CN211486554U - 一种柠檬酸预浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种柠檬酸预浓缩系统，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器、分离器、缓冲罐，其中，主蒸发器物料出口连通至分离器，分离器液体出口连通至所述缓冲罐，分离器顶部设有蒸汽出口；在所述主蒸发器上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器物料通道进口；主蒸发器内设有加热通道对物料通道进行加热。本实用新型的特点在于：将柠檬酸发酵液等原料液体进行浓缩，提高柠檬酸浓度，降低后续结晶工艺的工作压力；利用MVR压缩机对分离器中的蒸汽进行压缩，为主蒸发器提供加热的温度，并通过换热器对蒸汽进行余热重复利用，实现节能的方式对稀柠檬酸溶液进行浓缩处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物发酵工程技术领域或化工领域，尤其涉及一种柠檬酸预浓缩系统。
背景技术
我们国内主要是采用生物发酵法。柠檬目前生产柠檬酸的主要方法有水果提取法、化学合成法以及生物发酵法三酸的生物发酵法有多种发酵工艺，有固体表面发酵法，表面发酵法，深层发酵法，石油烃(正构烷烃)发酵法等等，目前生物发酵法主要采用前三种方法为主。使用的主要原料有薯干，木薯，马铃薯，蜜糖、玉米的淀粉水解液以及小麦淀粉的水解液可生产柠檬酸。
预处理发酵液加热至80～90℃，其作用在于杀死菌丝体和杂菌，终止发酵，防止柠檬酸代谢分解；使蛋白质等胶体物质变性凝固，降低发酵液的粘度，有利于过滤；使菌体中的柠檬酸释放，提高收率。
柠檬酸需要通过结晶进行纯化，发酵液直接进行结晶，需要大量的能量消耗，而且结晶速度慢，效率低下。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种柠檬酸预浓缩系统，本实用新型的目的是提供一种柠檬酸预浓缩系统，将柠檬酸发酵液进行预浓缩，方便后续结晶处理。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
本实用新型提供一种柠檬酸预浓缩系统，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器、分离器、缓冲罐，其中，
主蒸发器物料出口连通至分离器，分离器液体出口连通至所述缓冲罐，分离器顶部设有蒸汽出口；
在所述主蒸发器上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器物料通道进口；
主蒸发器内设有加热通道对物料通道进行加热。
优选地，所述柠檬酸预浓缩系统还包括MVR压缩机，所述分离器的蒸汽出口连接至MVR压缩机气体入口，MVR压缩机气体出口连接至主蒸发器的加热通道入口。
优选地，所述预热器包括依次连接的一级预热器和二级预热器，二级预热器连接在主蒸发器的上游，一级预热器连接在二级预热器的上游，主蒸发器加热通道出口连通至一级预热器的换热介质管道入口。
优选地，所述一级预热器上游有依次连接的一级质量流量计、一级泵。
优选地，所述分离器的液体出口分两个支路，第一支路与所述缓冲罐相连；第二支路与主蒸发器物料进口相连，主蒸发器物料进口与分离器的液体出口之间的第二支路设有二级泵。
优选地，所述分离器的液体出口与缓冲罐之间的第一支路依次设有三级泵、二级质量流量计、一级自动调节阀。
优选地，所述第一支路连接有返回至分离器的返回支路，在返回支路上设有二级自动调节阀。
进一步地，返回支路连通至第一分离器的底部；返回支路连接在第一支路的一级自动调节阀上游。返回支路连接在一级自动调节阀与二级质量流量计之间的第一支路部分。
优选地，所述主蒸发器的加热通道出口设有排废支路，排废支路上依次设有三级质量流量计、四级泵。
优选地，所述缓冲罐的下游依次接有七级泵、四级质量流量计，三级自动调节阀。
优选地，所述柠檬酸预浓缩系统中的主蒸发器的型式为板式蒸发器或管式蒸发器。
优选地，MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式。
优选地，MVR压缩机为单级或多级串联，其中多级串联表示至少两级串联。
优选地，柠檬酸原料比重在1.05至1.2之间，进入所述缓冲罐柠檬酸原料的比重在1.3～1.4之间，质量百分含量在20％-50％之间，进料温度在20℃至60℃之间。
在一种优选实施例中，所述柠檬酸预浓缩系统中的主蒸发器的型式为板式蒸发器或管式蒸发器，主蒸发器的操作温度范围在40℃～70℃之间；MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式，MVR压缩机为单级或多级串联，其中多级串联表示至少两级串联，MVR压缩机温升范围在10℃～22℃之间。
优选地，所述主蒸发器的液体经三级质量流量计、四级泵流出系统。
在一种优选实施例中，所述柠檬酸预浓缩过程包括：柠檬酸溶液经主蒸发器得到汽液混合物；所述汽液混合物进入分离器产生二次蒸汽和第一浓缩液。
优选地，所述二次蒸汽经过MVR压缩机得到溶液进入主蒸发器。
优选地，所述第一浓缩液经过缓冲罐进行压缩升温，为主蒸发器提供热源。
