糖醇连续结晶工艺及立式连续结晶器

摘要

一种糖醇连续结晶新工艺及立式连续结晶器，属于功能糖生产技术领域。其壳体为立式筒形容器，进料阀设在底部，出料阀设在上部侧面；在壳体内设置多组冷却盘管，多组冷却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。结晶器与多功能提升管连接，液压提升装置包括刚性连接架、液压缸和液压泵站。其生产工艺包括：(1)浓缩、(2)搅拌、(3)降温养晶、(4)出料、(5)成品；或得结晶麦芽糖醇成品纯度达99.5％以上。该连续结晶工艺物料流向为自下而上；该新型连续结晶工艺采用自上而下呈温度梯度递减的各个结晶区间；从而确保了产品的晶粒、晶形和产品质量。解决了糖醇生产过程中结晶过程不能连续的问题，保证生产的连续化进行。

权利要求

1.一种糖醇连续结晶工艺，其特征是连续结晶工艺物料流向为自下而上；该糖醇连续结晶工艺采用自下而上呈温度梯度递减的各个结晶区间；有以下工艺步骤组成：(1)浓缩：物料在蒸发工段浓缩至60-95％，调整出料温度50-75℃，将物料打入立式连续结晶器；

(2)搅拌：待物料到达液位的5-15％时，启动立式连续结晶器底的搅拌和液压搅拌，并把液压搅拌的频率设定为1-2分钟一个往复行程；

(3)降温养晶：当物料距立式连续结晶器顶0.5-1米时，停止进料，启动冷却系统循环泵，对物料进行降温养晶；初次投料时，应分批次添加晶种；在整个降温过程中，冷却盘管水温和物料温度之差小于2-6℃，太大的温差会造成大量晶核的形成，增加料浆黏度，从而降低分离效率；每3-5小时降低一次各层冷却水的温度设定，并逐渐形成下高上低的梯度，最后把下中上三套冷却水的温度分别设定为：55-35℃，40-25℃，30-15℃，冷却水流量一般控制在10-20立方米/小时；

(4)出料：经过30～60小时的降温养晶，当结晶收率干基百分比达到40-60％，即达到出料的时机，打开进料阀进料，同时，开启出料阀出料；

(5)成品：结晶糖膏经离心、烘干、包装，得结晶麦芽糖醇成品纯度达99.5％以上。

2.一种用与权利要求1所述的糖醇连续结晶工艺的立式连续结晶器，主要由壳体、平盖、布料装置、刮料装置、锥形封头、冷却盘管、进料口、出料口组成，其特征是该立式连续结晶器壳体为立式筒形容器，进料阀设在底部，出料阀设在上部侧面；在壳体内设置多组冷却盘管，多组冷却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，相当于多个盘管式换热器；结晶器与多功能提升管连接，而多功能提升管与设置在瓶盖上的液压提升装置连接，多功能提升管固定在刚性连接架上，刚性连接架固定在液压缸的振动支架上。

3.按照权利要求2所述糖醇连续结晶工艺的立式连续结晶器，其特征是液压提升装置包括刚性连接架、液压缸和液压泵站。

说明书

糖醇连续结晶工艺及立式连续结晶器

技术领域

[0001] 本发明属于功能糖生产技术领域，具体涉及一种糖醇连续结晶工艺及系统设备。

背景技术

[0002] 在国内现有的立式连续结晶技术中，均包括连续结晶罐、液压系统、物料降温系统等生产工艺设备。连续结晶罐外形为立式长圆筒状，上部为平面上盖，上盖上设有大梁，用于安装驱动整个冷却装置和布料装置。底部为压制的锥形封头。6个立式轴上装有间隔相同的10个冷却单元，如同11个顺序连接的单个结晶罐，将立式结晶器分成11个冷却条件不同的结晶区。

[0003] 物料在连续结晶罐中的流向为自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶。结晶完毕，启动出料泵出料。同时，开启晶种循环泵，回流部分物料作为晶种。

