CN114534285A - 一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蔗糖发酵液处理技术领域，涉及一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其中，包括三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统，包括以下处理步骤：步骤一、所述三效蒸发浓缩系统的物料处理方法，包括如下步骤：（一）、首先使8400kg/h的原液进入预处理系统取出不利于蒸发的成分后，再进入预热系统进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热。其有益效果是，该蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，通过采用三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统的处理工艺，具有一定的灵活性和调节余地，以适应蔗糖发酵液性质或状态的变化，增大使用领域，处理后能有效回收发酵液中有机酸，产出无机盐副产品，既有效回收有机酸降低成本，又产出无机盐增加盈利进项，减少资源浪费。
Description
技术领域
本发明属于蔗糖发酵液处理技术领域，具体涉及一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺。
背景技术
近年来公众对于食品安全的关注程度日益加深，种类繁多的食品添加剂正被越来越多的消费者所排斥。更多的消费者愿意选择”无添加”、“零添加”的食品产品，他们更加青睐标签中配料成分更加简单亲和、熟悉友好的食品。越来越多的消费者在购买食品之前选择阅读产品的配料表以了解其安全性，对于配料表冗长且食品添加剂种类较多或陌生的食品则被消费者自动归入了"不健康”食品行列。食品制造商们希望通过寻求安全、长久、可靠的天然配料来响应这一消费趋势。
蔗糖发酵物是一种采用天然原料——蔗糖、酵母抽提物为基质，经食品益生菌（乳酸乳球菌）发酵制得的固态调味料产品。它含有丰富的蛋白质、氨基酸、有机酸等物质，产品符合食品安全企业备案标准Q/TYT 0001S以及GB 2762、GB 29921等国家食品安全标准。
蔗糖发酵物产品中含有丰富的氨基酸和有机酸，能够有效地增加食品的风味和酸味，达到改善和稳定产品色、香、味的作用，产品主要通过调控栅栏因子，限制微生物生长。例如改变食品体系中的水活度和pH体系的稳定性并辅以各种有机酸、蛋白质起到多重的屏障作用，稳定食品的质和抑制微生物的生长。蔗糖发酵物是一种能够保持产品风味并且帮助其形成更加稳定货架期的产品。产品通过与食品加工过程中的热处理、pH调节技术或者其他形式的处理方式相结合，达到有效延长产品货架期的目的。蔗糖发酵物产品能够有效地抑制许多导致产品腐败的革兰氏阳性菌和引起食品中毒的常见致病菌，比如李斯特菌等，从而增强食品安全性，提高食品质量，以延长食品的保存期。蔗糖发酵物产品需求的增多，随之而来的是产能也日益增加，在提取产品的同时产生的蔗糖发酵液也越来越多，发酵液中也含有大量蛋白质、氨基酸、有机酸等物质，如果直接废弃不仅浪费资源，对生产成本也是很大负担，如何使其变废为宝，也就成为我们摆在眼前的问题。
针对蔗糖发酵液的性质，本发明通过反复试验，根据模拟实验测量，原液初始浓度较低，流动性良好，且在浓缩过程中仅仅在浓缩终点有少量固体物质析出，本发明采用了三效浓缩段+双效结晶段的处理工艺。三效浓缩设计两效降膜+一效强制循环工艺，双效结晶段则采用了强制循环工艺。这种工艺设计兼具了降膜工艺传热系数高、投资省、能耗低和强制循环高流速、高旺盛湍流状态、不易堵塞、不易结垢的特点。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其解决了资源浪费和处理灵活度和调节余地低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：1.一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，包括三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统，包括以下处理步骤：
步骤一、所述三效蒸发浓缩系统的物料处理方法，包括如下步骤：
（一）、首先使8400kg/h的原液进入预处理系统取出不利于蒸发的成分后，再进入预热系统进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
（二）、预热后的物料按顺流的工艺进入蒸发系统中第一效，借助第一循环泵的作用，在第一降膜加热器循环加热，然后在第一分离器中进行分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液留在蒸发系统中；
（三）、当下一效需要加料时，自控系统自动将浓缩液送入第二降膜加热器，在第二分离器中进行分离，最后将物料输送至三效结晶器中，当三效结晶器中的物料浓度达到设计值时排出分离器产出浓缩液，浓缩液进入浓缩液罐内并经盐酸机组进行处理；
步骤二、所述双效蒸发结晶系统的物料处理方法，包括如下步骤：
