连续单效真空蒸发结晶系统、应用及工艺的制作方法

本发明涉及结晶领域，具体涉及连续单效真空蒸发结晶系统、应用及工艺。

背景技术：

现有的结晶生产系统，通常使用较多的多效结晶器，系统较为复杂，且并没有实现有效的连续生产。

谷氨酸钠是一种氨基酸谷氨酸的钠盐，是一种无嗅无色的晶体，是味精的主要成分。谷氨酸钠溶液通过浓缩，使得溶液中的谷氨酸钠达到过饱和结晶析出，析出的单水谷氨酸钠结晶体经分离、干燥就是成品味精。谷氨酸钠是目前世界上应用范围最广、产销量最大的一种氨基酸。

目前我国谷氨酸钠结晶一直沿用传统方法，采用单效结晶，使用标准结晶罐，该蒸发结晶方式属于间歇生产，多为人工操作，自动化程度低，其操作参数不稳定，造成成品谷氨酸钠晶型不稳定，且蒸汽消耗高，蒸发1吨谷氨酸钠溶液需要1.1～1.2吨蒸汽，不利于节能生产。

技术实现要素：

针对上述问题，为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供连续单效真空蒸发结晶系统，该系统通过利用加热室产生的冷凝水对溶液进行初始的预热，并充分利用结晶器产生的二次蒸汽，并且在负压环境下结晶速度快，可大大减少蒸汽消耗量，节约生产能耗。

本发明的第二目的是提供上述结晶系统的应用。

本发明的第三目的是提供一种谷氨酸钠连续单效真空蒸发结晶工艺，通过该工艺的使用，实现了谷氨酸钠结晶的连续性生产，改变了传统的间歇生产模式，系统引入了蒸汽喷射泵对二次蒸汽压缩升温进行循环利用，大大减少了蒸汽耗量，降低了生产成本，节能效果显著。

本发明提供的第一个方案：

连续单效真空蒸发结晶系统，包括

用于对溶液进行预热的预热器；

加热室，加热室溶液入口与预热器连通，加热室内通入蒸汽与进入加热室内的溶液进行热交换；

真空结晶器，真空结晶器与加热室、离心机和表面冷凝器分别单独连接，经加热室加热后的溶液在结晶器内结晶，结晶的晶浆进入离心机分离得到晶体成品，真空结晶器产生的二次蒸汽部分进入表面冷凝器冷凝，部分进入加热室循环利用。

上述蒸发结晶系统的采用，通过加热室、结晶器的采用，相对节约能源，该系统可实现晶体的连续生产，并充分利用结晶器内溶液结晶时产生的二次蒸汽，实现连续生产过程中蒸汽耗量的大大降低，降低了生产成本，节能效果显著。

进一步地，所述加热室的蒸汽入口与蒸汽喷射泵连通以对生蒸汽和从真空结晶器内流出的部分蒸汽进行压缩升温，这样可实现二次蒸汽的利用率，压缩升温后进入到加热室内的蒸汽温度在75～80℃，优选77℃，加热室内进入的谷氨酸钠溶液温度为55～65℃，最好是在60℃，这个谷氨酸钠溶液是由预热器出来的谷氨酸钠溶液与结晶器出来的未结晶液体混合后的温度；在加热室内加热后谷氨酸钠溶液在加热室出口温度为65～70℃，优选69℃。

进一步地，所述加热室与储液罐连接，储液罐为一个汽水分离罐，该汽水分离罐中冷凝水排出，小部分蒸汽就从上面的出口再回到加热室，实现再次利用，加热室内蒸汽冷凝后产生的冷凝水进入储液罐，此时冷凝水的温度在75～80℃之间，通常情况下77℃左右，储液罐与所述的预热器连通以将冷凝水用于在预热器中对溶液进行预热，充分利用整个循环系统的热量，这样针对谷氨酸钠溶液，进入预热器的温度是在20～30℃，经过预热器预热后出口温度在45-55℃，充分利用了系统产生的热量，能量利用率高。

进一步地，所述真空结晶器的循环液出口与所述加热室的溶液入口连接，以将真空结晶器内产生的细晶循环液在加热室内重新溶解，再次在加热室内加热，结晶器内结晶，实现循环，更加节能高效。