[0004] 由于该结晶系统采用以上设备和工艺，决定了现有连续结晶技术对结晶产品质量存在以下不足之处，由于物料流向为自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，为实现出料和晶种循环，该结晶系统必须使用螺杆泵或转子泵来强制物料流动，这对客户要求晶粒、晶形及质量的产品是十分不利的，因为螺杆泵或转子泵通过泵或管道挤压，将破坏产品的晶粒和晶形，同时挤压摩擦产生的杂质容易混入产品中，影响产品的最终质量。

[0005] 专利号为200710018179.3，名称为结晶果糖在立式连续结晶器上的生产工艺，提供了结晶果糖在立式连续结晶器上的生产工艺，使物料体系形成一个稳定的降温梯度，以模拟果糖结晶降温曲线。文中提到结晶果糖在立式连续结晶器上的生产工艺，同样物料流向为自上而下，出料和晶种循环必须使用螺杆泵或转子泵来强制流动，制得的产品无论晶粒、晶形及杂质异物无法满足高品质客户的要求。发明内容：

[0006] 本发明的目的是提供一种糖醇连续结晶新工艺及立式连续结晶器，以解决现有技术影响产品质量的问题。

[0007] 本发明所述的立式连续结晶器主要由壳体、平盖、布料装置、刮料装置、锥形封头、进料口、出料口组成，解决其技术问题所采用的技术方案是立式连续结晶器为主要生产设备。壳体为立式筒形容器，该新型连续结晶器进料阀设在底部，出料阀设在上部侧面；在壳体内设置多组冷却盘管，多组冷却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，相当于多个盘管式换热器。结晶器与多功能提升管连接，而多功能提升管与设置在瓶盖上的液压提升装置连接，液压提升装置包括刚性连接架、液压缸和液压泵站，多功能提升管固定在刚性连接架上，刚性连接架固定在液压缸的振动支架上。其生产工艺包括：

[0008] (1)浓缩：物料在蒸发工段浓缩至60-95％，调整出料温度50-75℃，将物料打入立式结晶罐。

[0009] (2)搅拌：待物料到达液位的5-15％时，启动罐底的搅拌和液压搅拌，并把液压搅拌的频率设定为1-2分钟一个往复行程。

[0010] (3)降温养晶：当物料距罐顶0.5-1米时，停止进料，启动冷却系统循环泵，对物料进行降温养晶。初次投料时，应分批次添加晶种。在整个降温过程中，以冷却盘管水温和物料温度之差小于2-6℃，温度差小于4℃为首要原则，太大的温差会造成大量晶核的形成，增加料浆黏度，从而降低分离效率。每3-5小时降低一次各层冷却水的温度设定，并逐渐形成下高上低的梯度，最后把下中上三套冷却水的温度分别设定为：55-35℃，40-25℃，30-15℃。冷却水流量一般控制在10-20立方米/小时。

[0011] (4)出料：经过30～60小时的降温养晶，当结晶收率达到40-60％(干基)，即达到出料的时机。打开进料阀进料，同时，开启出料阀出料。

[0012] (5)成品：结晶糖膏经离心、烘干、包装，得结晶麦芽糖醇成品纯度达99.5％以上。

[0013] 采用本发明的积极效果是：省掉了出料泵和晶种循环泵；连续结晶工艺物料流向为自下而上；该新型连续结晶工艺采用自下而上呈温度梯度递减的各个结晶区间；从而确保了产品的晶粒、晶形和产品质量。解决了糖醇生产过程中结晶过程不能连续的问题，保证生产的连续化进行。多层盘管梯级降温，物料降温均匀、可控，结晶效果好；降低工人的劳动强度。

附图说明

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0015] 附图1为立式连续结晶器结构示意图；

[0016] 图中1锥形封头、2刮料装置、3壳体、4冷却盘管、5多功能提升管、6布料装置、7平盖、8冷却介质分配管、9液压提升装置、10刚性连接架、11液压缸、12出料口、13液压泵站、14进料口。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，立式连续结晶器采用多级盘管振动式连续冷却结晶方式，其壳体3为立式筒形容器，在壳体3内设置多组冷却盘管4，多组冷却管4分别与冷却介质分配管8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，移走结晶热和其他拌热，完成物料的冷却结晶。多组冷却盘管4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。

