀糖浆首先通过溢流堰型分布器31进行布液，然后落入多孔流型分布器32再次布液，最后落到蒸发管上管板33上面，均匀流入蒸发管26内表面进行蒸发；蒸发管26内表面上的稀糖浆与从蒸发器的进汽管25进入蒸发器壳体27内的高温热源进行间壁换热，稀糖浆内的乙醇和水吸热汽化，形成蒸汽；蒸发形成的汽液混合物由蒸发器下箱体29的气液混合管36进入下道工序；下箱体29也能暂存部分糖浆，由循环泵11把一部分糖浆通过循环管23送入蒸发器的上箱体30，进行强制循环蒸发；进入蒸发器壳体27的高温热源在壳体27内经过数块折流板34与蒸发管26内的稀糖浆充分换热后，从不凝气体管24排出，该汽体进入下道工序，能够确保蒸发管26液体分布均匀，稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率，糖浆不易糊化挂壁。

参照图6所示，本发明的第二方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩装置，包括第一蒸发单元、第二蒸发单元、第三蒸发单元和第四蒸发单元；所述第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为热源，所述第二蒸发单元由所述第一蒸发单元产生的二次蒸汽作为热源，所述第三蒸发单元采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为第三蒸发单元热源，所述第四蒸发单元由水蒸汽作为热源；所述第一蒸发单元、第二蒸发单元和第三蒸发单元的蒸发器均采用管式降膜蒸发器。

所述第一蒸发单元包括供料泵1，换热器一2，第一蒸发器A3，第一蒸发器B4，闪发箱一5，循环泵一6；所述供料泵1与所述换热器一2连接，所述第一蒸发器A3的壳体与所述第一蒸发器B4的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第一蒸发器A3的管程与第一蒸发器B4的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第一蒸发器A3、第一蒸发器B4两个蒸发器共用一个闪发箱一5的目的，使其布局更加紧凑，所述第一蒸发器B4的管程与闪发箱一5通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器一2的壳体与第一蒸发器B4的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述循环泵一6的一侧与所述第一蒸发器B4连通，循环泵一6的另一侧分别与所述第一蒸发器A3和第二蒸发单元连接。

所述第二蒸发单元包括换热器二7，第二蒸发器A8，第二蒸发器B9，闪发箱二10和循环泵二11；所述换热器二7的一侧与所述循环泵一6连接，所述换热器二7的另一侧与所述第二蒸发器A8连接，所述第二蒸发器A8的壳体与所述第二蒸发器B9的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第二蒸发器A8的管程与第二蒸发器B9的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第二蒸发器A8，第二蒸发器B9两个蒸发器共用一个闪发箱二10的目的，使其布局更加紧凑，所述第二蒸发器B9的管程与闪发箱二10通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器二7的壳体与第二蒸发器B9的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述循环泵二11的一侧与所述第二蒸发器B9连通，循环泵二11的另一侧分别与所述第二蒸发器A8和第三蒸发单元连接。

所述第三蒸发单元包括换热器三12，加热器13，第三蒸发器A14，第三蒸发器B15，闪发箱三16，循环泵三17和机械压缩机18；所述换热器三12的一侧与所述循环泵二11连接，所述换热器三12的另一侧与所述加热器13连接，所述加热器13与所述第三蒸发器A14连接，所述第三蒸发器A14的壳体与所述第三蒸发器B15的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第三蒸发器A14的管程与第三蒸发器B15的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第三蒸发器A14，第三蒸发器B15，两个蒸发器共用一个闪发箱三16的目的，使其布局更加紧凑，所述第三蒸发器B15的管程与闪发箱三16通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器三12的壳体与第三蒸发器B15的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述机械压缩机18分别与所述第三蒸发器A14和闪发箱三16连接，所述循环泵三17的一侧与所述第三蒸发器B15连通，循环泵三11的另一侧分别与所述第三蒸发器A14和第四蒸发单元连接。

所述第四蒸发单元包括刮膜蒸发器19，闪发箱四20，接收罐21，供料泵22；所述刮膜蒸发器19一侧与所述循环泵三17连接，所述闪发箱四20和接收罐21分别与所述刮膜蒸发器19连接，所述供料泵22与所述接收罐21连接。

本稀糖浆蒸发浓缩装置确保稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率；高温热源和稀糖浆温差小，蒸发管液体分布均匀，糖浆不易糊化挂壁。

