乳酸浓缩装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种乳酸浓缩装置，包括：平衡罐、MVR蒸发浓缩系统和TVR二效蒸发浓缩系统，所述MVR蒸发浓缩系统中，平衡罐、板式预热器A、板式预热器B、MVR板式蒸发器、MVR旋风分离器依次通过物料管连接，MVR旋风分离器底部通过物料管与板式预热器A连接；TVR二效蒸发浓缩系统中，板式预热器A、进料平衡罐、板式预热器C、板式预热器D、一效板式蒸发器、一效旋风分离器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器依次通过物料管连接，物料从出料泵排出。本实用新型将MVR工艺和TVR工艺有机组合，第一部分利用MVR板式蒸发装置,充分发挥了其运行成本低的优势，第二部分TVR两效板式蒸发弥补了MVR板式蒸发装置出料浓度不高的不足，实现了设备投资与运行费用优化。
【专利说明】乳酸浓缩装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种乳酸浓缩装置。
【背景技术】
[0002]乳酸，学名为α -羟基丙酸，其分子式为:C2H50-C00H，是一种简单的羟基酸。它是一种古老而重要的有机酸之一，广泛存在于自然界中，在生物体内都发现有乳酸，早在1780年瑞典化学家从废乳中发现了乳酸，乳酸易于水互溶，很不容易结晶析出，乳酸浓度达60%以上，已有很高的吸湿性。乳酸通常为无色或微黄色液体。乳酸、乳酸盐及其衍生物，广泛应用于食品、医药、饲料、化工等领域。
[0003]由于乳酸的酸性柔和且稳定，有助于食品的风味，在食品工业上广泛用作酸味剂、防腐剂和还原剂。可用于清凉饮料、糖果、糕点的生产，也可用于鱼、肉、蔬菜的加工和保藏。与柠檬酸、苹果酸等食用相比，具有很强的竞争力。在美国，乳酸用于软饮料方面，很大程度的取代了柠檬酸、磷酸等。在啤酒制造上，美国禁止使用磷酸等无机酸调节RH值，全部改用乳酸。乳酸还可以直接用作手术室、病房、实验室、车间等场所的消毒剂。乳酸可添加于烟草中，能保持烟草的湿度，提高烟草的质量。还可用于制革工业中的脱石灰，它能使石灰变成可溶性的乳酸钙盐而除去。使皮革柔软、细密，从而制成高级皮革。其用来处理纺织纤维，可使之易于着色，增加光泽，使触感柔软。
[0004]传统的乳酸浓缩工艺，一般是采用MVR板式蒸发方式，需要将物料多次循环后才能达到预定的要求，工艺复杂，能耗高。
[0005]MVR系英文Mechanical VaRor RecomRress1n缩写，即机械蒸汽再压缩；TVR系英文thermal VaRor RecomRress1n缩写，即热力蒸汽再压缩。
实用新型内容
[0006]为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能源利用效率高的乳酸浓缩装置。
[0007]本实用新型采取的技术方案为:一种乳酸浓缩装置，用于浓缩乳酸溶液，包括:平衡罐、MVR蒸发浓缩系统和TVR 二效蒸发浓缩系统，
[0008]所述MVR蒸发浓缩系统包括板式预热器A、板式预热器B、MVR板式蒸发器、MVR旋风分离器、MVR蒸汽压缩机，平衡罐、板式预热器A、板式预热器B、MVR板式蒸发器、MVR旋风分离器依次通过物料管连接，MVR旋风分离器底部通过物料管与板式预热器A连接，MVR旋风分离器顶部通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机连接，板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机与加热蒸汽管道相连，新鲜蒸汽从加热蒸汽管道进入板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机中，MVR板式蒸发器通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机连接，板式预热器B及MVR板式蒸发器通过冷凝水管道与板式预热器A连接，冷凝水从板式预热器A中排出；
