CN112807729B - 一种单甘酯蒸馏提纯釜 - Google Patents

Abstract

一种单甘酯蒸馏提纯釜，包括外壳、排液管、储液筒、两组冷凝器、两组真空发生器、加液管、安装筒、出气管、排气管、和收集筒；外壳内设有储液筒；储液筒的外周面和外壳的内壁之间围成加热仓；加热仓在外壳上设有进液管和出液管；一组真空发生器通过气管连通储液筒和一组冷凝器；排液管密封贯穿外壳并与储液筒内部连通；安装筒连接储液筒的上端面，安装筒内滑动设有活塞，安装筒上设有用于驱动活塞移动的驱动组件；安装筒上设有出气管；出气管的另一端设有冷凝板并与另一组真空发生器连通，出气管的下端面设有收集盒和排气管；排气管连通另一组冷凝器；收集盒通过收集管和收集筒内部连通。本发明操作简单使用方便，能高效制得高纯度的单甘酯。

Description

一种单甘酯蒸馏提纯釜

技术领域

本发明涉及提纯装置技术领域，尤其涉及一种单甘酯蒸馏提纯釜。

背景技术

单甘酯即单脂肪酸甘油酯，是一类重要的非离子型表面活性剂；单甘酯含有一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基，因而具有良好的表面活性，可以作为乳化剂应用于食品、化妆品、医药等领域；近来的研究发现，某些单甘酯表现出一定的抗菌特性，这使得单甘酯研究和开发具有重要的应用价值；例如月桂酸单甘酯，具有广谱抗菌性，而且安全性高、性能稳定，同时表面活性也较强，已经逐步并作为食品防腐剂投放市场。现有技术中，制得的单甘酯中含有游离酸以及游离甘油等杂质，大大降低单甘醇的纯度，进而降低单甘醇的使用性能，提升单甘酯的纯度也越来越备受关注。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种单甘酯蒸馏提纯釜，本发明操作简单使用方便，能高效快速的制得高纯度的单甘酯，且能降低热能的投入，符合节能的需求。

(二)技术方案

本发明提供了一种单甘酯蒸馏提纯釜，包括外壳、排液管、进液管、储液筒、出液管、第一冷凝器、两组真空发生器、加液管、安装筒、出气管、排气管、第二冷凝器、收集管、收集筒和气管；

外壳的端面设有开口；储液筒由开口伸入外壳内，储液筒连接开口的内壁，储液筒内设有温度传感器，位于外壳外侧的储液筒上设有真空计、气孔和加液孔；储液筒的外周面和外壳的内壁之间围成加热仓；加热仓在外壳上设有热液进口和热液出口；

进液管的出液管口连接热液进口；出液管的进液管口连接热液出口；气管的两端分别连接气孔和一组真空发生器的真空发生端口；一组真空发生器的出气端口通过管道连接第一冷凝器的进气端口；

排液管的一端密封贯穿外壳的底面并连接储液筒，排液管的内部与储液筒的内部连通，排液管上设有第一控制阀；加液管的出液管口连接加液孔，加液管上设有第二控制阀；

安装筒连接储液筒的上端面，安装筒的内部与储液筒的内部连通，安装筒的外周面上设有出气开口，安装筒内滑动设有活塞，安装筒上设有用于驱动活塞沿安装筒的中轴线方向移动的驱动组件；初始状态下，活塞密封出气开口；

出气管的一端连接出气开口用于连通安装筒的内部，出气管的另一端设有冷凝板，出气管的下端面设有收集盒；

排气管的一端连接出气管并与出气管连通，排气管上设有第三控制阀，排气管的另一端连接第二冷凝器的进气端口；另一组真空发生器分别通过管道连通第二冷凝器和出气管；

收集管的两端分别连接收集盒和收集筒，并与收集盒和收集筒内部连通，收集管上设有第四控制阀。

优选的，驱动组件包括定铁芯、安装架、动铁芯、滑杆、多组弹簧和固定筒；其中，安装筒的上端面设有通孔；通孔内设有导向套；

固定筒的一端连接安装筒，固定筒远离安装筒的内壁上

滑杆的一端连接活塞，滑杆的另一端过盈穿过导向套并伸入固定筒内，滑杆的另一端连接动铁芯；安装架位于动铁芯和固定筒的内壁之间，安装架连接固定筒的内壁，安装架上设有线圈；