本发明第三方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩装置使用方法，稀糖浆由供料泵1，通过换热器一2，与第一蒸发器单元不凝气体换热后，进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序的二次蒸汽，蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱一5进行气液分离，产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源，稀糖浆一部分由循环泵一6进行强制循环，另一部分进入第二蒸发器进行蒸发浓缩；第二蒸发器热源为第一蒸发器产生的二次蒸汽，二蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱二10进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，稀糖浆一部分由循环泵二11进行强制循环，另一部分液体经过加热后，进入第三蒸发器进行蒸发浓缩；热源为其产生的经过机械压缩机18加压升温的二次蒸汽。三蒸发后的糖浆气液经由闪发箱三16进行气液分离，产生的二次蒸汽经过机械压缩机18加压加温再利用，糖浆一部分由循环泵三17进行强制循环，另一部分进入刮膜蒸发器19；刮膜蒸发器19的热源为水蒸汽，主要用于去除乙醇，并调节糖浆浓度；刮膜蒸发器19蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱四20进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，糖浆一部分由循环泵四22进行强制循环，另一部分送到接收罐21进行长期储存。

本稀糖浆蒸发浓缩装置使用方法，通过调整各工序的热量分配，利用湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为稀糖浆蒸发浓缩热源，采用双效蒸发技术，同时应用MVR蒸发技术，仅需少量水蒸汽就可以进行稀糖浆蒸发浓缩，解决了醇法制备大豆浓缩蛋白水蒸汽消耗高的难题，使醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗大幅度下降，同时延长了蒸发管清理时间间隔，减少了清理时间，进而减少了因清理蒸发管而停机的时间，从而降低生产成本。

本发明第四方面提供一种稀糖浆蒸发浓缩节能工艺,包括如下步骤:

S1:浓度8～12％的40～60℃稀糖浆由供料泵送入第一蒸发单元，稀糖浆首先进入换热器一，经过与第一蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序时产生的90～110℃二次蒸汽，蒸发温度为70～80℃，真空度为0～-0.03MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱一内进行气液分离；第一蒸发器蒸发产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源进入第二蒸发器壳程；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵一强制回流到第一蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为12～15％的稀糖浆进入第二蒸发单元，继续浓缩；

S2:浓度12～15％的70～80℃稀糖浆由循环泵一送入第二蒸发单元，稀糖浆首先进入换热器二，经过与第二蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高1～3℃；换热后的稀糖浆进入第二蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为第一蒸发器蒸发产生的70～80℃的二次蒸汽；蒸发温度为45～55℃，真空度为-0.60～-0.08MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱二内进行气液分离；第二蒸发器蒸发产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵二强制回流到第二蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为25～35％的稀糖浆进入第三蒸发单元，继续浓缩；

S3:浓度25～35％的45～55℃稀糖浆由循环泵二送入第三蒸发单元，稀糖浆首先进入换热器三，经过与第三蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆再进入加热器内与水蒸汽进行间壁换热，温度升高到70～80℃，升温后的糖浆进入第三蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的启动热源为水蒸汽，一旦蒸发稳定后，其蒸发产生的二次蒸汽经过机械压缩机进行加压升温到90～100℃，然后送入第三蒸发器壳程，作为第三蒸发器热源支持第三蒸发器蒸发；第三蒸发器的蒸发温度为70～80℃，真空度为0.0～-0.02MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱三内进行气液分离；第三蒸发器的不凝气体与稀糖浆换热后去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵三强制回流到第三蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为45～55％的糖浆进入第四蒸发单元，调节糖浆浓度；

S4:浓度45～55％的70～80℃糖浆由循环泵三送入第四蒸发单元，糖浆进入第四蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的热源为水蒸汽，蒸发温度为55～65℃，真空度为-0.08～-0.10MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱四内进行气液分离；第四蒸发器的不凝气体去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆40～60％由循环泵强制回流到第四蒸发器进行循环蒸发，剩余40～60％的浓度为55～60％的糖浆由输送泵送入糖浆储罐进行长期储存。

