CN209669095U - 集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，包括木糖醇罐、清洗液罐、循环回收罐和多元分流系统，多元分流系统包括J组用于蒸发浓缩的蒸发器、K组用于真空结晶的真空结晶釜和L组用于离心分离的离心机，其中2≤J≤6、6≤K≤12、2≤L≤4，各组内的蒸发器、真空结晶釜和离心机之间分别通过管道和阀门依次相互串联连接；通过控制各阀门的通断实现木糖醇交换液在多元分流系统内进行串联模式和并联模式的切换和控制，使得蒸发、结晶和分离过程的效果达到最佳调配，产率提高。本实用新型过程和装备高度集成，实现制备木糖醇的一体化连续生产，能耗低且自动化程度高，原料得到充分利用。

Description

集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置

技术领域

本实用新型属于食品添加剂生产技术领域，特别涉及一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置。

背景技术

木糖醇，是一种可以作为蔗糖替代物的五碳糖醇。木糖醇的甜度与蔗糖相当，但热量只有蔗糖的60％。木糖醇在进入血液后，不需胰岛素就能透入细胞而且代谢速度快，不会引起血糖升高，是最适合于糖尿病患者食用的营养型食糖替代品。此外，木糖醇还具有有改善肝功能、防龋齿和减肥的作用，是一种具有营养价值的特殊甜味剂。木糖醇的这些特性使得其在食品、医药、化工等领域都有非常广泛的应用，也极大地带动了中国木糖醇行业的发展。但与世界最先进的企业相比，我国制糖行业仍存在产品附加值低、能源消耗量大、设备技术落后生产效率低、自动化程度不高和深加工能力不足等问题。

随着自控装置元器件价格逐步下降，用人成本逐年升高，通过提高自动化水平来减少操作人员所获得的经济效应越来越明显。而且自动化生产线具有工艺参数控制稳定、产品品质均匀和产品收率高等优点，间接经济效益非常突出。因此集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的控制方法成为近些年的研究热点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，在节能减排的同时，能够充分利用原材料，提高产率，并获得高纯度的产物。

本实用新型是这样实现的，提供一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，包括木糖醇罐、清洗液罐以及循环回收罐，还包括多元分流系统，所述多元分流系统包括J组用于将待处理的木糖醇交换液蒸发浓缩为木糖醇浓缩液的蒸发器、K组用于将木糖醇浓缩液真空结晶得到木糖醇醇膏的真空结晶釜和L组用于将木糖醇醇膏离心分离得到木糖醇晶体成品的离心机，其中2≤J≤6、6≤K≤12、2≤L≤4，各组内的蒸发器、真空结晶釜和离心机的进出口之间分别通过管道和阀门依次相互串联连接，而J组内的蒸发器的进出口分别通过管道相互并联，K组内的真空结晶釜的进出口分别通过管道相互并联，L组内的离心机的进出口分别通过管道相互并联，J组内每个蒸发器的进口分别管道和阀门与装有待处理的木糖醇交换液的总管道连通，L组内每个离心机的出口通过管道和阀门分别与木糖醇罐、清洗液罐以及循环回收罐相互连通；所述木糖醇罐用于收集制备后的木糖醇晶体，所述清洗液罐用于收集分别淋洗蒸发器、真空结晶釜、离心机设备的清洗液，所述循环回收罐用于收集离心过程未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏；通过控制各阀门的通断实现木糖醇交换液在多元分流系统内进行串联工作模式和并联工作模式的切换和控制。

进一步地，所述循环回收罐收集的未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏通过另外设置的管道、阀门以及设置在该管道中的循环泵连接至J组蒸发器的进口处与装有待处理的木糖醇交换液的总管道与木糖醇交换液按比例进行混合。

进一步地，所述清洗液罐内收集的清洗液通过另外设置的管道、阀门以及设置在该管道中的清洗液输送泵连接至装有待处理的木糖醇交换液的总管道与木糖醇交换液按比例进行混合。

现有技术在制备木糖醇的过程中，反应与分离都是串联且独立的。而在实际生产过程中，木糖醇的反应和分离是最主要的两大核心工艺，是产能、成本、能耗和排放等的决定性环节。若将木糖醇的反应与分离串联且独立，不加以控制，会导致副产物多，分离效果差，原料利用率低，品质和产率不高，能耗和排放高等问题。因此，本项实用新型的一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，其特点在于：

A、将整个系统分解为多个反应单元和分离单元，并构划成多个反应区块和分离区块；

B、通过组态软件控制电磁阀的切换来实现区块间的选择与匹配功能，可以实现连续一体化生产；

C、通过基于深度学习的智能软件算法来选择性地控制各区反应单元的反应程度和各区分离单元的分离程度，实现各区反应过程与分离过程的最佳耦合。

这样，既能保证品质又能节能减排，而且通过单独控制各区分离单元达到不同需求的分离程度，可直接获得多种目标浓度产品。实现柔性生产同时，简化了工艺流程，提升了生产效率，极大地降低了生产成本。

