异维生素C母液低温蒸发系统的制作方法

异维生素c母液低温蒸发系统
技术领域
1.本实用新型涉及异维生素c生产设备技术领域，具体涉及一种异维生素c母液低温蒸发系统。


背景技术：

2.异vc又叫d-异抗坏血酸，也叫异维生素c，是维生素c的同分异构体，化学名称为d-2，3，5，6-四羟基-2-己烯酸γ内酯，异vc为白色有光泽颗粒晶体，熔点为168℃（分解）。能溶于水、醇和吡啶，颇溶于丙醇，微溶于甘油，其化学性质与抗坏血酸非常相似，具有同样强的还原作用。作为一种廉价而且安全的抗氧化剂，被广泛用于食品、饲料、化妆品及医药领域。尤其是在食品行业中应用最为广泛，其主要是作为食品抗氧化保鲜剂使用，可保持食品的色泽，自然风味，延长保质期，且无任何毒副作用，在食品行业中广泛用于肉食品、鱼食品、啤酒、水果汁、果汁晶、水果和蔬菜罐头、糕点、乳制品、果酱、葡萄酒、咸菜、油脂等，已列入gb2760的抗氧化剂名录中。
3.目前，异维生素c的生产主要是以玉米淀粉为原料，通过发酵成葡萄糖酸来制得。由玉米淀粉制得葡萄糖，然后制成2-古罗酮糖酸甲酯(methly2-ketogluconate)，用甲醇钠处理得到异抗坏血酸钠甲醇溶液，再通过离子交换树脂脱盐，即制得异抗坏血酸溶液，之后，在经过蒸发浓缩，制得异抗坏血酸颗粒晶体。
4.目前，对异抗坏血酸溶液的蒸发浓缩主要采用的是三效蒸发系统，三效蒸发系统的一效蒸发器利用生蒸汽作为热源，二效蒸发器利用一效蒸发器产生的二次蒸汽作为热源，三效蒸发器利用二效蒸发器产生的二次蒸汽作为热源，蒸汽源产生的生蒸汽被利用三次后作为尾气排放，排放的尾气温度仍然很高，能源利用率低，由于制备出的异抗坏血酸溶液浓度较低，其蒸发浓缩需要大量的蒸汽，蒸汽利用率低，能源消耗严重，导致异抗坏血酸溶液的蒸发浓缩成本居高不下。


技术实现要素：

5.综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种异维生素c母液低温蒸发系统，它是利用tvr蒸汽喷射器热泵技术，tvr蒸汽喷射器抽取二效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽，该二次蒸汽与生蒸汽混合后再喷射进入一效蒸发浓缩装置，参与一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置及三效蒸发浓缩装置的蒸发浓缩，如此，蒸汽源产生的生蒸汽经过一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置后再次进入一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置及三效蒸发浓缩装置，生蒸汽被五次利用，蒸汽中的热量被充分吸收利用，从而有效的提高能源利用率，减少异维生素c母液蒸发浓缩时的蒸汽用量，降低能源消耗，降低生产成本。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种异维生素c母液低温蒸发系统，其中：包括蒸汽源、蒸汽喷射式热泵、一效蒸发浓缩装置、三效蒸发浓缩装置、预热系统、冷凝器及真空泵，所述的蒸汽源通过管路连通蒸