本发明水蒸汽消耗降幅非常大，稀糖浆蒸发浓缩水蒸汽消耗约为90～110kg/t蛋白，醇法浓缩蛋白总的水蒸汽消耗约为900～1100kg/t蛋白。对比主流醇法制备大豆浓缩蛋白总的水蒸汽消耗下降60％；同时由于蒸发器采用管式降膜蒸发器，并且每段都采用了组合式液体分布器，同时每个蒸发器均采用了强制外部循环工艺，糖浆糊化挂壁现象明显减少，清理时间间隔延长至6个月，每次停机时间不超过24小时；既大幅度降低了能耗，又减少了停机时间、提高了装备利用率，进而大幅度降低了企业的生产成本，为企业带来更大的经济效益。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种管式降膜蒸发器，其特征在于，包括壳体，以及设置于所述壳体上的进液管、进气管、蒸发管、下管板、下箱体、上箱体、液体分布器、上管板、折流板、不凝气管和气液混合管；所述进液管设置于所述壳体的上部一侧且与所述上箱体连通，所述液体分布器设置于所述上箱体的下部且位于所述上管板的上部；所述进气管设置于所述壳体的一侧且位于所述上管板的下部，所述下管板设置于所述壳体的下部，所述下箱体设置于所述壳体的底部且位于所述下管板的下部，所述折流板设置有若干个，若干个折流板均布于所述上管板和下管板之间，所述不凝气管设置于所述壳体的一侧且位于所述下管板的上部，所述气液混合管设置于所述壳体的一侧且与所述下箱体连接，所述蒸发管的上部与所述上管板连接，所述蒸发管的下部与所述下管板连接；所述壳体的顶部还设置有循环管，所述循环管与所述上箱体连接。

2.根据权利要求1所述的一种管式降膜蒸发器，其特征在于，所述液体分布器包括溢流堰型分布器和多孔流型分布器；所述溢流堰型分布器设置于所述上箱体的下部，所述多孔流型分布器设置于所述溢流堰型分布器的下部，所述上管板设置于所述多孔流型分布器的下部。

3.一种稀糖浆蒸发浓缩装置，其特征在于，包括第一蒸发单元、第二蒸发单元、第三蒸发单元和第四蒸发单元；所述第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为热源，所述第二蒸发单元由所述第一蒸发单元产生的二次蒸汽作为热源，所述第三蒸发单元采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为第三蒸发单元热源，所述第四蒸发单元由水蒸汽作为热源；所述第一蒸发单元、第二蒸发单元和第三蒸发单元的蒸发器均采用管式降膜蒸发器。

4.根据权利要求3所述的一种稀糖浆蒸发浓缩装置，其特征在于，所述第一蒸发单元包括供料泵，换热器一，第一蒸发器A，第一蒸发器B，闪发箱一，循环泵一；所述供料泵与所述换热器一连接，所述第一蒸发器A的壳体与所述第一蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第一蒸发器A的管程与第一蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；所述第一蒸发器B的管程与闪发箱一通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器一的壳体与第一蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构；所述循环泵一的一侧与所述第一蒸发器B连通，循环泵一的另一侧分别与所述第一蒸发器A和第二蒸发单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种稀糖浆蒸发浓缩装置，其特征在于，所述第二蒸发单元包括换热器二，第二蒸发器A，第二蒸发器B，闪发箱二和循环泵二；所述换热器二的一侧与所述循环泵一连接，所述换热器二的另一侧与所述第二蒸发器A连接，所述第二蒸发器A的壳体与所述第二蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第二蒸发器A的管程与第二蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器二的壳体与第二蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构；所述循环泵二的一侧与所述第二蒸发器B连通，循环泵二的另一侧分别与所述第二蒸发器A和第三蒸发单元连接。

6.根据权利要求5所述的一种稀糖浆蒸发浓缩装置，其特征在于，所述第三蒸发单元包括换热器三，加热器，第三蒸发器A，第三蒸发器B，闪发箱三，循环泵三和机械压缩机；所述换热器三的一侧与所述循环泵二连接，所述换热器三的另一侧与所述加热器连接，所述加热器与所述第三蒸发器A连接，所述第三蒸发器A的壳体与所述第三蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第三蒸发器A的管程与第三蒸发器B的管程通过中间接管连通并形成串联结构；所述第三蒸发器B的管程与闪发箱三通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器三的壳体与第三蒸发器B的壳体通过中间接管连通并形成串联结构；所述机械压缩机分别与所述第三蒸发器A和闪发箱三连接，所述循环泵三的一侧与所述第三蒸发器B连通，循环泵三的另一侧分别与所述第三蒸发器A和第四蒸发单元连接。