（一）、首先将2240kg/h的浓缩液通过盐酸机组加盐酸调完PH后，浓缩液再进入预热器进行预热，进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
（二）、预热后的物料按照逆流的工艺进入蒸发系统的第二效，进入蒸发系统后，物料经过第二循环泵的作用，在二效加热器加热室循环加热，然后在二效结晶器中蒸发分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液停留在系统内，当下一效需要加料时，自控系统会自动把浓缩液送入该效；
（三）、一效加热器接收浓缩液，通过第二循环泵经一效分离器进行加热分离，当第一效的晶浆浓度达到设计值时排出，晶浆首先进入悬流器，然后进入离心机离心脱水，得到无机盐固体，母液进入母液罐后全返回处理，蒸发出二次蒸汽则通过冷凝器冷却成液态得到有机酸产品，COD富集后再定期外排。
作为本发明的进一步方案：所述三效蒸发浓缩系统和双侠蒸发结晶系统的蒸汽处理方法，包括如下步骤：
（一）、鲜蒸汽为一效提供热源，其他效的热源为前一效的二次蒸汽，三效加热器产生的二次蒸汽最终进入冷凝器冷凝；
（二）、蒸发产生的二次蒸汽夹带有少量的液滴，这些脏的二次蒸汽上升，进入除雾器，通过逆流洗涤，将二次蒸汽中夹带的微小液滴洗涤出来，重新进入料液，被洗掉雾沫的二次蒸汽，进入下一效加热器的蒸汽侧。
作为本发明的进一步方案：所述第一循环泵和第二循环泵采用开式叶轮的盐浆泵。
作为本发明的进一步方案：所述三效结晶器和二效结晶器采用上清液循环方式。
作为本发明的进一步方案：所述鲜蒸汽换热后冷凝成水，进入第一储水罐和第二储水罐进行储存并在后续去往预热器为原料预热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，通过采用三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统的处理工艺，具有一定的灵活性和调节余地，以适应蔗糖发酵液性质或状态的变化，增大使用领域，处理后能有效回收发酵液中有机酸，产出无机盐副产品，既有效回收有机酸降低成本，又产出无机盐增加盈利进项，减少资源浪费，通过针对蔗糖发酵液的水质具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资、减少占地面积和降低运行管理费用以及环境保护的目的，管理、运行、维修方便，操作自动化，减少操作劳动强度，兼具了降膜工艺传热系数高、投资省、能耗低和强制循环高流速、高旺盛湍流状态、不易堵塞、不易结垢的优点。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明中三效浓缩蒸发系统的流程示意；
图2为本发明中双效蒸发结晶系统的流程示意图；
图中：1、预热系统；2、第一降膜加热器；3、第一分离器；4、第一循环泵；5、第二降膜加热器；6、第二分离器；7、三效加热器；8、三效结晶器；9、盐酸机组；10、浓缩液罐；11、第一储水罐；12、预热器；13、一效加热器；14、一效分离器；15、第二循环泵；16、二效加热器；17、二效结晶器；18、母液罐；19、第二储水罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，包括三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统，包括以下处理步骤：
步骤一、所述三效蒸发浓缩系统的物料处理方法，包括如下步骤：
一、首先使8400kg/h 的原液进入预处理系统取出不利于蒸发的成分后，再进入预热系统1进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
二、预热后的物料按顺流的工艺进入蒸发系统中第一效，借助第一循环泵4的作用，在第一降膜加热器2循环加热，然后在第一分离器3中进行分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液留在蒸发系统中；
三、当下一效需要加料时，自控系统自动将浓缩液送入第二降膜加热器5，在第二分离器6中进行分离，最后将物料输送至三效结晶器8中，当三效结晶器8中的物料浓度达到设计值时排出分离器产出浓缩液，浓缩液进入浓缩液罐10内并经盐酸机组9进行处理；
通过采用三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统的处理工艺，处理后能有效回收发酵液中有机酸，产出无机盐副产品，既有效回收有机酸降低成本，又产出无机盐增加盈利进项。
步骤二、所述双效蒸发结晶系统的物料处理方法，包括如下步骤：
一、首先将2240kg/h的浓缩液通过盐酸机组9加盐酸调完PH后，浓缩液再进入预热器12进行预热，进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
二、预热后的物料按照逆流的工艺进入蒸发系统的第二效，进入蒸发系统后，物料经过第二循环泵15的作用，在二效加热器16加热室循环加热，然后在二效结晶器17中蒸发分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液停留在系统内，当下一效需要加料时，自控系统会自动把浓缩液送入该效；
