CN1958112A - 冷却结晶装置及其冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷却结晶装置及其冷却方法。现有的冷却结晶装置，由于技术结构的原因，导致冷却结构与物料的接触不充分，搅拌和换热不均匀，物料易短路，大型冷却内件的旋转运动不易密封，扭距过大，导致电机运行功率和噪声具高不下，工作运行成本高和影响结晶的正常进行。本发明冷却结晶装置的壳体为立式筒形容器，在壳体内的设置多组冷却盘管，多组冷却盘管分别与冷却介质分配管连接，从上到下构成多个，按顺序依次连接的单个结晶器，每个结晶器为直管绕成的多层多边形的冷却盘管，层与层之间的管道通过立体弯头连接，并相互错位。本发明的优点如下：冷却结构与结晶物料的接触充分，物料不短路；结构简化；改善了结晶效果，简化了操作维护工作。
Description
技术领域：
本发明涉及一种冷却结晶装置及其冷却方法。
背景技术：
在国内以粮食或其它原料冷却结晶制葡萄糖、山梨醇、甘露醇等生产技术中，均采用小型卧式带夹套冷却结晶器或其它形式的圆盘冷却结晶器，但由于技术结构的原因，导致冷却结构与物料的接触不充分，搅拌和换热不均匀，物料易短路，大型冷却内件的旋转运动不易密封，扭距过大，导致电机运行功率和噪声具高不下，工作运行成本高和影响结晶的正常进行。
参见图1，小型卧式带夹套冷却结晶器依靠通入中心轴、螺带及容器外部夹套的冷却介质和物料形成热交换使其降温，冷却结构与物料接触不充分，换热不均，且螺带加工难度大。
参见图2，此种冷却结晶设备将冷却介质通入圆盘及贯穿于圆盘中心的轴，然后用顶部电机带动轴和圆盘做旋转运动，起到搅拌作用，和物料形成热交换使其降温，此类冷却方式中冷却组件质量较大，中心轴旋转运动不易密封，扭距过大，导致电机运行功率高，噪声大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种结构合理、制造简单、冷却结晶效率高的冷却结晶装置。
本发明的另一目的是提供使用冷却结晶装置的冷却方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种冷却结晶装置，其特征在于：所述的冷却结晶装置包括壳体1、平盖2、布料装置3、刮料装置4、锥形封头5，冷却盘管6，冷却介质分配管10；所述的壳体1为立式筒形容器，在壳体1内的设置多组冷却盘管6，多组冷却盘管6分别与冷却介质分配管10连接，从上到下构成多个按顺序依次连接的单个结晶器，每个结晶器为直管绕成的多层多边形的冷却盘管6，层与层之间的管道通过立体弯头连接，并相互错位。
上述的冷却盘管6的每层为六边形形状，并设置在多功能提升管7上。
上述的多功能提升管7与设置在平盖2上的液压提升装置8连接。
上述的振动式连续冷却结晶器壳体1外设置晶种循环管路9。
上述的液压提升装置8包括刚性连接架11、液压缸12和液压泵站13，多功能提升管7固定在刚性连接架11上，刚性连接架11固定在液压缸12的振动支架上。
一种冷却结晶装置的冷却方法，冷却方法的工艺步骤如下：
(1)、通入冷却介质：冷却介质通过多功能提升管7进入结晶器，流入每组冷却盘管6下部进口，冷却介质在各组冷却盘管6内环绕逐层上升，最后，冷却介质从各组冷却盘管6的最上层盘管多功能提升管7从顶部流出；
(2)、开启下搅拌和液压系统：按需求设计相应的液压系统的电机功率及油泵大小，以实现冷却组件上下往复运动的频率及时间，使物料和内部冷却结构做稳定的上下振动运动；
(3)、物料进满罐后，调节冷却介质进口温度，开始振动降温：拟合物料结晶曲线，使物料与冷却介质热交换，完成结晶；
(4)、根据工艺要求，确定进入下道工序和继续循环回流的料液流量：物料加满后，通过最上部的冷却盘上面的进料管继续进行加料，底部放料口待罐内溶液结晶平衡时开启放料。