多组弹簧均位于安装筒内，多组弹簧均套设在滑杆的外侧，多组弹簧的两端分别连接活塞和安装筒的内壁；

定铁芯连接固定筒远离安装筒的内壁；线圈通电状态下，定铁芯磁性吸附连接动铁芯用于带动滑杆朝向固定筒的一侧移动。

优选的，还包括限位板；限位板的投影形状为环形，限位板连接安装筒的内壁，限位板的中轴线与安装筒的中轴线重合，初始状态下，活塞的端面压紧限位板的端面。

优选的，加热仓内设有保温层；位于外壳外侧的储液筒外侧套设保温套。

优选的，进液管与外壳的连接处距离外壳上端面的最小距离值大于出液管与外壳连接处距离外壳上端面的最小距离值。

优选的，出气管的投影形状为蛇形。

优选的，还包括多组紧定件；其中，外壳的上端面设有多组螺纹盲孔和环形的密封槽；密封槽的底面设有密封垫；

储液筒的外周面上沿其外周方向首尾相连设有凸缘板；凸缘板上均匀设有多组安装孔，凸缘板的下端面设有环形板；

多组紧定件分别穿过多组安装孔并分别螺纹旋入多组螺纹盲孔内，环形板配合插入密封槽内并压紧密封垫。

优选的，两组单甘酯蒸馏提纯釜配合使用状态下，一组单甘酯蒸馏提纯釜中收集管的出液管口连接另一组单甘酯蒸馏提纯釜中加液管的进液管口。

本发明还提供一种单甘酯蒸馏提纯方法，包括上述单甘酯蒸馏提纯釜，具体包括以下步骤：

S1、将物料由加液管输送至储液筒内，将高温液体持续由进液管输送至加热仓内并从出液管流出，以对储液筒内的物料加热；

S2、两组真空发生器分别对储液筒以及出气管内壁抽真空，使得储液筒内部和出气管内壁的真空度分别为P1和P2，其中储液筒内部与出气管内壁存在真空差；

S3、储液筒内的液体汽化，储液筒内的真空度变化，直至储液筒的真空度变为P3，驱动组件带动活塞在安装筒内滑动；

S4、储液筒与出气管连通，储液筒内的气体流入出气管内；

其中，进入出气管内的气相轻分子能流动至冷凝板处并与冷凝板接触，冷凝成第一液体并最终收集在收集筒内，进入出气管内的气相重分子分散在出气管内，并最终由排气管进入第二冷凝器内冷凝，得到第二液体，

S5、直至储液筒与出气管内的真空度相同，驱动组件带动活塞复位，继续执行S2；

S6、打开第一控制阀将储液筒内的残余物料从排液管排出。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明提出的单甘酯蒸馏提纯釜方便进行操作，将物料在真空环境下进行加热汽化能降低物料汽化温度，进而减少热能的投入，更加的节能；在对汽化后的气相分子分别进行冷凝，以得到高纯度的单甘醇；另外，将多组蒸馏提纯釜配合使用，能进一步的提高单甘酯的纯度；

本发明提供的单甘酯蒸馏提纯方法便于操作，能实现对单甘酯持续高效连续的生产，以制得高纯度的单甘酯，制备过程中没有产生额外产物，不好对环境造成破坏，值得推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜的结构示意图。