汽喷射式热泵的进气口，蒸汽喷射式热泵的出气口连通一效蒸发浓缩装置的进气口，一效蒸发浓缩装置的出气口连通二效蒸发浓缩装置的进气口，二效蒸发浓缩装置的出气口分别通过管路连通三效蒸发浓缩装置的进气口及蒸汽喷射式热泵的抽气口，三效蒸发浓缩装置的出气口通过管路连通冷凝器的进气口，所述的冷凝器的出气口连通真空泵的进气口，真空泵的出气口排空，冷凝器的出水口连通三效冷凝水罐的进水口，所述的三效冷凝水罐的出水口通过三效冷凝水泵连通冷凝排水管路，异维生素c母液通过预热系统连通一效蒸发浓缩装置的进料口，一效蒸发浓缩装置的出料口连通二效蒸发浓缩装置的进料口，二效蒸发浓缩装置的出料口连通三效蒸发浓缩装置的进料口，三效蒸发浓缩装置的出料口连通出料泵的进料口，出料泵的出料口连通异维生素c结晶装置，所述的预热系统包括尾气预热器、一效预热器、二效预热器及三效预热器，尾气预热器、三效预热器、二效预热器及一效预热器依次串联连接，所述的尾气预热器利用三效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽对异维生素c母液进行预热，所述的三效预热器利用三效蒸发浓缩装置产生的冷凝水预热异维生素c母液，所述的二效预热器利用二效蒸发浓缩装置产生的冷凝水预热异维生素c母液，所述的一效预热器利用一效蒸发浓缩装置产生的冷凝水预热异维生素c母液。
8.进一步，所述的尾气预热器为列管换热器，所述的一效预热器、二效预热器及三效预热器均为板式换热器，所述的尾气预热器的进气口通过尾气预热管道连通三效蒸发浓缩装置的出气口，尾气预热器的出气口连通冷凝器的进气口，异维生素c母液从尾气预热器的进料口进入，尾气预热器的出料口连通三效预热器的进料口，三效预热器的出料口连通二效预热器的进料口，三效预热器的进水口连通三效蒸发浓缩装置的冷凝水出口，三效预热器的出水口连通三效冷凝水罐的进水口，二效预热器的出料口连通一效预热器的进料口，二效预热器的进水口通过二效冷凝水泵连通二效冷凝水罐的出水口，二效冷凝水罐的进水口连通二效蒸发浓缩装置的冷凝水出口，二效预热器的出水口连通冷凝排水管路，一效预热器的出料口连通一效蒸发浓缩装置的进料口，一效预热器的进水口连通一效蒸发浓缩装置的冷凝水出口，一效预热器的出水口连通三效预热器的进水口。
9.进一步，所述的一效蒸发浓缩装置与二效蒸发浓缩装置结构相同均为强制外循环蒸发浓缩装置，包括蒸发器、分离器及循环泵，所述的蒸发器的出料口连通分离器的进料口，蒸发器的循环出料口及分离器的出料口均与循环泵的进料口连通，循环泵的出料口连通蒸发器的进料口，所述的一效蒸发浓缩装置的蒸发器的进料口连通一效预热器的出料口，一效蒸发浓缩装置的蒸发器的进气口连通蒸汽喷射式热泵的出气口，一效蒸发浓缩装置的分离器的出气口连通二效蒸发浓缩装置的蒸发器的进气口，一效蒸发浓缩装置的循环泵的出料口通过二效进料管路连通二效蒸发浓缩装置的蒸发器的进料口，二效蒸发浓缩装置的分离器的出气口分别通过管路连通三效蒸发浓缩装置的进气口及蒸汽喷射式热泵的抽气口，二效蒸发浓缩装置的循环泵的出料口通过三效进料管路连通三效蒸发浓缩装置的进料口。
10.进一步，所述的三效蒸发浓缩装置包括三效蒸发器、三效结晶器及三效循环泵，所述的三效结晶器的进料口通过三效进料管路连通二效蒸发浓缩装置的循环泵的出料口，三效结晶器的出料口连通三效循环泵的进料口，三效循环泵的出料口连通三效蒸发器的进料口，三效蒸发器的出料口连通三效结晶器的循环进料口，三效循环泵的出料口通过管路连通出料泵的进料口，出料泵的出料口分别通过出料管路及回料管路分别连通异维生素c结
晶装置及三效结晶器的进料口，三效蒸发器的进气口连通二效蒸发浓缩装置的分离器的出气口，三效结晶器的出气口连通尾气预热器的进气口及冷凝器的进气口。
11.进一步，所述的二效进料管路上设置有二效进料阀，所述的三效进料管路上设置有三效进料阀，所述的出料管路上设置有出料阀，所述的回料管路上设置有回料阀。