[0018] 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5连接，而多功能提升管5与设置在平盖7上的液压提升装置9连接，液压提升装置9包括刚性连接架10、液压缸11和液压泵站13，多功能提升管5固定在刚性连接架10上，刚性连接架10固定在液压缸11的振动支架上。从而通过多功能提升管5用于实现冷却盘管4和冷却介质分配管8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。本实用新型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，无需解决大直径抵速旋转密封的难题。

[0019] 在该连续结晶器内，通过结晶物料重力作用，部分物料下沉回流作为晶种，开车后所需的晶种由设备自身供给，结晶过程实现连续化。在罐顶部结晶好的物料通过溢流方式出料至离心工序。

[0020] 本发明可根据结晶工艺参数的不同对冷却单元进行分组，每个冷却单元足可实现单独参数控制，利于拟合结晶曲线。

[0021] 第一次投料运行时，应加入晶种，正常运行后，所需的晶种由设备自身循环供给。

[0022] 使用时，需要结晶的物料通过进料管进入壳体3，由布料装置6将结晶好的物料均匀分布到设备截面。冷却介质通过分配管8分多路逆向流动通入冷却盘管4，多层冷却盘管4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。物料自下而上经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶，并依靠底部进料的推动力和冷却盘管4的上下运动的推动力运动到布料装置6，通过溢流方式进入到下道工序。

[0023] 以结晶麦芽糖醇为例，其具体工艺步骤如下：

[0024] (1)浓缩：将浓度80-82％，纯度≥95％(相对于可溶解固形物)，麦芽糖醇液打入立式结晶罐。

[0025] (2)搅拌：待物料到达液位的10％时，启动罐底的搅拌和液压搅拌，并把液压搅拌的频率设定为1-1.5分钟一个往复行程。

[0026] (3)降温养晶：当物料距罐顶1米时，停止进料，启动冷却系统循环泵，对物料进行降温养晶。在整个降温过程中，以冷却盘管水温和物料温度之差小于2-6℃，温度差小于4℃为首要原则。每4小时降低一次各层冷却水的温度设定，并逐渐形成下高上低的梯度，最后把下中上三套冷却水的温度分别设定为：44℃，36℃，28℃。冷却水流量控制在15立方米/小时。

[0027] 自上而下第一组盘管至第九组盘管冷却水温度分别控制为：

[0028] 第一组盘管水温控制在28～30℃

[0029] 第二组盘管水温控制在30～32℃

[0030] 第三组盘管水温控制在33～34℃

[0031] 第四组盘管水温控制在34～35℃

[0032] 第五组盘管水温控制在36～37℃

[0033] 第六组盘管水温控制在37～38℃

[0034] 第七组盘管水温控制在39～40℃

[0035] 第八组盘管水温控制在41～42℃

[0036] 第九组盘管水温控制在43～44℃

[0037] (4)出料：经过55～60小时的降温养晶，当结晶收率达到40-45％(干基)，即达到出料的时机，打开底部进料阀，顶部出料阀，调节进料流量。

[0038] (5)结晶糖膏经离心、烘干、包装，得结晶麦芽糖醇成品纯度达99.5％以上(相对于干物质)。

[0039] 为实现结晶过程的连续稳定，本发明在整个降温结晶过程中通过DCS自动控制系统，将进料流量与出料流量相关联，冷却介质温度与物料温度相关联，实现计算机智能控制。

[0040] 该新型连续结晶工艺，物料流向为自下而上，10个冷却单元自下而上分布呈温度梯度递减的各个结晶区间，通过结晶物料重力作用，部分物料下沉回流作为晶种，在罐顶部结晶好的物料通过溢流方式出料至离心工序。该种结晶方式避免了泵或管道的挤压，确保了产品的晶粒、晶形和产品质量。

[0041] 该新型连续结晶工艺可用于淀粉糖及甘露醇、麦芽糖醇等功能糖醇的结晶。运行正常后，将DCS各个控制点设为自动，通过计算机对结晶过程进行精确控制。