图2为本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜中A处局部放大的结构示意图。

图3为本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜中B处局部放大的结构示意图。

图4为本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜中C处局部放大的结构示意图。

图5为本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜组合使用状态下的结构示意图。

附图标记：1、外壳；2、排液管；3、第一控制阀；4、加热仓；5、进液管；6、温度传感器；7、保温层；8、储液筒；9、凸缘板；10、保温套；11、真空计；12、出液管；13、第一冷凝器；15、加液管；16、第二控制阀；17、安装筒；18、出气管；19、排气管；20、第三控制阀；21、第二冷凝器；22、收集管；23、第四控制阀；24、收集筒；25、定铁芯；26、线圈；27、安装架；28、动铁芯；29、滑杆；30、弹簧；31、冷凝板；32、收集盒；33、固定筒；34、活塞；35、限位板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1-5所示，本发明提出的一种单甘酯蒸馏提纯釜，包括外壳1、排液管2、进液管5、储液筒8、出液管12、第一冷凝器13、两组真空发生器、加液管15、安装筒17、出气管18、排气管19、第二冷凝器21、收集管22、收集筒24和气管；

外壳1的端面设有开口；储液筒8由开口伸入外壳1内，储液筒8密封连接开口的内壁，储液筒8内设有温度传感器6，位于外壳1外侧的储液筒8上设有真空计11、气孔和加液孔；储液筒8的外周面和外壳1的内壁之间围成加热仓4；加热仓4在外壳1上设有热液进口和热液出口；

进液管5的出液管口连接热液进口；出液管12的进液管口连接热液出口；将具有高温的容易由进液管5输送至加热仓4内以对储液筒8进行加热，高温溶液再从出液管12流出，通过循环通入高温溶液的方式对储液筒8加热，以保证对储液筒8内物料加热的均匀性；

气管的两端分别连接气孔和一组真空发生器的真空发生端口；一组真空发生器的出气端口通过管道连接第一冷凝器13的进气端口，真空发生器对储液筒8内部抽真空，抽出的气体经过第一冷凝器13冷凝，得到物料的冷凝液，将得到的冷凝液重新进行蒸馏，避免物料的浪费；

排液管2的一端密封贯穿外壳1的底面并连接储液筒8，排液管2的内部与储液筒8的内部连通，排液管2上设有第一控制阀3；加液管15的出液管口连接加液孔，加液管15上设有第二控制阀16；

安装筒17连接储液筒8的上端面，安装筒17的内部与储液筒8的内部连通，安装筒17的外周面上设有出气开口，安装筒17内滑动设有活塞34，安装筒17上设有用于驱动活塞34沿安装筒17的中轴线方向移动的驱动组件；初始状态下，活塞34密封出气开口；

出气管18的一端连接出气开口用于连通安装筒17的内部，出气管18的另一端设有冷凝板31，出气管18的下端面设有收集盒32；

进一步的，冷凝板31镶嵌设置在出气管18的端部，冷凝板31与外径环境之间接触或者与外接制冷设备的制冷端接触，冷凝板31选用但不限于铝合金材质制成；

排气管19的一端连接出气管18并与出气管18连通，排气管19上设有第三控制阀20，排气管19的另一端连接第二冷凝器21的进气端口；另一组真空发生器分别通过管道连通第二冷凝器21和出气管18；

收集管22的两端分别连接收集盒32和收集筒24，并与收集盒32和收集筒24内部连通，收集管22上设有第四控制阀23。

本发明的一个实施例中，使用时，将物料由加液管15输送至储液筒8内，将高温液体持续循环从进液管5加入加热仓4内对储液筒8内的物料加热；两组真空发生器分别对储液筒8以及出气管18内壁抽真空，其中，储液筒8内部与出气管18内壁存在真空差；储液筒8内的液体汽化，储液筒8内的真空度变化，驱动组件带动活塞34在安装筒17内滑动；储液筒8内的气体流入出气管18内；进入出气管18内的气相轻分子能流动至冷凝板31处并与冷凝板31接触，冷凝成第一液体并最终收集在收集筒24内，进入出气管18内的气相重分子分散在出气管18内，并最终由排气管19进入第二冷凝器21内冷凝，得到第二液体，驱动组件带动活塞34复位，继续重复上述过程即可高效快速的对单甘酯进行蒸馏提纯，操作简单使用方便。