本实用新型是一种柠檬酸预浓缩系统，将柠檬酸发酵液等原料液体进行浓缩，提高柠檬酸浓度，降低后续结晶工艺的工作压力。
本实用新型利用MVR压缩机对分离器中的蒸汽进行压缩，为主蒸发器提供加热的温度，并通过换热器对蒸汽进行余热重复利用，实现节能的方式对稀柠檬酸溶液进行浓缩处理。
附图说明
图1为实施例1柠檬酸预浓缩系统示意图。
图2为实施例2柠檬酸预浓缩系统示意图。
图3为实施例3柠檬酸预浓缩系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种柠檬酸预浓缩系统，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器1Z01、分离器1F01、缓冲罐1G01，其中：
主蒸发器1Z01物料出口连通至分离器1F01，分离器1F01液体出口连通至所述缓冲罐1G01，分离器1F01顶部设有蒸汽出口；
在所述主蒸发器1Z01上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器1Z01物料通道进口；
主蒸发器1Z01内设有加热通道对物料通道进行加热。
所述分离器1F01的液体出口与缓冲罐1G01之间依次设有三级泵1P03、二级质量流量计1LL02、一级自动调节阀1V01。
所述缓冲罐1G01的下游依次接有七级泵1P07、四级质量流量计1LL04，三级自动调节阀1V03。
本实施例的柠檬酸预浓缩系统工作方式步骤如下：
稀柠檬酸溶液进入柠檬酸预浓缩系统(图1)，经过一级预热器1H02、二级预热器1H03得到的溶液，再经过主蒸发器1Z01得到的气液混合物，气液混合物经过分离器1F01进行气液分离，得到的预浓缩柠檬酸物料，预浓缩柠檬酸物料送入缓冲罐1G01，以备后续工艺。
实施例2
如图2所示，一种柠檬酸预浓缩系统，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器1Z01、分离器1F01、缓冲罐1G01，其中：
主蒸发器1Z01物料出口连通至分离器1F01，分离器1F01液体出口连通至所述缓冲罐1G01，分离器1F01顶部设有蒸汽出口；
在所述主蒸发器1Z01上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器1Z01物料通道进口；
主蒸发器1Z01内设有加热通道对物料通道进行加热。
所述柠檬酸预浓缩系统还包括MVR压缩机1Y01，所述分离器1F01的蒸汽出口连接至MVR压缩机1Y01气体入口，MVR压缩机1Y01气体出口连接至主蒸发器1Z01的加热通道入口。
所述预热器包括依次连接的一级预热器1H02和二级预热器1H03，二级预热器1H03连接在主蒸发器1Z01的上游，一级预热器1H02连接在二级预热器 1H03的上游，主蒸发器1Z01加热通道出口连通至一级预热器1H02的换热介质管道入口。
所述一级预热器1H02的换热介质管道的出口，与冷凝器1H01连接。所述冷凝器1H01的一个出口分两个支路分别设有五级泵1P05和六级泵1P06。
所述一级预热器1H02上游有依次连接的一级质量流量计1LL01、一级泵 1P01。
所述主蒸发器1Z01的加热通道出口设有排废支路，排废支路上依次设有三级质量流量计1LL03、四级泵1P04。
本实施例的柠檬酸预浓缩系统工作方式步骤如下：
稀柠檬酸溶液进入柠檬酸预浓缩系统(图2)，经过一级预热器1H02、二级预热器1H03得到的溶液，再经过主蒸发器1Z01得到的气液混合物，气液混合物经过分离器1F01进行气液分离，得到的预浓缩柠檬酸物料，预浓缩柠檬酸物料送入缓冲罐1G01，以备后续工艺。
分离器1F01分离出的气体，送入MVR压缩机1Y01进行压缩升温，然后送入主蒸发器1Z01的加热通道内，与主蒸发器1Z01内的物料进行热交换，对主蒸发器1Z01内物料进行加热。热交换后的流体送入一级预热器1H02的换热介质管道入口，与一级预热器1H02内的物料进行换热，对一级预热器1H02的物料进行预热，从而实现废气的重复利用和余热利用。
实施例3
如图3所示，一种柠檬酸预浓缩系统，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器1Z01、分离器1F01、缓冲罐1G01，其中：
主蒸发器1Z01物料出口连通至分离器1F01，分离器1F01液体出口连通至所述缓冲罐1G01，分离器1F01顶部设有蒸汽出口；
在所述主蒸发器1Z01上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器1Z01物料通道进口；
主蒸发器1Z01内设有加热通道对物料通道进行加热。
所述柠檬酸预浓缩系统还包括MVR压缩机1Y01，所述分离器1F01的蒸汽出口连接至MVR压缩机1Y01气体入口，MVR压缩机1Y01气体出口连接至主蒸发器1Z01的加热通道入口。
所述预热器包括依次连接的一级预热器1H02和二级预热器1H03，二级预热器1H03连接在主蒸发器1Z01的上游，一级预热器1H02连接在二级预热器 1H03的上游，主蒸发器1Z01加热通道出口连通至一级预热器1H02的换热介质管道入口。
所述一级预热器1H02的换热介质管道的出口，与冷凝器1H01连接。所述冷凝器1H01的一个出口分两个支路分别设有五级泵1P05和六级泵1P06。
所述一级预热器1H02上游有依次连接的一级质量流量计1LL01、一级泵 1P01。
所述分离器1F01的液体出口分两个支路，第一支路与所述缓冲罐1G01相连；第二支路与主蒸发器1Z01物料进口相连，主蒸发器1Z01物料进口与分离器1F01的液体出口之间的第二支路设有二级泵1P02。
所述分离器1F01的液体出口与缓冲罐1G01之间的第一支路依次设有三级泵1P03、二级质量流量计1LL02、一级自动调节阀1V01。
所述第一支路连接有返回至分离器1F01的返回支路，在返回支路上设有二级自动调节阀1V02。返回支路连通至第一分离器的底部；返回支路连接在第一支路的一级自动调节阀1V01上游。返回支路连接在一级自动调节阀1V01与二级质量流量计1LL02之间的第一支路部分。
所述主蒸发器1Z01的加热通道出口设有排废支路，排废支路上依次设有三级质量流量计1LL03、四级泵1P04。
所述缓冲罐1G01的下游依次接有七级泵1P07、四级质量流量计1LL04，三级自动调节阀1V03。
本实施例的柠檬酸预浓缩系统工作方式步骤如下：
稀柠檬酸溶液进入柠檬酸预浓缩系统(图3)，经过一级预热器1H02、二级预热器1H03得到的溶液，再经过主蒸发器1Z01得到的气液混合物，气液混合物经过分离器1F01进行气液分离，得到的预浓缩柠檬酸物料，预浓缩柠檬酸物料送入缓冲罐1G01，以备后续工艺。
分离器1F01分离出的气体，送入MVR压缩机1Y01进行压缩升温，然后送入主蒸发器1Z01的加热通道内，与主蒸发器1Z01内的物料进行热交换，对主蒸发器1Z01内物料进行加热。热交换后的流体送入一级预热器1H02的换热介质管道入口，与一级预热器1H02内的物料进行换热，对一级预热器1H02的物料进行预热，从而实现废气的重复利用和余热利用。
如果分离器1F01的预浓缩柠檬酸未达到合理浓度、或者向缓冲罐送液过快，则封闭一级自动调节阀1V01，打开二级自动调节阀1V02，将物料返回分离器 1F01，与后续的高温物料一起继续气液分离。
实施例4
在上述实施例2的具体操作中，柠檬酸原料比重在1.05至1.2之间，进入所述缓冲罐柠檬酸原料的比重在1.3～1.4之间，质量百分含量在20％-50％之间，进料温度在20℃至60℃之间。
所述柠檬酸预浓缩系统中的主蒸发器的型式为板式蒸发器或管式蒸发器，主蒸发器的操作温度范围在40℃～70℃之间；MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式，MVR压缩机为单级或多级串联，MVR压缩机温升范围在10℃～22℃之间。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (9)
1.一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：包括依次通过物料管道连接的主蒸发器、分离器、缓冲罐，其中，
主蒸发器物料出口连通至分离器，分离器液体出口连通至所述缓冲罐，分离器顶部设有蒸汽出口；
在所述主蒸发器上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器物料通道进口；
主蒸发器内设有加热通道对物料通道进行加热；
所述柠檬酸预浓缩系统还包括MVR压缩机，所述分离器的蒸汽出口连接至MVR压缩机气体入口，MVR压缩机气体出口连接至主蒸发器的加热通道入口。
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述预热器包括依次连接的一级预热器和二级预热器，二级预热器连接在主蒸发器的上游，一级预热器连接在二级预热器的上游，主蒸发器加热通道出口连通至一级预热器的换热介质管道入口。
4.根据权利要求3所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述一级预热器上游有依次连接的一级质量流量计、一级泵。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述分离器的液体出口分两个支路，第一支路与所述缓冲罐相连；第二支路与主蒸发器物料进口相连，主蒸发器物料进口与分离器的液体出口之间的第二支路设有二级泵。
6.根据权利要求5所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述分离器的液体出口与缓冲罐之间的第一支路依次设有三级泵、二级质量流量计、一级自动调节阀。
7.根据权利要求5所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述第一支路连接有返回至分离器的返回支路，在返回支路上设有二级自动调节阀。
8.根据权利要求1所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述主蒸发器的加热通道出口设有排废支路，排废支路上依次设有三级质量流量计、四级泵。
9.根据权利要求1所述的一种柠檬酸预浓缩系统，其特征在于：所述柠檬酸预浓缩系统中的主蒸发器的型式为板式蒸发器或管式蒸发器。
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