CN114751476A - 小麦淀粉浆的浓缩工艺及其蒸发浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种小麦淀粉浆的浓缩工艺及其蒸发浓缩系统,工艺包括:小麦淀粉浆经一级预热器预热达到60℃后与液化酶混合进入恒温液化罐,恒温液化后的料液进入二级预热器预热;预热后的料液进入蒸发浓缩系统,蒸发浓缩系统采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式,利用生蒸汽或MVR机械压缩后的二次蒸汽作为热源,将料液加热至50‑65℃,对料液进行蒸发浓缩。本发明采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式对小麦淀粉浆进行蒸发浓缩,利用生蒸汽或MVR机械压缩后的二次蒸汽作为热源,集合两种蒸发浓缩系统的优势,能耗低,结构紧凑,占地面积小,可以连续进行蒸发浓缩,处理能力较高。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境技术领域,尤其涉及一种小麦淀粉浆的浓缩工艺及其蒸发浓缩系统。
背景技术
在小麦淀粉的生产过程中,需要排放大量的废水,这些废水的有机物含量高,主要含有淀粉、糖类、蛋白质、脂肪等有机物,废水呈酸性。小麦淀粉废水一直是食品工业的严重污染之一,如若这些废水得不到高效处理,将会对环境造成严重的污染。如此不仅污染了环境,还降低了企业的经济效益。因此小麦淀粉厂对小麦淀粉废水的合理处理是很有必要的。
发明内容
为解决上述现有技术中提到的问题,本发明提供了一种小麦淀粉浆的浓缩工艺及其蒸发浓缩系统,能够对小麦淀粉废水进行高效合理处理,同时降低蒸汽耗量和冷凝水用量。
采用的技术方案为:一种小麦淀粉浆的浓缩工艺,其包括步骤:
小麦淀粉浆经一级预热器预热达到60℃后与液化酶混合进入恒温液化罐,恒温液化后的料液进入二级预热器预热;
预热后的料液进入蒸发浓缩系统,所述蒸发浓缩系统采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式,利用生蒸汽或MVR机械压缩后的二次蒸汽作为热源,将料液加热至50-65℃,对料液进行蒸发浓缩。
作为本发明浓缩工艺进一步的改进在于,降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式包括:采用多级降膜蒸发器对料液进行逐级降膜蒸发浓缩,每一级降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽分离后进入MVR蒸汽压缩机进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源重新参与到各级降膜蒸发器的降膜蒸发浓缩中。
作为本发明浓缩工艺进一步的改进在于,降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽经一级或多级分离后进入MVR蒸汽压缩机。
作为本发明浓缩工艺进一步的改进在于,各级所述降膜蒸发器蒸发浓缩产生的冷凝水进入一级预热器预热。
作为本发明浓缩工艺进一步的改进在于,各级所述降膜蒸发器蒸发浓缩产生的不凝气进入二级预热器预热。
作为本发明浓缩工艺进一步的改进在于,还包括:在所述恒温液化罐中对一级预热器预热后的小麦淀粉浆与所述液化酶进行搅拌。
一种小麦淀粉浆的蒸发浓缩系统,其包括:
多级降膜蒸发浓缩系统,包括逐级串联的多级降膜蒸发器以及与各级所述降膜蒸发器一一连接的多个气液分离器;
MVR蒸发浓缩系统,包括MVR蒸汽压缩机,所述MVR蒸汽压缩机的进口与各个所述气液分离器的二次蒸汽出口相连,所述MVR蒸汽压缩机的二次蒸汽出口与各个所述降膜蒸发器的加热蒸汽进口相连。
作为本发明蒸发浓缩系统进一步的改进在于,所述降膜蒸发器采用管式蒸发器或板式蒸发器。
作为本发明蒸发浓缩系统进一步的改进在于,所述气液分离器包括串联连接的一级分离器和二级分离器。
作为本发明蒸发浓缩系统进一步的改进在于,第一级所述降膜蒸发器的料液进口与二级预热器的出口相连,各级所述降膜蒸发器的不凝气出口与所述二级预热器的进口相连。
作为本发明蒸发浓缩系统进一步的改进在于,所述二级预热器的进口与恒温液化罐的出口相连,所述恒温液化罐的进口与一级预热器的出口相连,各级所述降膜蒸发器的冷凝水出口通过冷凝水罐与所述一级预热器的进口相连。
由于采用上述技术方案,使得本发明具备以下有益效果:
本发明采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式对小麦淀粉浆进行蒸发浓缩,利用生蒸汽或MVR机械压缩后的二次蒸汽作为热源,集合两种蒸发浓缩系统的优势,其适用于成分复杂、易结晶、粘度高、浓度低、含不溶性固性物的混合废液的蒸发浓缩处理,并且能够适用于处理量较大的大规模工业生产中,它结构合理,能耗低,结构紧凑,占地面积小,可以连续进行蒸发浓缩,处理能力较高。