12.本实用新型的有益效果为：
13.1、本实用新型是利用tvr蒸汽喷射器热泵技术，tvr蒸汽喷射器抽取二效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽，该二次蒸汽与生蒸汽混合后再喷射进入一效蒸发浓缩装置，参与一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置及三效蒸发浓缩装置的蒸发浓缩，如此，蒸汽源产生的生蒸汽经过一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置后再次进入一效蒸发浓缩装置、二效蒸发浓缩装置及三效蒸发浓缩装置，生蒸汽被五次利用，蒸汽中的热量被充分吸收利用，从而有效的提高能源利用率，减少异维生素c母液蒸发浓缩时的蒸汽用量，降低能源消耗，降低生产成本。
14.2、本实用新型的预热系统先利用三效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽对异维生素c母液进行第一次预热，预热后的异维生素c母液进入三效预热器，三效预热器利用三效蒸发浓缩装置产生的冷凝水的热量对异维生素c母液进行第二次预热，预热后的异维生素c母液进入二效预热器，二效预热器利用二效蒸发浓缩装置产生的冷凝水的热量对异维生素c母液进行第三次预热，预热后的异维生素c母液进入一效预热器，一效预热器利用一效蒸发浓缩装置产生的冷凝水的热量对异维生素c母液进行第四次预热，经四次预热后的异维生素c母液进入一效蒸发浓缩装置被蒸汽蒸发浓缩，经过四次预热，异维生素c母液的温度显著提高，从而有效的降低异维生素c母液蒸发浓缩所需的蒸汽用量，有效的降低能源消耗，降低生产成本。
15.3、本实用新型的尾气预热器的设置，使部分三效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽进入尾气预热器预热异维生素c母液，从而减少了进入冷凝器的二次蒸汽量，能够减少冷凝器冷凝所需的冷却水量，降低生产成本。
16.4、本实用新型设置两个冷凝水罐分别是与二效蒸发浓缩装置的蒸发器的冷凝水出口连通的二效冷凝水罐，以及与三效预热器的出水口连通的三效冷凝水罐。异维生素c母液中含有甲醇，甲醇易挥发，因此，异维生素c母液经预热后进入一效蒸发浓缩装置，在一效蒸发浓缩装置内，异维生素c母液中的甲醇经一效蒸发浓缩装置的蒸发器加热后挥发与一效蒸发浓缩装置产生的二次蒸汽一起进入二效蒸发浓缩装置，作为二效蒸发浓缩装置的蒸发器的热源，因此，二效蒸发浓缩装置的蒸发器产生的冷凝水中含有高浓度的甲醇，本实用新型的二效冷凝水罐及二效冷凝水泵的设置，能够及时将含有高浓度甲醇的冷凝水排出系统，能够避免挥发性气体在系统内影响系统真空度，影响异维生素c母液的正常蒸发浓缩。
17.5、本实用新型结构简单、使用方便、成本低廉，能够有效的降低异维生素c母液蒸发浓缩所需的能源消耗，从而异维生素c生产成本，提高生产效率。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