在一个可选的实施例中，驱动组件包括定铁芯25、安装架27、动铁芯28、滑杆29、多组弹簧30和固定筒33；其中，安装筒17的上端面设有通孔；通孔内设有导向套；

固定筒33的一端连接安装筒17，固定筒33远离安装筒17的内壁上；

滑杆29的一端连接活塞34，滑杆29的另一端过盈穿过导向套并伸入固定筒33内，滑杆29的另一端连接动铁芯28；安装架27位于动铁芯28和固定筒33的内壁之间，安装架27连接固定筒33的内壁，安装架27上设有线圈26；

多组弹簧30均位于安装筒17内，多组弹簧30均套设在滑杆29的外侧，多组弹簧30的两端分别连接活塞34和安装筒17的内壁；

定铁芯25连接固定筒33远离安装筒17的内壁；

使用时，线圈26通电，定铁芯25磁性吸附连接动铁芯28用于带动滑杆29朝向固定筒33的一侧移动；进而带动活塞34在安装筒17内朝向固定筒33的一侧移动，多组弹簧30被压紧，储液筒8的内部、安装筒17、出气开口和出气管18依次连通，使得储液筒8内的汽化气体进入出气管18内，直至储液筒8内部真空度与出气管18内的真空度一致。

在一个可选的实施例中，还包括限位板；限位板的投影形状为环形，限位板连接安装筒17的内壁，限位板35的中轴线与安装筒17的中轴线重合，初始状态下，活塞34的端面压紧限位板35的端面，通过设有的限位板35以提高活塞在安装筒17内的稳定性，避免储液筒8内部的真空度变化使得活塞移动。

在一个可选的实施例中，加热仓4内设有保温层7；位于外壳1外侧的储液筒8外侧套设保温套10，以提高对储液筒8内物料加热蒸馏的效果。

在一个可选的实施例中，进液管5与外壳1的连接处距离外壳1上端面的最小距离值大于出液管12与外壳1连接处距离外壳1上端面的最小距离值。

在一个可选的实施例中，出气管18的投影形状为蛇形，以提高进入出气管18内气体流动路径，保证气相轻分子能与冷凝板31接触进行冷凝，气相重分子分散在出气管18内。

在一个可选的实施例中，还包括多组紧定件；其中，外壳1的上端面设有多组螺纹盲孔和环形的密封槽；密封槽的底面设有密封垫；

储液筒8的外周面上沿其外周方向首尾相连设有凸缘板9；凸缘板9上均匀设有多组安装孔，凸缘板9的下端面设有环形板；

多组紧定件分别穿过多组安装孔并分别螺纹旋入多组螺纹盲孔内，环形板配合插入密封槽内并压紧密封垫；

通过设有的多组紧定件将凸缘板9与外壳1进行安装，以方便对储液筒8进行拆装，环形板与密封槽的配合，以提高储液筒8安装后的密封性。

在一个可选的实施例中，两组单甘酯蒸馏提纯釜配合使用状态下，一组单甘酯蒸馏提纯釜中收集管22的出液管口连接另一组单甘酯蒸馏提纯釜中加液管15的进液管口；

使用时，可以将多组单甘酯蒸馏提纯釜配合使用，以提高制得的单甘酯的纯度，将多组单甘酯蒸馏提纯釜相邻的两组单甘酯蒸馏提纯釜采用上述方式进行连接，前一组单甘酯蒸馏提纯釜中气相轻分子冷凝得到的冷凝液收集在后一组单甘酯蒸馏提纯釜中的储液筒8内，继续对得到的冷凝液进行蒸馏提纯，能显著提高得到的单甘酯的纯度。