另外,蒸发浓缩过程中,工艺温度控制在约60℃,温度适中,可以保持液化酶的活性,避免小麦淀粉浆因糊化而在列管中的结垢,延长清洗间隔周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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为本发明实施例提供的小麦淀粉浆的蒸发浓缩系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参阅图1,本发明实施例提供了一种小麦淀粉浆的蒸发浓缩系统,其主要包括多级降膜蒸发浓缩系统和MVR蒸发浓缩系统,采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式对小麦淀粉浆进行蒸发浓缩。
具体来说,多级降膜蒸发浓缩系统包括逐级串联的多级降膜蒸发器11以及与各级降膜蒸发器11一一连接的多个气液分离器12。MVR蒸发浓缩系统包括MVR蒸汽压缩机13,该MVR蒸汽压缩机13的进口与各个气液分离器12分离后的二次蒸汽出口相连,该MVR蒸汽压缩机13压缩后的二次蒸汽出口与各个降膜蒸发器11的加热蒸汽进口相连。也可以将多台降膜蒸发器合并成1台大的。
本实施例中,多级降膜蒸发浓缩系统采用四级降膜蒸发浓缩系统,降膜蒸发器11的级数为四级,相应的,气液分离器12的个数也为四个。
如图1所示,一级降膜蒸发器的料液进口与二级预热器22出口相连,该二级预热器22进口与恒温液化罐23的出口相连,该恒温液化罐23的进口与一级预热器21的出口相连,各级降膜蒸发器11的冷凝水出口通过冷凝水罐24与该一级预热器21的进口相连。各级降膜蒸发器11蒸发浓缩产生的冷凝水都收集到冷凝水罐24,去一级预热器21预热,冷凝水得到循环利用,大幅减少冷却水消耗。同时,各级降膜蒸发器11的不凝气出口与二级预热器22的进口相连,各级降膜蒸发器11蒸发浓缩产生的不凝气进入二级预热器预热,不凝气也得到循环利用。
较佳地,本发明实施例中的降膜蒸发器11采用管式蒸发器,气液分离器利用一级分离器和二级分离器的两级分离技术,大大提高了冷凝水的质量。
本发明实施例还提供了一种小麦淀粉浆的浓缩工艺,采用上述实施例中的蒸发浓缩系统实现对小麦淀粉浆的蒸发浓缩。该小麦淀粉浆的浓缩工艺的主要流程如下:
第一步:稀小麦淀粉浆经一级预热器21预热达到约60℃后与液化酶混合进入恒温液化罐23,恒温液化时间约2-5小时,恒温液化罐23可结合搅拌装置,对恒温液化过程中的小麦淀粉浆和液化酶进行搅拌,恒温液化后的料液进入二级预热器22预热,预热到约55-62℃;一级预热采用冷凝水或蒸汽,二级预热采用冷凝水或蒸汽。
第二步:二级预热后的料液进入蒸发浓缩系统,蒸发浓缩系统采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式,利用生蒸汽(或机械压缩后的二次蒸汽)作为热源,将料液加热至50-65℃,维持在特定压力下,被加热溶液达到一定温度,水分蒸发,产生二次蒸汽,小麦淀粉浆被浓缩。
其中,降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式进具体可包括:
采用多级降膜蒸发器11对料液进行逐级降膜蒸发浓缩,每一级降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽分离后进入MVR蒸汽压缩机13进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源重新参与到各级降膜蒸发器11的降膜蒸发浓缩中。MVR机械压缩技术将全部二次蒸汽压缩回用,极大的节省了蒸汽能量。
具体结合图1所示,多级降膜蒸发器11的级数为四级,
二级预热的料液进入一级降膜蒸发器进行蒸发浓缩,产生的二次蒸汽经气液分离器12分离后进入MVR蒸汽压缩机13进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源进入本级或其它各级降膜蒸发器,被浓缩的小麦淀粉浆也进入二级降膜蒸发器;
在二级降膜蒸发器中,在维持特定压力下,二次蒸汽将浓缩后的小麦淀粉浆加热至一定温度,水分蒸发,产生二次蒸汽,小麦淀粉浆被进一步浓缩;产生的二次蒸汽经气液分离器12分离后进入MVR蒸汽压缩机13进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源进入本级或其它各级降膜蒸发器,被浓缩的小麦淀粉浆也进入三级降膜蒸发器;
在三级降膜蒸发器中,在维持特定压力下,二次蒸汽将浓缩后的小麦淀粉浆加热至一定温度,水分蒸发,产生二次蒸汽,小麦淀粉浆被进一步浓缩;产生的二次蒸汽经气液分离器12分离后进入MVR蒸汽压缩机13进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源进入本级或其它各级降膜蒸发器,被浓缩的小麦淀粉浆也进入四级降膜蒸发器;