20.如图1所示，一种异维生素c母液低温蒸发系统，包括蒸汽源1、蒸汽喷射式热泵2、一效蒸发浓缩装置3、三效蒸发浓缩装置5、预热系统、冷凝器6及真空泵7，所述的蒸汽源1通过管路连通蒸汽喷射式热泵2的进气口，蒸汽喷射式热泵2的出气口连通一效蒸发浓缩装置3的进气口，所述的一效蒸发浓缩装置3包括一效蒸发器31、一效分离器32及一效循环泵33，所述的蒸汽喷射式热泵2的出气口与一效蒸发器31的进气口连通，一效蒸发器31的出料口与一效分离器32的进料口连通，一效分离器32的出气口连通二效蒸发浓缩装置4的进气口，一效蒸发器31的循环出料口及一效分离器32的出料口连通一效循环泵33的进料口，一效循环泵33的出料口连通一效蒸发器31的进料口，一效循环泵33的出料口通过二效进料管路18连通二效蒸发浓缩装置4的进料口，所述的二效进料管路18上设置有二效进料阀21，所述的异维生素c母液通过预热系统连通一效蒸发器31的进料口。
21.所述的二效蒸发浓缩装置4包括二效蒸发器41、二效分离器42及二效循环泵43，所述的二效蒸发器41的进料口通过二效进料管路18与一效循环泵33的出料口连通，二效蒸发器41的出料口与二效分离器42的进料口连通，二效蒸发器41的进气口连通一效分离器32的出气口，二效蒸发器41的冷凝水出口连通二效冷凝水罐16的进水口，二效冷凝水罐16的出水口连通二效冷凝水泵15的进水口，二效蒸发器41的循环出料口及二效分离器42的出料口均与二效循环泵43的进料口连通，二效循环泵43的出料口连通二效蒸发器41的进料口，二效循环泵43的出料口通过三效进料管路17连通三效蒸发浓缩装置5的进料口，三效进料管路17上设置有三效进料阀22，所述的二效分离器42的出气口分别通过管路连通三效蒸发浓缩装置5的进气口及蒸汽喷射式热泵2的抽气口，
22.所述的三效蒸发浓缩装置5包括三效蒸发器51、三效结晶器52及三效循环泵53，所述的三效结晶器52的进料口通过三效进料管路17连通二效循环泵43的出料口，三效结晶器52的出料口连通三效循环泵53的进料口，三效循环泵53的出料口连通三效蒸发器51的进料口，三效蒸发器51的出料口连通三效结晶器52的循环进料口，三效循环泵53的出料口通过管路连通出料泵10的进料口，出料泵10的出料口分别通过出料管路19及回料管路20分别连通异维生素c结晶装置及三效结晶器52的进料口，出料管路19上设置有出料阀23，所述的回料管路20上设置有回料阀24，三效蒸发器51的进气口连通二效分离器42的出气口，三效结晶器52的出气口连通尾气预热器11的进气口及冷凝器6的进气口，所述的冷凝器6的出气口连通真空泵7的进气口，真空泵7的出气口排空，冷凝器6的出水口连通三效冷凝水罐8的进水口，三效冷凝水罐8的出水口连通三效冷凝水泵9的进水口，三效冷凝水泵9的出水口连通冷凝排水管路。
23.所述的预热系统包括尾气预热器11、一效预热器12、二效预热器13及三效预热器14，尾气预热器11、三效预热器14、二效预热器13及一效预热器12依次串联连接，所述的尾气预热器11为列管换热器，所述的尾气预热器11利用三效蒸发浓缩装置5产生的二次蒸汽对异维生素c母液进行预热，所述的尾气预热器11的进气口通过尾气预热管道连通三效结晶器52的出气口，尾气预热器11的出气口连通冷凝器6的进气口，异维生素c母液从尾气预热器11的进料口进入，从尾气预热器11的出料口流出，进入三效预热器14，所述的三效预热器14为板式换热器，三效预热器14利用三效蒸发浓缩装置5的三效蒸发器51产生的冷凝水
预热异维生素c母液，三效预热器14的进料口连通尾气预热器11的出料口，三效预热器14的进水口连通三效蒸发器51的冷凝水出口，三效预热器14的出水口连通三效冷凝水罐8的进水口，三效预热器14的出料口连通二效预热器13的进料口，所述的二效预热器13为板式换热器，其利用二效蒸发浓缩装置4的二效蒸发器41产生的冷凝水预热异维生素c母液，二效预热器13的进水口连通二效冷凝水泵15的出水口，二效预热器13的出水口连通冷凝水排水管路，二效预热器13的出料口连通一效预热器12的进料口，所述的一效预热器12为板式换热器，其利用一效蒸发浓缩装置3的一效蒸发器31产生的冷凝水预热异维生素c母液，一效预热器12的出料口连通一效蒸发浓缩装置3的一效蒸发器31的进料口，一效预热器12的进水口连通一效蒸发器31的冷凝水出口，一效预热器12的出水口连通三效预热器14的进水口。