进一步地，所述真空结晶器为DTB型结晶器，DTB结晶器内料液温度为60～70℃，优选64℃；DTB型结晶器工作压力为-0.075～-0.085MPa，优选-0.08MPa；二次蒸汽温度为55～65℃，优选59℃。DTB结晶器是一种晶浆内循环式结晶器，性能良好，生产强度高，能生产颗粒较大的晶粒，且结晶器内不易结疤；DTB结晶器内螺旋桨通过搅拌机带动旋转使DTB结晶器内的料液沿导流筒不停进行内循环，在澄清区内较大的晶体沉降分离至DTB结晶器底部，含少量细晶的循环液由循环液出口排出，经循环管路送至加热室重新加热溶解；此外，可通过调节DTB结晶器中螺旋桨的转速来实现对谷氨酸钠结晶粒径的调节，速度越快，形成的粒径越细。

进一步地，所述表面冷凝器与水环真空泵连接以排出不凝气，表面冷凝器和所述的预热器分别与冷凝水储罐连接，以收集各自排出的冷凝水；或者，也可以直接将这两部分排出的冷凝水排出。

进一步地，所述离心机的液体出口与真空结晶器的溶液入口连通，离心机后的不饱和溶液通过液体出口再进入真空结晶器进一步蒸发结晶。

本发明提供的第二方案是：根据所述的连续单效真空蒸发结晶系统的应用，可应用于谷氨酸钠结晶。

本发明提供的第三方案是：一种谷氨酸钠连续单效真空蒸发结晶工艺，具体步骤如下：

1)谷氨酸钠溶液进入预热器进行预热；

2)预热后的谷氨酸钠溶液进入加热室，与加热室内的蒸汽进行换热；

3)从加热室换热后的谷氨酸钠溶液进入DTB结晶器，结晶室内为负压环境，谷氨酸钠溶液温度在60～70摄氏度范围之内，在结晶室内产生谷氨酸钠溶液不断结晶，所结晶浆通过离心机分离出固态的谷氨酸钠成品；

4)DTB结晶器内产生的二次蒸汽部分进入表面冷凝器冷凝，部分进入加热室循环利用。

其中，所述加热室与储液罐连接，加热室内蒸汽冷凝后产生的冷凝水进入储液罐，储液罐与所述的预热器连通以将冷凝水用于在预热器中对谷氨酸钠溶液进行预热；

真空结晶器的循环液出口与所述加热室的溶液入口连接，以将真空结晶器内产生的细晶循环液在加热室内重新溶解。

本发明的有益效果是：

1)通过预热器、加热室和结晶器的使用，实现了谷氨酸钠结晶的连续性生产，改变了传统的间歇生产模式，通过对蒸发器内产生的二次蒸汽进行循环利用，可大大减少蒸汽耗量。

2)通过加热室产生的冷凝水，充分利用这部分冷凝水的热量对原始溶液进行预热，充分利用热量。

3)通过加热室的设置，对溶液进行二次加热，且加热室既可利用生蒸汽，同时可利用蒸发器产生的二次蒸汽，在辅助节约能源的同时，亦可帮助快速对溶液的加热。

4)整个系统的设置实现了谷氨酸钠颗粒的连续循环产生，且结晶产品质量高，结晶颗粒度大，颗粒均匀，表面光洁，颗粒粒径在一定范围内可进行调节。

附图说明

图1为DTB谷氨酸钠连续单效真空蒸发结晶工艺设备图。

图2为DTB结晶器设备图。

其中，1-水环真空泵，2-离心机，3-表面冷凝器，4-结晶器，5-加热室，6-蒸汽喷射泵，7-储液罐，8-预热器，9-循环泵，10-冷凝水泵，11-原料泵，12-二次蒸汽出口，13-循环液出口，14-澄清区，15-导流筒，16-螺旋桨，17-溶液入口，18-搅拌机，19-晶浆出口。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

如图1所示，连续单效真空蒸发结晶系统，包括水环真空泵1，离心机2，表面冷凝器3，结晶器4，加热室5，蒸汽喷射泵6，储液罐7，预热器8，循环泵9，冷凝水泵10，原料泵11。