[0009]TVR 二效蒸发浓缩系统包括热泵、进料平衡罐、板式预热器C、板式预热器D、一效板式蒸发器、一效旋风分离器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器、出料泵、冷凝器，板式预热器A、进料平衡罐、板式预热器C、板式预热器D、一效板式蒸发器、一效旋风分离器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器依次通过物料管连接，物料从出料泵排出，一效旋风分离器通过蒸汽管道分别与热泵、二效板式蒸发器连接，热泵通过加热蒸汽管道与一效板式蒸发器连接，热泵及板式预热器D上设有加热蒸汽入口，一效板式蒸发器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器设有蒸汽管道与冷凝器连接，一效板式蒸发器、二效板式蒸发器通过冷凝水管道与板式预热器C连接。
[0010]进一步的，还包括MVR汽水分离器、一效汽水分离器和二效汽水分离器，所述板式预热器B、MVR板式蒸发器通过冷凝水管道与MVR汽水分离器连接，MVR汽水分离器的顶部通过蒸汽管道连到外界，MVR汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器A连接，板式预热器A通过冷凝水管道连到外界；
[0011 ] 一效板式蒸发器通过冷凝水管道与一效汽水分离器连接，一效汽水分离器的顶部通过蒸汽管道与热泵及二效板式蒸发器连接，一效汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器C连接；
[0012]二效板式蒸发器通过冷凝水管道与二效汽水分离器连接，二效汽水分离器的顶部通过蒸汽管道与冷凝器连接，二效汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器C连接。
[0013]进一步的，所述冷凝器为板式冷凝器。
[0014]本实用新型的有益效果有如下几点:
[0015](I)将MVR工艺和TVR工艺有机组合，第一部分利用MVR板式蒸发装置，充分发挥了其运行成本低的优势，第二部分TVR两效板式蒸发又弥补了 MVR板式蒸发装置出料浓度不高的不足，两者配合使用，实现了设备投资与运行费用的最优组合。
[0016](2)蒸发过程中实现了连续进出料，无需循环蒸发，提高了生产效率。
[0017]( 3) MVR板式蒸发装置，浓缩后物料，二次蒸汽和冷凝水都可利用来对物料进行预热，余热均得到充分利用，节能效果显著。
[0018](4)将板式结构蒸发系统运用到乳酸溶液浓缩中来，MVR板式蒸发系统和TVR两效板式蒸发系统中蒸发器、预热器、冷凝器均采用板片结构形式，取代了老式的列管式结构，板式结构具有换热效率高，系统体积小，重量轻，维修方便，运行及维护费用低且热量损失很小等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的平衡罐及MVR蒸发浓缩系统的结构示意图。
[0020]图2为本实用新型的TVR 二效蒸发浓缩系统的结构示意图。
[0021]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步阐明。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]参见图1和图2，本乳酸浓缩装置，用于浓缩乳酸溶液，包括:平衡罐1、MVR蒸发浓缩系统和TVR 二效蒸发浓缩系统，