与现有技术相比，本实用新型的集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置的特点还体现在：

(1)过程绿色环保且可循环利用，排放量减少且无后患，原料得到充分利用；

(2)可通过阀门的切换使得蒸发、结晶和分离过程的效果达到最佳调配，产率提高；

(3)过程和装备高度集成，能耗低且自动化程度高，实现一体化连续生产。

附图说明

图1为本实用新型的集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置一较佳实施例的控制原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1所示，本实用新型集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置的较佳实施例，包括木糖醇罐1、清洗液罐2、循环回收罐3和多元分流系统4。所述多元分流系统4包括J组用于将待处理的木糖醇交换液蒸发浓缩为木糖醇浓缩液的蒸发器5、K组用于将木糖醇浓缩液真空结晶得到木糖醇醇膏的真空结晶釜6和L组用于将木糖醇醇膏离心分离得到木糖醇晶体成品的离心机7，其中2≤J≤6、6≤K≤12、2≤L≤4。各组内的蒸发器5、真空结晶釜6和离心机7的进出口之间分别通过管道和阀门依次相互串联连接。而J组内的蒸发器5的进出口分别通过管道相互并联。K组内的真空结晶釜6的进出口分别通过管道相互并联。L组内的离心机7的进出口分别通过管道相互并联。J组内每个蒸发器5的进口分别管道和阀门与装有待处理的木糖醇交换液的总管道8连通。L组内每个离心机7的出口通过管道和阀门分别与木糖醇罐1、清洗液罐2以及循环回收罐3相互连通。所述木糖醇罐1用于收集制备后的木糖醇晶体，所述清洗液罐2用于收集分别淋洗蒸发器5、真空结晶釜6、离心机7设备的清洗液，所述循环回收罐3用于收集离心过程未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏。通过控制各阀门的通断实现木糖醇交换液在多元分流系统4内进行串联工作模式和并联工作模式的切换和控制。

本实用新型所述串联工作模式是指将待处理的木糖醇交换液依次进入J组中任意一个蒸发器5进行蒸发处理后，再进入K组中任意一个真空结晶釜6进行结晶处理后，再进入L组中任意一个离心机7进行离心过程，然后将得到的木糖醇晶体输送到木糖醇罐1中保存。

本实用新型所述并联工作模式是指将待处理的木糖醇交换液依次进入J组中两个及以上个并联的蒸发器5同时进行蒸发过程后，再进入K组中两个及以上个并联的真空结晶釜6同时进行结晶过程后，再进入L组中两个及以上个离心机7同时进行离心过程，然后将得到的木糖醇晶体输送到木糖醇罐1中保存。

其中，所述循环回收罐3收集离心过程的未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏通过另外设置的管道、阀门以及设置在管道中的循环泵9连接至J组蒸发器5的进口处与装有待处理的木糖醇交换液的总管道8与木糖醇交换液按比例进行混合。

所述清洗液罐2内收集的清洗液通过另外设置的管道、阀门以及设置在该管道中的清洗液输送泵10连接至装有待处理的木糖醇交换液的总管道8与木糖醇交换液按比例进行混合。

所述制备木糖醇的装置还包括控制系统，所述阀门分别由电磁阀控制，所述控制系统控制多元分流系统4、木糖醇罐1、清洗液罐2、循环回收罐3和各电磁阀，实现木糖醇晶体的连续一体化生产。通过对管道上各阀门的控制将淋洗蒸发器5、真空结晶釜6、离心机7设备的清洗液通过管道和阀门汇集到清洗液罐中保存，并将离心处理过程中产生的可重复利用的未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏(即木糖母液)收集到循环回收罐3中保存。

本实用新型的集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置的工艺控制指标如下：

本实用新型采用的真空结晶釜的主要参数：

本实用新型采用的离心机的工艺参数：

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，包括木糖醇罐、清洗液罐以及循环回收罐，其特征在于，还包括多元分流系统，所述多元分流系统包括J组用于将待处理的木糖醇交换液蒸发浓缩为木糖醇浓缩液的蒸发器、K组用于将木糖醇浓缩液真空结晶得到木糖醇醇膏的真空结晶釜和L组用于将木糖醇醇膏离心分离得到木糖醇晶体成品的离心机，其中2≤J≤6、6≤K≤12、2≤L≤4，各组内的蒸发器、真空结晶釜和离心机的进出口之间分别通过管道和阀门依次相互串联连接，而J组内的蒸发器的进出口分别通过管道相互并联，K组内的真空结晶釜的进出口分别通过管道相互并联，L组内的离心机的进出口分别通过管道相互并联，J组内每个蒸发器的进口分别管道和阀门与装有待处理的木糖醇交换液的总管道连通，L组内每个离心机的出口通过管道和阀门分别与木糖醇罐、清洗液罐以及循环回收罐相互连通；所述木糖醇罐用于收集制备后的木糖醇晶体，所述清洗液罐用于收集分别淋洗蒸发器、真空结晶釜、离心机设备的清洗液，所述循环回收罐用于收集离心过程未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏；通过控制各阀门的通断实现木糖醇交换液在多元分流系统内进行串联工作模式和并联工作模式的切换和控制。

2.如权利要求1所述的集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，其特征在于，所述循环回收罐收集的未转化为木糖醇晶体的木糖醇醇膏通过另外设置的管道、阀门以及设置在该管道中的循环泵连接至J组蒸发器的进口处与装有待处理的木糖醇交换液的总管道与木糖醇交换液按比例进行混合。

3.如权利要求1所述的集成蒸发、结晶和离心分离制备木糖醇的装置，其特征在于，所述清洗液罐内收集的清洗液通过另外设置的管道、阀门以及设置在该管道中的清洗液输送泵连接至装有待处理的木糖醇交换液的总管道与木糖醇交换液按比例进行混合。