如图2所示，DTB结晶器，包括蒸汽排出口12，循环液出口13，澄清区14，导流筒15，螺旋桨16，溶液入口17，搅拌机18，晶浆出口19。

连续单效真空蒸发结晶系统，包括用于对溶液进行预热的预热器8；加热室5，加热室5溶液入口与预热器8连通，加热室5内通入蒸汽与进入加热室5内的溶液进行热交换；真空结晶器4，真空结晶器4与加热室5、离心机2和表面冷凝器3分别单独连接，经加热室5加热后的溶液在结晶器4内结晶，结晶的晶浆进入离心机2分离得到晶体成品，真空结晶器4产生的二次蒸汽部分进入表面冷凝器3冷凝，部分进入加热室5循环利用；所述表面冷凝器3与水环真空泵1连接以排出不凝气，表面冷凝器3和所述的预热器8分别与冷凝水储罐连接；所述离心机2的液体出口与真空结晶器4的溶液入口连通，离心机2后的不饱和溶液通过液体出口再进入真空结晶器4进一步蒸发结晶。

上述蒸发结晶系统的采用，可实现晶体的连续生产，并充分利用结晶器4内溶液结晶时产生的二次蒸汽，实现连续生产过程中蒸汽耗量的大大降低，降低了生产成本，节能效果显著。

所述加热室5的蒸汽入口与蒸汽喷射泵6连通以对生蒸汽和从真空结晶器4内流出的部分蒸汽进行压缩升温，这样可实现二次蒸汽的利用率，压缩升温后进入到加热室内的蒸汽温度在75～80℃，优选77℃，加热室内进入的谷氨酸钠溶液温度为55～65℃，最好是在60℃；在加热室内加热后谷氨酸钠溶液在加热室出口温度为65～70℃，优选69℃。

所述加热室5与储液罐7连接，加热室5内蒸汽冷凝后产生的冷凝水进入储液罐，加热室5内在与溶液换热后，产生冷凝水，冷凝水进入储液罐，此时冷凝水的温度在75～80℃，一般是77℃，储液罐7与所述的预热器8连通以将冷凝水用于在预热器8中对溶液进行预热，充分利用整个循环系统的热量。

所述真空结晶器4的循环液出口与所述加热室5的溶液入口连接，以将真空结晶器4内产生的细晶循环液在加热室5内重新溶解，再次在加热室5内加热，结晶器4内结晶，实现循环，避免浪费。

所述真空结晶器4为DTB型结晶器，DTB结晶器内料液温度为60～70℃，优选64℃；压力为-0.075～-0.085MPa，优选-0.08MPa；二次蒸汽温度为55～65℃，优选59℃。DTB型结晶器是一种晶浆内循环式结晶器，性能良好，生产强度高，能生产颗粒较大的晶粒，且结晶器内不易结疤；DTB型结晶器内螺旋桨通过搅拌机带动旋转使DTB结晶器内的料液沿导流筒不停进行内循环，在澄清区内较大的晶体沉降分离至DTB结晶器底部，含少量细晶的循环液由循环液出口排出，经循环管路送至加热室重新加热溶解。

上述系统可以应用于谷氨酸钠的结晶生产。

实施例2

一种谷氨酸钠连续单效真空蒸发结晶工艺，具体步骤如下：

1)谷氨酸钠溶液经原料泵11进入预热器8，预热后的谷氨酸钠溶液与循环液混合后由循环泵9送入加热室5；

2)谷氨酸钠溶液在加热室5内与蒸汽进行热交换，换热后的蒸汽成为冷凝水进入储液罐7，冷凝水经冷凝水泵10去预热器8对谷氨酸钠溶液进行预热，未冷凝的蒸汽重新进入加热室5继续进行热交换；

3)加热后的谷氨酸钠溶液从溶液入口17进入DTB结晶器4，并在DTB结晶器4内不断结晶，螺旋桨16通过搅拌机18带动旋转使DTB结晶器4内的料液沿导流筒15不停进行内循环，在澄清区14内较大的晶体沉降分离至DTB结晶器4底部，含少量细晶的循环液由循环液出口13排出，经循环管路送至加热室5重新加热溶解，

4)晶浆由晶浆出口19排出后进入离心机2中进行固液分离，离心后的固体即为谷氨酸钠成品，离心后的不饱和溶液被送回DTB结晶器4进一步蒸发结晶；

5)DTB结晶器4内产生的二次蒸汽由二次蒸汽出口12排出后一部分回蒸汽喷射泵6与生蒸汽混合压缩升温后进入加热室5进行循环利用，一部分进入表面冷凝器3冷却成为冷凝水排出；系统内的不凝气通过水环真空泵1排出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。