实施例2

本发明还提出了一种单甘酯蒸馏提纯方法，包括实施例1中的单甘酯蒸馏提纯釜，具体包括以下步骤：

S1、将物料由加液管15输送至储液筒8内，将高温液体持续由进液管5输送至加热仓4内并从出液管12流出，以对储液筒8内的物料加热；

S2、两组真空发生器分别对储液筒8以及出气管18内壁抽真空，使得储液筒8内部和出气管18内壁的真空度分别为P1和P2，其中储液筒8内部与出气管18内壁存在真空差；

S3、储液筒8内的液体汽化，储液筒8内的真空度变化，直至储液筒8的真空度变为P3，驱动组件带动活塞在安装筒17内滑动；

S4、储液筒8与出气管18连通，储液筒8内的气体流入出气管18内；

其中，进入出气管18内的气相轻分子能流动至冷凝板31处并与冷凝板31接触，冷凝成第一液体并最终收集在收集筒24内，进入出气管18内的气相重分子分散在出气管18内，并最终由排气管19进入第二冷凝器21内冷凝，得到第二液体，

S5、直至储液筒8与出气管18内的真空度相同，驱动组件带动活塞复位，继续执行S2；

S6、打开第一控制阀3将储液筒8内的残余物料从排液管2排出。

本发明提出的单甘酯蒸馏提纯方法对单甘醇进提纯的工艺简单，使用到的单甘酯蒸馏提纯釜方便进行操作，将物料在真空环境下进行加热汽化能降低物料汽化温度，进而减少热能的投入，更加的节能；在对汽化后的气相分子分别进行冷凝，以得到高纯度的单甘醇。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，包括外壳(1)、排液管(2)、进液管(5)、储液筒(8)、出液管(12)、第一冷凝器(13)、两组真空发生器、加液管(15)、安装筒(17)、出气管(18)、排气管(19)、第二冷凝器(21)、收集管(22)、收集筒(24)和气管；

外壳(1)的端面设有开口；储液筒(8)由开口伸入外壳(1)内，储液筒(8)连接开口的内壁，储液筒(8)内设有温度传感器(6)，位于外壳(1)外侧的储液筒(8)上设有真空计(11)、气孔和加液孔；储液筒(8)的外周面和外壳(1)的内壁之间围成加热仓(4)；加热仓(4)在外壳(1)上设有热液进口和热液出口；

进液管(5)的出液管口连接热液进口；出液管(12)的进液管口连接热液出口；气管的两端分别连接气孔和一组真空发生器的真空发生端口；一组真空发生器的出气端口通过管道连接第一冷凝器(13)的进气端口；

排液管(2)的一端密封贯穿外壳(1)的底面并连接储液筒(8)，排液管(2)的内部与储液筒(8)的内部连通，排液管(2)上设有第一控制阀(3)；加液管(15)的出液管口连接加液孔，加液管(15)上设有第二控制阀(16)；

安装筒(17)连接储液筒(8)的上端面，安装筒(17)的内部与储液筒(8)的内部连通，安装筒(17)的外周面上设有出气开口，安装筒(17)内滑动设有活塞，安装筒(17)上设有用于驱动活塞沿安装筒(17)的中轴线方向移动的驱动组件；初始状态下，活塞密封出气开口；

出气管(18)的一端连接出气开口用于连通安装筒(17)的内部，出气管(18)的另一端设有冷凝板(31)，出气管(18)的下端面设有收集盒(32)；

排气管(19)的一端连接出气管(18)并与出气管(18)连通，排气管(19)上设有第三控制阀(20)，排气管(19)的另一端连接第二冷凝器(21)的进气端口；另一组真空发生器分别通过管道连通第二冷凝器(21)和出气管(18)；