24.使用时，异维生素c母液进入尾气预热器11，在尾气预热器11内与三效结晶器52分离出的二次蒸汽进行热交换，异维生素c母液被第一次预热，第一次预热后的异维生素c母液进入三效预热器14，在三效预热器14内与三效蒸发器51产生的冷凝水进行热交换，异维生素c母液被第二次预热，二次预热后的异维生素c母液进入二效预热器13，在二效预热器13内异维生素c母液与二效蒸发器41产生的冷凝水进行热交换，异维生素c母液被第三次预热，三次预热后的异维生素c母液进入一效预热器12，在一效预热器12内异维生素c母液与一效蒸发器31产生的冷凝水进行热交换，异维生素c母液被第四次预热，经四次预热后为异维生素c母液从一效蒸发器31的进料口进入一效蒸发器31的管程，蒸汽源1产生的生蒸汽经蒸汽喷射式热泵2喷射进入一效蒸发器31的壳程，壳程的生蒸汽加热管程异维生素c母液，异维生素c母液蒸发浓缩，产生的蒸汽及部分浓缩液进入一效分离器32进行气液分离，分离出的二次蒸汽进入二效蒸发器41，分离出的浓缩液及一效蒸发器31内留存的浓缩液在一效循环泵33的作用下再次从一效蒸发器31的进料口进入，如此循环流动，经四次预热后的异维生素c母液被第一次蒸发浓缩。
25.打开二效进料阀21，一效循环泵33将一次蒸发浓缩后的异维生素c母液送入二效蒸发器41，一效分离器32分离出的二次蒸汽从二效蒸发器41的进气口进入，二效蒸发浓缩装置4工作原理与一效蒸发浓缩装置3工作原理相同，一次蒸发浓缩后的异维生素c母液在二效蒸发浓缩装置4内被第二次蒸发浓缩。二效分离器42分离出的二次蒸汽一部分进入三效蒸发器51的进气口，另一部分在蒸汽喷射式热泵2的抽吸作用下从蒸汽喷射式热泵2的抽气口进入，随蒸汽源1产生的生蒸汽一起喷射进入一效蒸发器31。打开三效进料阀22，二次蒸发浓缩后的异维生素c母液从三效结晶器52的进料口进入三效结晶器52，在三效循环泵53的作用下，从三效蒸发器51的进料口进入三效蒸发器51的管程，二效分离器42分离出的二次蒸汽从三效蒸发器51的进气口进入三效蒸发器51的壳程，在三效蒸发器51内二次蒸发浓缩后的异维生素c母液被第三次蒸发浓缩，产生的二次蒸汽及浓缩液一起进入三效结晶器52，如此循环，异维生素c母液浓缩结晶，三效结晶器52分离出的二次蒸汽分别进入冷凝器6及尾气预热器11，在尾气预热器11内第一次预热异维生素c母液，在冷凝器6内二次蒸汽冷凝成水，打开出料阀23，启动出料泵10，在出料泵10的作用下，三效结晶器52分离出的高度浓缩的异维生素c浓缩液经出料管路19进入异维生素c结晶装置进行结晶处理。
26.二效蒸发器41产生的冷凝水进入二效冷凝水罐16，在二效冷凝水泵15作用下进入二效预热器13预热异维生素c母液后，进入冷凝水排水管路排放，一效蒸发器31产生的冷凝
水在一效预热器12内预热异维生素c母液后进入三效预热器14，三效蒸发器51产生的冷凝水在三效预热器14内与一效蒸发器31产生的冷凝水一起预热异维生素c母液，之后进入三效冷凝水罐8，冷凝器6产生的冷凝水同样进入三效冷凝水罐8，之后再三效冷凝水泵9的作用下进入冷凝水排水管路排水。
27.需要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。