本发明相对于现有技术，其优点如下：
1、本发明设计了一种结构合理的冷却单元，它是由直管绕成的多层多边形构成，实现了与结晶物料的充分及均匀接触；物料不会出现短路现象。
2、本发明的结晶器为变多级连续冷却结晶器，开车后所需的晶种由设备自身循环供给，结晶过程实现连续化。
3、本发明的内部冷却组件实现整体上下振动的直线运动，冷却无死区，进入设备物料的结晶实现了均一化；取消了大型部件的旋转运动，简化了结构，无须解决大直径低速旋转密封的难题。
4、本发明可根据结晶工艺参数的不同对冷却单元进行分组，每个冷却单元组可实现单独参数控制，利于拟合结晶曲线，使物料的结晶过程顺利进行，即实现了变多级结晶设计。
5、本发明采用了连续可调振动频率的液压提升装置，并实现了液压同步，改善了结晶效果，简化了操作维护工作。
附图说明：
图1为现有的卧式冷却结晶器的结构示意图；
图2为现有的单级立式回转冷却结晶器的结构示意图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为冷却结晶盘管的管道层面的结构示意图；
图5为冷却结晶盘管的管道层与层之间的分布结构示意图。
具体实施方式：
参见图1和图2；在国内以粮食或其它原料冷却结晶制葡萄糖、山梨醇、甘露醇等生产技术中，均采用小型卧式带夹套冷却结晶器和变单级冷却旋转式冷却结晶器。
参见图3；本发明多级盘管振动式连续冷却结晶器结构包括壳体1、平盖2、布料装置3、刮料装置4、锥形封头5，冷却盘管6；其壳体1为立式筒形容器，在壳体1内的设置多组冷却盘管6，多组冷却盘管6分别与冷却介质分配管10连接，从上到下构成多个按顺序依次连接的单个结晶器，相当于多个盘管式换热器，移走结晶热和其它拌热，完成物料的冷却结晶。多组冷却盘管6它是由直管绕成的多层多边形构成，实现了与结晶物料的充分及均匀接触；物料不会出现短路现象。
参见图4、图5；本发明的冷却结构由垂直的多层盘管组成，每一层盘管按多边形由多根直盘管或弯头按一定顺序绕成，通过立体结构连接过渡到下一层盘管，冷却结晶盘管下端与冷却介质进口连接，上端与冷却介质出口连接，冷却介质在管内按一定的顺序流动，物料在管外自上而下流过，配合搅拌，形成热交换。
冷却盘管1的每层为六边形形状，层与层之间通过立体弯头连接，层与层之间的管道相互错位。
这种冷却单元结构合理，它是由直管绕成的多层多边形构成，实现了与结晶物料的充分及均匀接触，提高结晶效率；且物料不会出现结晶死区或短路现象；直盘管加工难度小，无需刮料装置，不会污染晶体。
为实现上下往复直线振动和搅拌物料、内件自身清洁的作用，结晶器与多功能提升管7连接，而多功能提升管7与设置在平盖2上的液压提升装置8连接，液压提升装置8包括刚性连接架11、液压缸12和液压泵站13，多功能提升管7固定在刚性连接架11上，刚性连接架11固定在液压缸12的振动支架上。从而通过多功能提升管7用以实现冷却盘管6和冷却介质分配管10的上下往复直线振动，同时起到搅拌物料和内件自身清洁的作用。本发明的内部冷却组件实现整体上下振动的直线运动，冷却无死区，进入设备物料的结晶实现了均一化；取消了大型部件的旋转运动，简化了结构，无须解决大直径低速旋转密封的难题。
在振动式连续冷却结晶器壳体1外设置晶种循环管路9，开车后所需的晶种由设备自身循环供给，结晶过程实现连续化。
本发明可根据结晶工艺参数的不同对冷却单元进行分组，每个冷却单元组可实现单独参数控制，利于拟合结晶曲线，使物料的结晶过程顺利进行，即实现了变多级结晶设计。