[0024]所述MVR蒸发浓缩系统包括板式预热器A2、板式预热器B3、MVR板式蒸发器4、MVR旋风分离器5、MVR蒸汽压缩机6，平衡罐1、板式预热器A2、板式预热器B3、MVR板式蒸发器4、MVR旋风分离器5依次通过物料管连接，MVR旋风分离器5底部通过物料管与板式预热器A2连接，MVR旋风分离器5顶部通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机6连接，板式预热器B3、MVR板式蒸发器4和MVR蒸汽压缩机6与加热蒸汽管道相连，新鲜蒸汽从加热蒸汽管道进入板式预热器B3、MVR板式蒸发器4和MVR蒸汽压缩机6中，MVR板式蒸发器4通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机6连接，板式预热器B3及MVR板式蒸发器4通过冷凝水管道与板式预热器A2连接，冷凝水从板式预热器A2中排出；
[0025]TVR 二效蒸发浓缩系统包括热泵7、进料平衡罐8、板式预热器C9、板式预热器D10、一效板式蒸发器11、一效旋风分离器12、二效板式蒸发器13、二效旋风分离器14、出料泵15、冷凝器16，板式预热器A2、进料平衡罐8、板式预热器C9、板式预热器D10、一效板式蒸发器11、一效旋风分离器12、二效板式蒸发器13、二效旋风分离器14依次通过物料管连接，物料从出料泵15排出，一效旋风分离器12通过蒸汽管道分别与热泵7、二效板式蒸发器13连接，热泵7通过加热蒸汽管道与一效板式蒸发器11连接，热泵7及板式预热器DlO上设有加热蒸汽入口，一效板式蒸发器11、二效板式蒸发器13、二效旋风分离器14设有蒸汽管道与冷凝器16连接，一效板式蒸发器11、二效板式蒸发器13通过冷凝水管道与板式预热器C9连接。
[0026]还包括MVR汽水分离器17、一效汽水分离器18和二效汽水分离器19，所述板式预热器B3、MVR板式蒸发器4通过冷凝水管道与MVR汽水分离器17连接，MVR汽水分离器17的顶部通过蒸汽管道连到外界，MVR汽水分离器17的底部通过冷凝水管道与板式预热器A2连接，板式预热器A2通过冷凝水管道连到外界；
[0027]—效板式蒸发器11通过冷凝水管道与一效汽水分离器18连接，一效汽水分离器18的顶部通过蒸汽管道与热泵7及二效板式蒸发器13连接，一效汽水分离器18的底部通过冷凝水管道与板式预热器C连接；
[0028]二效板式蒸发器13通过冷凝水管道与二效汽水分离器19连接，二效汽水分离器19的顶部通过蒸汽管道与冷凝器16连接，二效汽水分离器19的底部通过冷凝水管道与板式预热器C9连接。
[0029]来自上一工艺的物料进入平衡罐，然后依次进入板式预热器A、板式预热器B，在板式预热器A和板式预热器B中被预热后进入MVR板式蒸发器中受热成汽液混合物料，然后进入MVR旋风分离器中汽液分离，蒸汽被MVR蒸汽压缩机吸入，被压缩后进入MVR板式蒸发器作为加热蒸汽，MVR旋风分离器底部的物料被送至板式预热器A进行预热物料，板式预热器B和MVR板式蒸发器的冷凝水进入MVR汽水分离器中，经汽液分离后，气体从MVR汽水分离器的顶部排出，液体从MVR汽水分离器的底部进入板式预热器A中，为物料加热，板式预热器A产生的冷凝水排出，板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机与加热蒸汽管道相连，新鲜蒸汽从加热蒸汽管道进入板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机中；
[0030]MVR蒸发浓缩系统蒸发浓缩数据:
[0031]总蒸发量:12000kg/h
[0032]进料浓度:19%
[0033]出料浓度:50%
[0034]进料温度:30°C
[0035]出料温度:70°C
[0036]进料量:19355kg/h
[0037]蒸发温度:90°C，加热蒸汽温度100°C ；
[0038]TVR 二效蒸发浓缩系统中，在板式预热器A内预热冷物料后被降温的物料进入进料平衡罐，然后在泵的作用下依次进入板式预热器C、板式预热器D被预热，再进入一效板式蒸发器中受热成汽液混合物料，然后进入一效旋风分离器中汽液分离，蒸汽一部分被热泵吸走，另一部分进入二效板式蒸发器作为二效加热蒸汽，液体物料进入二效板式蒸发器，受热成汽液混合物料，然后进入二效旋风分离器中汽液分离，蒸汽进入冷凝器中冷却后排放，液体物料通过出料泵排出，一效板式蒸发器产生的冷凝水进入一效汽水分离器中，经分离后，气体从一效汽水分离器的顶部一部分进入热泵中，另一部分进入二效板式蒸发器中作为二效加热蒸汽，液体从一效汽水分离器的底部进入板式预热器C中为物料预热；