收集管(22)的两端分别连接收集盒(32)和收集筒(24)，并与收集盒(32)和收集筒(24)内部连通，收集管(22)上设有第四控制阀(23)。

2.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，驱动组件包括定铁芯(25)、安装架(27)、动铁芯(28)、滑杆(29)、多组弹簧(30)和固定筒(33)；其中，安装筒(17)的上端面设有通孔；通孔内设有导向套；

固定筒(33)的一端连接安装筒(17)，固定筒(33)远离安装筒(17)的内壁上；

滑杆(29)的一端连接活塞，滑杆(29)的另一端过盈穿过导向套并伸入固定筒(33)内，滑杆(29)的另一端连接动铁芯(28)；安装架(27)位于动铁芯(28)和固定筒(33)的内壁之间，安装架(27)连接固定筒(33)的内壁，安装架(27)上设有线圈(26)；

多组弹簧(30)均位于安装筒(17)内，多组弹簧(30)均套设在滑杆(29)的外侧，多组弹簧(30)的两端分别连接活塞和安装筒(17)的内壁；

定铁芯(25)连接固定筒(33)远离安装筒(17)的内壁；线圈(26)通电状态下，定铁芯(25)磁性吸附连接动铁芯(28)用于带动滑杆(29)朝向固定筒(33)的一侧移动。

3.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，还包括限位板；限位板的投影形状为环形，限位板连接安装筒(17)的内壁，限位板的中轴线与安装筒(17)的中轴线重合，初始状态下，活塞的端面压紧限位板的端面。

4.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，加热仓(4)内设有保温层(7)；位于外壳(1)外侧的储液筒(8)外侧套设保温套(10)。

5.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，进液管(5)与外壳(1)的连接处距离外壳(1)上端面的最小距离值大于出液管(12)与外壳(1)连接处距离外壳(1)上端面的最小距离值。

6.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，出气管(18)的投影形状为蛇形。

7.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，还包括多组紧定件；其中，外壳(1)的上端面设有多组螺纹盲孔和环形的密封槽；密封槽的底面设有密封垫；

储液筒(8)的外周面上沿其外周方向首尾相连设有凸缘板(9)；凸缘板(9)上均匀设有多组安装孔，凸缘板(9)的下端面设有环形板；

多组紧定件分别穿过多组安装孔并分别螺纹旋入多组螺纹盲孔内，环形板配合插入密封槽内并压紧密封垫。

8.根据权利要求1所述的一种单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，两组单甘酯蒸馏提纯釜配合使用状态下，一组单甘酯蒸馏提纯釜中收集管(22)的出液管口连接另一组单甘酯蒸馏提纯釜中加液管(15)的进液管口。

9.一种单甘酯蒸馏提纯方法，包括权利要求1-8任一项单甘酯蒸馏提纯釜，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、将物料由加液管(15)输送至储液筒(8)内，将热液体持续由进液管(5)输送至加热仓(4)内并从出液管(12)流出，以对储液筒(8)内的物料加热；

S2、两组真空发生器分别对储液筒(8)以及出气管(18)内壁抽真空，使得储液筒(8)内部和出气管(18)内壁的真空度分别为P1和P2，其中储液筒(8)内部与出气管(18)内壁存在真空差；

S3、储液筒(8)内的液体汽化，储液筒(8)内的真空度变化，直至储液筒(8)的真空度变为P3，驱动组件带动活塞在安装筒(17)内滑动；

S4、储液筒(8)与出气管(18)连通，储液筒(8)内的气体流入出气管(18)内；

其中，进入出气管(18)内的气相轻分子能流动至冷凝板(31)处并与冷凝板(31)接触，冷凝成第一液体并最终收集在收集筒(24)内，进入出气管(18)内的气相重分子分散在出气管(18)内，并最终由排气管(19)进入第二冷凝器(21)内冷凝，得到第二液体，

S5、直至储液筒(8)与出气管(18)内的真空度相同，驱动组件带动活塞复位，继续执行S2；

S6、打开第一控制阀(3)将储液筒(8)内的残余物料从排液管(2)排出。

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