三、一效加热器13接收浓缩液，通过第二循环泵15经一效分离器14进行加热分离，当第一效的晶浆浓度达到设计值时排出，晶浆首先进入悬流器，然后进入离心机离心脱水，得到无机盐固体，母液进入母液罐18后全返回处理，蒸发出二次蒸汽则通过冷凝器冷却成液态得到有机酸产品，COD富集后再定期外排。
通过采用三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统的处理工艺，三效浓缩设计为两效降膜和一效强制循环工艺，具有一定的灵活性和调节余地，以适应蔗糖发酵液性质或状态的变化，增大使用领域，双效结晶段则采用了强制循环工艺，使物料保持高的流速2-3m/s，物料在换热面形成扰动流，高的流速使得容易结垢、结焦的成分不易沉积，并且时刻冲刷换热面，把刚粘附在换热面上的结垢体冲掉，大大延长结垢周期。
具体的，所述三效蒸发浓缩系统和双侠蒸发结晶系统的蒸汽处理方法，包括如下步骤：
一、鲜蒸汽为一效提供热源，其他效的热源为前一效的二次蒸汽，三效加热器7产生的二次蒸汽最终进入冷凝器冷凝；
二、蒸发产生的二次蒸汽夹带有少量的液滴，这些脏的二次蒸汽上升，进入除雾器，通过逆流洗涤，将二次蒸汽中夹带的微小液滴洗涤出来，重新进入料液，被洗掉雾沫的二次蒸汽，进入下一效加热器的蒸汽侧。
具体的，所述第一循环泵4和第二循环泵15采用开式叶轮的盐浆泵，选用开式叶轮的盐浆泵，流道更宽，不易堵塞，一体化成套装置，设备的质量稳定，易损件少，使用寿命长。
具体的，所述三效结晶器8和二效结晶器17采用上清液循环方式，避免大量的晶体进入循环泵和换热管，造成磨损，同时上清液循环能够提高换热系数，有利于提高蒸发效率。
具体的，所述鲜蒸汽换热后冷凝成水，进入第一储水罐11和第二储水罐19进行储存并在后续去往预热器12为原料预热。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，包括三效蒸发浓缩系统和双效蒸发结晶系统，其特征在于，包括以下处理步骤：
步骤一、所述三效蒸发浓缩系统的物料处理方法，包括如下步骤：
（一）、首先使8400kg/h的原液进入预处理系统取出不利于蒸发的成分后，再进入预热系统（1）进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
（二）、预热后的物料按顺流的工艺进入蒸发系统中第一效，借助第一循环泵（4）的作用，在第一降膜加热器（2）循环加热，然后在第一分离器（3）中进行分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液留在蒸发系统中；
（三）、当下一效需要加料时，自控系统自动将浓缩液送入第二降膜加热器（5），在第二分离器（6）中进行分离，最后将物料输送至三效结晶器（8）中，当三效结晶器（8）中的物料浓度达到设计值时排出分离器产出浓缩液，浓缩液进入浓缩液罐（10）内并经盐酸机组（9）进行处理；
步骤二、所述双效蒸发结晶系统的物料处理方法，包括如下步骤：
（一）、首先将2240kg/h的浓缩液通过盐酸机组（9）加盐酸调完PH后，浓缩液再进入预热器（12）进行预热，进行预热后，物料和蒸汽冷凝水换热，提高物料温度；
（二）、预热后的物料按照逆流的工艺进入蒸发系统的第二效，进入蒸发系统后，物料经过第二循环泵（15）的作用，在二效加热器（16）加热室循环加热，然后在二效结晶器（17）中蒸发分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液停留在系统内，当下一效需要加料时，自控系统会自动把浓缩液送入该效；
（三）、一效加热器（13）接收浓缩液，通过第二循环泵（15）经一效分离器（14）进行加热分离，当第一效的晶浆浓度达到设计值时排出，晶浆首先进入悬流器，然后进入离心机离心脱水，得到无机盐固体，母液进入母液罐（18）后全返回处理，蒸发出二次蒸汽则通过冷凝器冷却成液态得到有机酸产品，COD富集后再定期外排。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其特征在于：所述三效蒸发浓缩系统和双侠蒸发结晶系统的蒸汽处理方法，包括如下步骤：
（一）、鲜蒸汽为一效提供热源，其他效的热源为前一效的二次蒸汽，三效加热器（7）产生的二次蒸汽最终进入冷凝器冷凝；
（二）、蒸发产生的二次蒸汽夹带有少量的液滴，这些脏的二次蒸汽上升，进入除雾器，通过逆流洗涤，将二次蒸汽中夹带的微小液滴洗涤出来，重新进入料液，被洗掉雾沫的二次蒸汽，进入下一效加热器的蒸汽侧。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其特征在于：所述第一循环泵（4）和第二循环泵（15）采用开式叶轮的盐浆泵。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其特征在于：所述三效结晶器（8）和二效结晶器（17）采用上清液循环方式。
5.根据权利要求2所述的一种蒸发器处理蔗糖发酵液的工艺，其特征在于：所述鲜蒸汽换热后冷凝成水，进入第一储水罐（11）和第二储水罐（19）进行储存并在后续去往预热器（12）为原料预热。
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