如此,经过四次蒸发和浓缩,小麦淀粉浆达到浓度出料。
进一步地,在上述步骤中,降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽经一级或多级分离后进入MVR蒸汽压缩机,利用一级分离器和二级分离器的两级分离技术,大大提高了冷凝水的质量。
各级降膜蒸发器11蒸发浓缩产生的冷凝水进入一级预热器21预热;各级降膜蒸发器11蒸发浓缩产生的不凝气进入二级预热器22预热。冷凝水和不凝气得到循环利用,大幅减少冷却水消耗。
相比于现有的多效蒸发浓缩处理工艺,本发明小麦淀粉浆的浓缩工艺的优点如下:
(1)本工艺路线短,蒸发浓缩的级数数量少;
(2)本工艺温度适中,保持液化酶的活性,避免小麦淀粉浆因糊化而在列管中的结垢,延长清洗间隔周期;
(3)本工艺蒸发量大,设备套数少;设备投资成本低、占地少、维修和操作人员少;
(4)MVR技术将全部二次蒸汽压缩回用,极大的节省了蒸汽能量;
(5)本工艺采用减压MVR蒸发,真空系统小,循环冷却水消耗比多效大幅减少;
(6)操作简单、方便、易于清洗;
(7)多效蒸发浓缩和MVR蒸发浓缩适用于本行业属于首次,但是多效蒸发浓缩和MVR蒸发浓缩工艺在其他行业已非常成熟,在本行业应用有多个改进点,其一是温度控制,温度过高,物料易糊化而导致设备内易结垢;温度过低,设备投资成本高;其二是小麦淀粉浆的浓缩过程中添加液化酶,添加量、添加工段、液化时间随工艺条件而定;
(8)本工艺运行费用低,冷凝水耗量少,能量利用率高,经济效益高。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,包括步骤:
小麦淀粉浆经一级预热器预热达到60℃后与液化酶混合进入恒温液化罐,恒温液化后的料液进入二级预热器预热;
预热后的料液进入蒸发浓缩系统,所述蒸发浓缩系统采用降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式,利用生蒸汽或MVR机械压缩后的二次蒸汽作为热源,将料液加热至50-65℃,对料液进行蒸发浓缩。
2.根据权利要求1所述的小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,降膜和MVR机械压缩相结合的蒸发浓缩方式包括:
采用多级降膜蒸发器对料液进行逐级降膜蒸发浓缩,每一级降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽分离后进入MVR蒸汽压缩机进行压缩,压缩后的二次蒸汽再作为热源重新参与到各级降膜蒸发器的降膜蒸发浓缩中。
3.根据权利要求2所述的小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,降膜蒸发浓缩产生的二次蒸汽经一级或多级分离后进入MVR蒸汽压缩机。
4.根据权利要求2所述的小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,各级所述降膜蒸发器蒸发浓缩产生的冷凝水进入一级预热器预热。
5.根据权利要求2所述的小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,各级所述降膜蒸发器蒸发浓缩产生的不凝气进入二级预热器预热。
6.根据权利要求1所述的小麦淀粉浆的浓缩工艺,其特征在于,还包括:在所述恒温液化罐中对一级预热器预热后的小麦淀粉浆与所述液化酶进行搅拌。
7.一种小麦淀粉浆的蒸发浓缩系统,其特征在于,包括:
多级降膜蒸发浓缩系统,包括逐级串联的多级降膜蒸发器以及与各级所述降膜蒸发器一一连接的多个气液分离器;
MVR蒸发浓缩系统,包括MVR蒸汽压缩机,所述MVR蒸汽压缩机的进口与各个所述气液分离器的二次蒸汽出口相连,所述MVR蒸汽压缩机的二次蒸汽出口与各个所述降膜蒸发器的加热蒸汽进口相连。
8.根据权利要求7所述的蒸发浓缩系统,其特征在于,所述降膜蒸发器采用管式蒸发器或板式蒸发器。
9.根据权利要求7所述的蒸发浓缩系统,其特征在于,所述气液分离器包括串联连接的一级分离器和二级分离器。
10.根据权利要求7所述的蒸发浓缩系统,其特征在于,第一级所述降膜蒸发器的料液进口与二级预热器的出口相连,各级所述降膜蒸发器的不凝气出口与所述二级预热器的进口相连。
11.根据权利要求10所述的蒸发浓缩系统,其特征在于,所述二级预热器的进口与恒温液化罐的出口相连,所述恒温液化罐的进口与一级预热器的出口相连,各级所述降膜蒸发器的冷凝水出口通过冷凝水罐与所述一级预热器的进口相连。
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