7.根据权利要求6所述的一种稀糖浆蒸发浓缩装置，其特征在于，所述第四蒸发单元包括刮膜蒸发器，闪发箱四，接收罐，供料泵；所述刮膜蒸发器一侧与所述循环泵三连接，所述闪发箱四和接收罐分别与所述刮膜蒸发器连接，所述供料泵与所述接收罐连接。

8.一种稀糖浆蒸发浓缩装置使用方法，其特征在于，稀糖浆由供料泵，通过换热器一，与第一蒸发器单元不凝气体换热后，进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序的二次蒸汽，蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱一进行气液分离，产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源，稀糖浆一部分由循环泵一进行强制循环，另一部分进入第二蒸发器进行蒸发浓缩；第二蒸发器热源为第一蒸发器产生的二次蒸汽，二蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱二进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，稀糖浆一部分由循环泵二进行强制循环，另一部分液体经过加热后，进入第三蒸发器进行蒸发浓缩；热源为其产生的经过机械压缩机加压升温的二次蒸汽；第三蒸发器蒸发后的糖浆气液经由闪发箱三进行气液分离，产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压加温再利用，糖浆一部分由循环泵三进行强制循环，另一部分进入刮膜蒸发器；刮膜蒸发器的热源为水蒸汽，用于去除乙醇，并调节糖浆浓度；刮膜蒸发器蒸发后的稀糖浆气液经由闪发箱四进行气液分离，产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝，糖浆一部分由循环泵四进行强制循环，另一部分送到接收罐进行长期储存。

9.一种稀糖浆蒸发浓缩节能工艺,其特征在于，包括如下步骤:

S1:浓度8～12％的40～60℃稀糖浆由供料泵送入第一蒸发单元；

S2:浓度12～15％的70～80℃稀糖浆由循环泵一送入第二蒸发单元；

S3:浓度25～35％的45～55℃稀糖浆由循环泵二送入第三蒸发单元；

S4:浓度45～55％的70～80℃糖浆由循环泵三送入第四蒸发单元。

10.根据权利要求9所述的一种稀糖浆蒸发浓缩节能工艺,其特征在于，

在步骤S1中，稀糖浆首先进入换热器一，经过与第一蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序时产生的90～110℃二次蒸汽，蒸发温度为70～80℃，真空度为0～-0.03MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱一内进行气液分离；第一蒸发器蒸发产生的二次蒸汽作为第二蒸发器的热源进入第二蒸发器壳程；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵一强制回流到第一蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为12～15％的稀糖浆进入第二蒸发单元，继续浓缩；

在步骤S2中，稀糖浆首先进入换热器二，经过与第二蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高1～3℃；换热后的稀糖浆进入第二蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发热源为第一蒸发器蒸发产生的70～80℃的二次蒸汽；蒸发温度为45～55℃，真空度为-0.60～-0.08MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱二内进行气液分离；第二蒸发器蒸发产生的二次蒸汽去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵二强制回流到第二蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为25～35％的稀糖浆进入第三蒸发单元，继续浓缩；

在步骤S3中，稀糖浆首先进入换热器三，经过与第三蒸发器的不凝气体换热后，稀糖浆温度提高3～5℃；换热后的稀糖浆再进入加热器内与水蒸汽进行间壁换热，温度升高到70～80℃，升温后的糖浆进入第三蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的启动热源为水蒸汽，一旦蒸发稳定后，其蒸发产生的二次蒸汽经过机械压缩机进行加压升温到90～100℃，然后送入第三蒸发器壳程，作为第三蒸发器热源支持第三蒸发器蒸发；第三蒸发器的蒸发温度为70～80℃，真空度为0.0～-0.02MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱三内进行气液分离；第三蒸发器的不凝气体与稀糖浆换热后去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆70～80％由循环泵三强制回流到第三蒸发器进行循环蒸发，剩余20～30％的浓度为45～55％的糖浆进入第四蒸发单元，调节糖浆浓度；

在步骤S4中，糖浆进入第四蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发的热源为水蒸汽，蒸发温度为55～65℃，真空度为-0.08～-0.10MPa，蒸发产生的气液混合物进入闪发箱四内进行气液分离；第四蒸发器的不凝气体去冷凝器冷凝；浓缩后的糖浆40～60％由循环泵强制回流到第四蒸发器进行循环蒸发，剩余40～60％的浓度为55～60％的糖浆由输送泵送入糖浆储罐进行长期储存。

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