使用时，需要结晶的物料通过进料管进入壳体1，由布料装置3将物料和晶种均匀分布到设备截面。冷却介质通过分配管10分多路逆向流动通入冷却盘管6，多层冷却盘管6相当于多个按顺序依次连接的单个结晶器，把设备分成多个冷却条件不同的结晶器。物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶，并依靠自身的重力和冷却盘管6的推动力运动到锥形封头5，经过刮料装置4排出产品到下道工序。一部分产品通过晶种循环管路9回到设备顶部进入壳体1作为晶种，开车后所需的晶种由设备自身循环供给，结晶过程实现连续化。
以一水葡萄糖结晶为例，将蒸发到70％以上的45℃糖浆加入结晶器，开启上布料装置。
通入冷却介质。冷却介质通过进水提升管进入结晶器，流入每路最下部冷却单元的盘管，环绕逐层上升，然后通过适当的内部结构，流入上面一个冷却单元，这样，从一个冷却盘流入另一个，冷却水离开各路最上面一个冷却盘管后，沿出水提升管从顶部流出。
开启下搅拌和液压系统，调节油压将液压系统的运行调为每1-1.5分钟一个往复行程，使物料和内部冷却结构做稳定的上下振动运动。(可按需求设计相应的液压系统的电机功率及油泵大小，以实现冷却组件上下往复运动的频率及时间，并在一定范围内连续可调)
物料进满罐后，调节冷却介质进口温度，开始振动降温。降温分步完成，约每5小时降2℃。根据经验值，最终底部冷却水进口温度由38℃降至18℃，中部冷却水从39℃降至24℃，上部冷却水从39℃降至30℃。经65-70小时的上下振动冷却，物料与冷却介质热交换，拟合其结晶曲线，结晶器内葡萄糖物料温度由45℃降至23℃，完成结晶。
根据工艺要求，确定进入下道工序和继续循环回流的料液流量。物料加满后，通过最上部的冷却盘上面的进料管继续进行加料，底部放料口待罐内溶液结晶平衡时开启放料。
Claims (6)
1、一种冷却结晶装置，其特征在于：所述的冷却结晶装置包括壳体(1)、平盖(2)、布料装置(3)、刮料装置(4)、锥形封头(5)，冷却盘管(6)，冷却介质分配管(10)；所述的壳体(1)为立式筒形容器，在壳体(1)内的设置多组冷却盘管(6)，多组冷却盘管(6)分别与冷却介质分配管(10)连接，从上到下构成多个按顺序依次连接的单个结晶器，每个结晶器为直管绕成的多层多边形的冷却盘管(6)，层与层之间的管道通过立体弯头连接，并相互错位。
2、根据权利要求1所述的冷却结晶装置，其特征在于：所述的冷却盘管(6)的每层为六边形形状，并设置在多功能提升管(7)上。
3、根据权利要求1或2所述的冷却结晶装置，其特征在于：所述的多功能提升管(7)与设置在平盖(2)上的液压提升装置(8)连接。
4、根据权利要求3所述的冷却结晶装置，其特征在于：所述的振动式连续冷却结晶器壳体(1)外设置晶种循环管路(9)。
5、根据权利要求3所述的冷却结晶装置，其特征在于：所述的液压提升装置(8)包括刚性连接架(11)、液压缸(12)和液压泵站(13)，多功能提升管(7)固定在刚性连接架(11)上，刚性连接架(11)固定在液压缸(12)的振动支架上。
6、一种冷却结晶装置的冷却方法，其特征在于：冷却方法的工艺步骤如下：
(1)、通入冷却介质：冷却介质通过多功能提升管(7)进入结晶器，流入每组冷却盘管(6)下部进口，冷却介质在各组冷却盘管(6)内环绕逐层上升，最后，冷却介质从各组冷却盘管(6)的最上层盘管多功能提升管(7)从顶部流出；
(2)、开启下搅拌和液压系统：按需求设计相应的液压系统的电机功率及油泵大小，以实现冷却组件上下往复运动的频率及时间，使物料和内部冷却结构做稳定的上下振动运动；
(3)、物料进满罐后，调节冷却介质进口温度，开始振动降温：拟合物料结晶曲线，使物料与冷却介质热交换，完成结晶；
(4)、根据工艺要求，确定进入下道工序和继续循环回流的料液流量：物料加满后，通过最上部的冷却盘上面的进料管继续进行加料，底部放料口待罐内溶液结晶平衡时开启放料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |