CN212881127U - 一种连续结晶设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种连续结晶设备，包括料液罐(1)、结晶器(2)、过滤装置(3)、换热器(4)、引风机(5)、分离收集装置(6)、储料槽(7)；所述过滤装置(3)、换热器(4)和结晶器(2)通过管道组成循环；所述料液罐(1)通过管道与该循环连通，所述分离收集装置(6)通过吸料管与过滤装置(3)连通，所述分离收集装置(6)上连接有引风机(5)，所述分离收集装置(6)下方设有储料槽(7)，所述连续结晶设备，结晶操作简便，提取收率高，结晶稳定，结晶产品质量好。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是一种连续结晶设备。
背景技术
目前国内发酵产业发展十分迅速,据统计全国谷氨酸产量近300万吨。但普遍面临成本上涨的压力,发酵液结束后要进行提取和精制,提取精制的好坏决定发酵产品的收率、生产成本、成品的质量。
部分发酵产品在结晶过程中受温度影响较大，其溶解度随着温度的降低而减小。目前工业上普遍采用的结晶方法存在着以下问题：
1.操作难度大,结晶过程需要严格控制温度和过饱和度以避免其他晶型的产生；
2.提取收率低,在结晶过程中会产生细小结晶，进而导致结晶收率低；
3.结晶产品质量差的问题,如等电点结晶时，离心分离容易夹带等电母液，从而影响产品质量。
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连续结晶设备。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种连续结晶设备，包括料液罐(1)、结晶器(2)、过滤装置(3)、换热器(4)、引风机(5)、分离收集装置(6)、储料槽(7)；所述过滤装置(3)、换热器(4)和结晶器(2)通过管道组成循环；所述料液罐(1) 通过管道与该循环连通，所述分离收集装置(6)通过吸料管与过滤装置(3) 连通，所述分离收集装置(6)上连接有引风机(5)，所述分离收集装置(6) 下方设有储料槽(7)。
优选的，上述连续结晶设备，所述换热器(4)为卧式放置的固定列管式换热器。
优选的，上述连续结晶设备，所述结晶器(2)为超声结晶设备，该结晶器上部为圆筒形罐体(2-3)，中部为圆锥形罐体(2-4)，最下部为长筒形罐体(2-5)，所述圆筒形罐体(2-3)顶部连有结晶母液进料管(3-2)，所述圆筒形罐体(2-3)中设有第一超声棒(2-1)，在所述圆锥形罐体(2-4) 下方对称设置两个第一搅拌器(2-6)。
优选的，上述连续结晶设备，所述过滤装置(3)包括低速电机(3-1)、结晶母液进料管(3-2)、吸料管(3-3)、轴(3-4)、刮刀(3-5)、带有滤布的滤板(3-6)、母液出料管(3-7)、冷却盘管(3-8)、第二搅拌器 (3-9)、母液循环管(3-10)、离心泵(3-11)、母液缸(3-12)、第二超声棒(3-13)、单向阀(3-14)、料液进料管(3-15)、液位计(3-16) 和真空泵(3-17)；所述过滤装置(3)的罐体上部不封闭，低速电机(3-1) 架在过滤装置(3)的罐体上方，通过轴(3-4)和轴承与固定的带有滤布的滤板(3-6)连接；刮刀(3-5)通过固定架与轴(3-4)连接；吸料管(3-3) 为活动吸料管位于滤板上部；真空泵(3-17)通过管道与过滤装置(3)的罐体连接，液位计(3-16)与真空泵(3-17)耦联，在罐体最下方出口处设有一单向阀(3-14)；罐体最下方为母液缸(3-12)，母液缸(3-12)中设有冷却盘管(3-8)、第二超声棒(3-13)和两个对称分布的第二搅拌器(3-9)；结晶母液进料管(3-2)位于过滤装置(3)的罐体上方，所述母液缸(3-12) 上部侧壁设有用于吸取上层清澈母液的母液出料管(3-7)，母液循环管 (3-10)从母液缸(3-12)下方起始经离心泵(3-11)到所述过滤装置(3) 的罐体上方结束，用于吸取下层带有晶体的母液。
优选的，上述连续结晶设备，所述分离收集装置(6)为旋风分离器，该旋风分离器通过管道与引风机(5)相连。
有益效果：
上述连续结晶设备，结晶操作简便，提取收率高，结晶稳定，结晶产品质量好。
附图说明
图1为本实用新型所述连续结晶设备的结构示意图；
图2为本实用新型所述连续结晶设备的结晶器结构示意图；
图3为本实用新型所述连续结晶设备的过滤装置结构示意图；
图4为本实用新型所述连续结晶设备的滤板处放大俯视图；
图5为本实用新型所述连续结晶设备的滤板处放大主视图。
图中，1-料液罐；2-结晶器；3-过滤装置；4-换热器；5-引风机；6-分离收集装置；7-储料槽；
图中，2-1-第一超声棒；2-2-结晶母液进料管；2-3-圆筒形罐体；2-4- 圆锥形罐体；2-5-长筒形罐体；2-6-第一搅拌器；
图中，3-1-低速电机；3-2-结晶母液进料管；3-3-吸料管；3-4-轴；3-5- 刮刀；3-6-带有滤布的滤板；3-7-母液出料管；3-8-冷却盘管；3-9-第二搅拌器；3-10-母液循环管；3-11-离心泵；3-12-母液缸；3-13-第二超声棒； 3-14-单向阀；3-15-料液进料管；3-16-液位计；3-17-真空泵。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，所述连续结晶设备，包括料液罐1、结晶器2、过滤装置3、换热器4、引风机5、分离收集装置6、储料槽7；所述过滤装置3、换热器4和结晶器2通过管道组成循环；所述料液罐1通过管道与该循环连通，所述分离收集装置6通过吸料管与过滤装置3连通，所述分离收集装置6上连接有引风机5，所述分离收集装置6下方设有储料槽7，操作过程中料液罐1中的料液通过管道接入该循环，最后得到的晶体在引风机5的作用下从吸料管3-3进入分离收集装置6分离收集，晶体从分离收集装置6下部出去进入储料槽7，离开该循环。所述结晶器2为超声结晶设备，该结晶器上部为圆筒形罐体2-3，中部为圆锥形罐体2-4，最下部为长筒形罐体2-5，所述圆筒形罐体2-3顶部连有结晶母液进料管2-2，所述圆筒形罐体2-3中设有第一超声棒2-1，在所述圆锥形罐体2-4下方对称设置两个第一搅拌器2-6，该设计可以改善结晶器内物料流动状态，不易形成死区；晶体颗粒在料液中悬浮，处于流态化，可以避免晶体贴壁，保证产品粒度均一；超声和搅拌同时作用加快结晶速率；下部长筒形罐体用于晶体的成长。所述过滤装置3包括低速电机3-1、结晶母液进料管3-2、吸料管3-3、轴3-4、刮刀3-5、带有滤布的滤板3-6、母液出料管3-7、冷却盘管3-8、第二搅拌器3-9、母液循环管3-10、离心泵3-11、母液缸3-12、第二超声棒3-13、单向阀3-14、料液进料管3-15、液位计3-16和真空泵3-17；所述过滤装置3的罐体上部不封闭，低速电机3-1架在过滤装置3的罐体上方，通过轴3-4和轴承与固定的带有滤布的孔板3-6连接；刮刀3-5通过固定架与轴3-4连接；吸料管 3-3为活动吸料管位于滤板上部；真空泵3-17通过管道与过滤装置3的罐体连接，液位计3-16与真空泵3-17耦联，在罐体最下方出口处设有一单向阀 3-14，使液体只能从上往下流；由于真空泵3-17与液位计3-16耦联，母液达到一定体积时，真空泵3-17停止工作，单向阀3-14打开，母液流出，反之，当母液下降到一定体积时真空泵3-17开始工作，单向阀3-14关闭，确保了连续工作的可行性；罐体最下方为母液缸3-12，母液缸3-12中设有冷却盘管3-8、第二超声棒3-13和两个对称分布的第二搅拌器3-9；冷却盘管 3-8能够对液体进行预冷却，可以有效降低换热器管程与壳程的温差，防止堵塞换热器换热管；母液缸中设有超声棒和搅拌器，也能起到结晶的目的，与结晶器共同发挥快速结晶的作用，提高工作效率；结晶母液进料管3-2位于过滤装置3的罐体上方，所述母液缸3-12上部侧壁设有用于吸取上层清澈母液的母液出料管3-7，母液循环管3-10从母液缸3-12下方起始经离心泵3-11到所述过滤装置3的罐体上方结束，用于吸取下层带有晶体的母液。所述换热器4为卧式放置的固定列管式换热器，列管式换热器是一种广泛应用于化工、医药、发酵等行业的通用设备，主要有制造容易、生产成本低、适应性强、处理量大等优点，冷却水从换热器2下部进，上部出，冷却水与物料逆流换热。所述分离收集装置6为旋风分离器，该旋风分离器通过管道与引风机5相连。
上述连续结晶设备应用过程中，料液罐中的料液通过管道接入该循环，最后得到的晶体在引风机的作用下从吸料管进入旋风分离器分离收集，晶体从旋风分离器下部出去进入储料槽，离开该循环；所述循环自过滤装置3起始通过管道接入换热器4，再通过管道接入结晶器2，最后通过管道重新接入过滤装置3，同时，过滤装置3的母液缸3-12中由于预冷却而出现的晶体会通过母液缸3-12下部的母液循环管3-10从过滤装置3上部重新进入过滤装置3。该过程能够稳定的进出物料，拥有稳定的降温流程，提高了设备的利用率，同时降低了人工成本，可以有效提高产品的生产效率。
基于上述连续结晶设备，谷氨酸连续冷却超声结晶的生产方法由以下步骤实现：
处于料液罐1中的料液在泵的作用下被泵入母液缸3-12，料液在母液缸 3-12中通过第二超声棒3-13、冷却盘管3-8和第二搅拌器3-9的作用下会出现少量结晶，这部分结晶长大后会在底部沉降聚集，沉降聚集的晶体会通过底部的母液循环管3-10在离心泵3-11的作用下从装置上部重新进入装置，进行过滤；母液缸3-12中的上部的饱和清液在预冷后通过母液缸3-12 中部的母液出料管3-7进入列管换热器4进行冷却，列管换热器4冷却水走壳程，下进上出，物料走管程。冷却后的液体进入超声结晶罐2，通过罐体中的第一超声棒2-1和第一搅拌器2-6的作用进一步结晶，结晶后的液体后通过超声结晶器2下面的结晶母液入料管3-2进入过滤装置3中，结晶母液会落在过滤装置3中带有滤布的滤板3-6上，通过真空泵3-17抽真空，将液体抽入母液缸3-12，而晶体留在滤布上，真空泵3-17与液位计3-16耦联，母液达到一定体积时，真空泵3-17停止工作，单向阀3-14打开，母液流出，反之，当母液下降到一定体积时真空泵3-17开始工作，单向阀3-14关闭，确保了连续工作的可行性。过滤装置3中有一个被低速电机3-1带动着旋转的刮刀3-5，旋转的刮刀3-5能够将滤布上的晶体刮下来，而刮下来的晶体能够通过吸料管3-3在引风机5的作用下被吸入旋风分离器6，吸料管3-3 为活动吸料管，对于部分吸不到的位置，可以采用人为调整吸料管3-3的位置的方法，从而保证全部物料都能被吸入旋风分离器。被吸入旋风分离器6 中的物料从旋风分离器6的下部出料进入储料槽7。
综上可以看出，所述连续结晶设备的优势如下：
1.换热器采用卧式列管换热器。采用卧式列管换热器使结晶母液与冷却水逆流换热，从而保证母液在换热器中充分换热，保证了料液出换热器时温度的稳定。
2.结晶器为超声搅拌结晶设备。超声和搅拌大大缩短了结晶诱导期，加快晶体生长速率，增加了晶体量，同时通过调整超声的频率和功率也能控制晶体的晶型和大小；罐体中部做成圆锥形，有利于避免形成死区；结晶器下部做成长筒形，有利于晶体的成长。
3.过滤装置为连续自动过滤装置。抽真空时，单向阀关闭，极大地增加真空度，加快了过滤速率；真空泵与液位计耦联，母液达到一定体积时，真空泵停止工作，单向阀打开，母液流出，反之，当母液下降到一定体积时真空泵开始工作，单向阀关闭，保证了连续工作的可行性；过滤装置下部母液缸中设有冷却盘管，能够对母液进行预冷却，可以有效降低换热器管程与壳程的温差，防止晶体爆发成核堵塞换热器换热管；同时，母液缸中设有超声棒和搅拌器，也能起到结晶的目的，与结晶器共同发挥快速结晶的作用，提高工作效率。
4.在过滤装置滤板上方有一个吸料口，经刮刀刮下的晶体能够及时的被引风机从吸料口吸走，避免了因晶体堆积过多而导致设备工作效率下降甚至停止工作；同时，所述吸料口为活动吸料口，对于部分吸不到的物料，可以采用人工的方法进行吸取，避免物料的损失。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种连续结晶设备，其特征在于：包括料液罐(1)、结晶器(2)、过滤装置(3)、换热器(4)、引风机(5)、分离收集装置(6)、储料槽(7)；所述过滤装置(3)、换热器(4)和结晶器(2)通过管道组成循环；所述料液罐(1)通过管道与该循环连通，所述分离收集装置(6)通过吸料管与过滤装置(3)连通，所述分离收集装置(6)上连接有引风机(5)，所述分离收集装置(6)下方设有储料槽(7)。
2.根据权利要求1所述的连续结晶设备，其特征在于：所述换热器(4)为卧式放置的固定列管式换热器。
3.根据权利要求1所述的连续结晶设备，其特征在于：所述结晶器(2)为超声结晶设备，该结晶器上部为圆筒形罐体(2-3)，中部为圆锥形罐体(2-4)，最下部为长筒形罐体(2-5)，所述圆筒形罐体(2-3)顶部连有结晶母液进料管(3-2)，所述圆筒形罐体(2-3)中设有第一超声棒(2-1)，在所述圆锥形罐体(2-4)下方对称设置两个第一搅拌器(2-6)。
4.根据权利要求1所述的连续结晶设备，其特征在于：所述过滤装置(3)包括低速电机(3-1)、结晶母液进料管(3-2)、吸料管(3-3)、轴(3-4)、刮刀(3-5)、带有滤布的滤板(3-6)、母液出料管(3-7)、冷却盘管(3-8)、第二搅拌器(3-9)、母液循环管(3-10)、离心泵(3-11)、母液缸(3-12)、第二超声棒(3-13)、单向阀(3-14)、料液进料管(3-15)、液位计(3-16)和真空泵(3-17)；所述过滤装置(3)的罐体上部不封闭，低速电机(3-1)架在过滤装置(3)的罐体上方，通过轴(3-4)和轴承与固定的带有滤布的滤板(3-6)连接；刮刀(3-5)通过固定架与轴(3-4)连接；吸料管(3-3)为活动吸料管位于滤板上部；真空泵(3-17)通过管道与过滤装置(3)的罐体连接，液位计(3-16)与真空泵(3-17)耦联，在罐体最下方出口处设有一单向阀(3-14)；罐体最下方为母液缸(3-12)，母液缸(3-12)中设有冷却盘管(3-8)、第二超声棒(3-13)和两个对称分布的第二搅拌器(3-9)；结晶母液进料管(3-2)位于过滤装置(3)的罐体上方，所述母液缸(3-12)上部侧壁设有用于吸取上层清澈母液的母液出料管(3-7)，母液循环管(3-10)从母液缸(3-12)下方起始经离心泵(3-11)到所述过滤装置(3)的罐体上方结束，用于吸取下层带有晶体的母液。
5.根据权利要求1所述的连续结晶设备，其特征在于：所述分离收集装置(6)为旋风分离器，该旋风分离器通过管道与引风机(5)相连。
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