[0039]二效板式蒸发器产生的冷凝水进入二效汽水分离器中，经分离后，气体从二效汽水分离器的顶部进入冷凝器中冷却后排放，液体从二效汽水分离器的底部进入板式预热器C中为物料预热，板式预热器C产生的冷凝水排出。
[0040]热泵吸入新鲜蒸汽，与一效旋风分离器分离出的一部分蒸汽混合后供给一效板式蒸发器作为一效加热蒸汽，另有新鲜蒸汽供给板式预热器D。
[0041 ] TVR 二效蒸发浓缩系统蒸发浓缩数据:
[0042]总蒸发量:4000kg/h
[0043]进料浓度:50%
[0044]出料浓度:85%
[0045]进料温度:70°C
[0046]出料温度:70°C
[0047]进料量:9715kg/h
[0048]一效蒸发温度:90°C，二效蒸发温度:70°C。
【权利要求】
1.一种乳酸浓缩装置，用于浓缩乳酸溶液，包括:平衡罐、MVR蒸发浓缩系统和TVR二效蒸发浓缩系统， 所述MVR蒸发浓缩系统包括板式预热器A、板式预热器B、MVR板式蒸发器、MVR旋风分离器、MVR蒸汽压缩机，平衡罐、板式预热器A、板式预热器B、MVR板式蒸发器、MVR旋风分离器依次通过物料管连接，MVR旋风分离器底部通过物料管与板式预热器A连接，MVR旋风分离器顶部通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机连接，板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机与加热蒸汽管道相连，新鲜蒸汽从加热蒸汽管道进入板式预热器B、MVR板式蒸发器和MVR蒸汽压缩机中，MVR板式蒸发器通过蒸汽管道与MVR蒸汽压缩机连接，板式预热器B及MVR板式蒸发器通过冷凝水管道与板式预热器A连接，冷凝水从板式预热器A中排出； TVR 二效蒸发浓缩系统包括热泵、进料平衡罐、板式预热器C、板式预热器D、一效板式蒸发器、一效旋风分离器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器、出料泵、冷凝器，板式预热器A、进料平衡罐、板式预热器C、板式预热器D、一效板式蒸发器、一效旋风分离器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器依次通过物料管连接，物料从出料泵排出，一效旋风分离器通过蒸汽管道分别与热泵、二效板式蒸发器连接，热泵通过加热蒸汽管道与一效板式蒸发器连接，热泵及板式预热器D上设有加热蒸汽入口，一效板式蒸发器、二效板式蒸发器、二效旋风分离器设有蒸汽管道与冷凝器连接，一效板式蒸发器、二效板式蒸发器通过冷凝水管道与板式预热器C连接。
2.根据权利要求1所述的乳酸浓缩装置，其特征在于:还包括MVR汽水分离器、一效汽水分离器和二效汽水分离器，所述板式预热器B、MVR板式蒸发器通过冷凝水管道与MVR汽水分离器连接，MVR汽水分离器的顶部通过蒸汽管道连到外界，MVR汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器A连接，板式预热器A通过冷凝水管道连到外界； 一效板式蒸发器通过冷凝水管道与一效汽水分离器连接，一效汽水分离器的顶部通过蒸汽管道与热泵及二效板式蒸发器连接，一效汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器C连接； 二效板式蒸发器通过冷凝水管道与二效汽水分离器连接，二效汽水分离器的顶部通过蒸汽管道与冷凝器连接，二效汽水分离器的底部通过冷凝水管道与板式预热器C连接。
3.根据权利要求1或2所述的乳酸浓缩装置，其特征在于:所述冷凝器为板式冷凝器。
【文档编号】B01D1/26GK204034293SQ201420366218
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】武师朋, 吴成刚, 郭公新 申请人:南京高捷轻工设备有限公司