专利名称：食品二氧化碳提纯塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种食品添加剂的加工设备，尤其是食品添加剂液体二 氧化碳的提纯设备，可用于对食品二氧化碳的进一歩提纯。
背景技术：
在现有的食品添加剂液体二氧化碳的生产过程中，提纯工段一般采用 "二塔式"或"三塔式"提纯工艺，即一般的提纯装置主要由再沸器、精馏 塔、冷却器、回流罐、回流泵组成，浓度较低的液态二氧化碳利用位差进入精馏塔，与再沸器上升的温度较高的气态—氧化碳进行传质传热，气态二氧 化碳再从精馏塔塔顶进入独立的冷凝塔，经冷凝再液化的液体二氧化碳由回 流罐收集经低温泵输送至精馏塔。该提纯装置的主要缺点是工艺复杂，设备 多，占地面积大，需耗用动力实现回流，能耗高，设备投资大，生产成本高。实用新型内容本实用新型的任务是针对现有技术中存在的不足，提供一种工艺简单， 设备少，占地面积小，无动力实现冋流，能耗低，设备投资小，生产成本低， 结构合理的食品二氧化碳提纯塔。为实现以上发明目的，本实用新型采用以下技术方案一种食品二氧化碳提纯塔，包含壳体l、冷凝器2、填料4、加热器5， 壳体1位于冷凝器2的上方有出口 11，壳体1位于冷凝器2的下方有进口 14， 壳体1位于加热器5的下方有出口 17，壳体1内自上而下分别安装有冷凝器 2、填料4、加热器5，壳体1的外侧有冷却介质出口 12和冷却介质进口 13， 冷却介质出口 12、冷却介质进口 13分别与冷凝器2相互连通。作为一个较好的实例，在进口 14的下方有分布器3，所述的分布器3 上有均匀分布的通孔。作为另一个较好的实例，所述的冷凝器2包含集流管21、制冷管22、 分流管23，集流管21、制冷管22、分流管23之间相互连通，集流管21与冷却介质出口 12连通，分流管23与冷却介质进口 13连通。作为另一个较好的实例，所述的冷凝器2是立式冷凝器，立式冷凝器的 集流管21、分流管23分别水平布置，制冷管22与集流管21、分流管23分 别垂直连通。作为另一个较好的实例，所述的冷凝器2是盘管式冷凝器，所述的盘管 式冷凝器的制冷管22呈盘形状，盘形制冷管22的一端与冷却介质出口 12连 通，盘形制冷管22的另-一端与冷却介质进口 13连通。作为另一个较好的实例，所述的冷凝器2是立式冷凝器，立式冷凝器包 含制冷管22、上管板24、下管板25，上管板24、下管板25与制冷管22的 外侧、壳体l的内侧形成一个冷却介质可以流动的空腔。作为另一个较好的实例，所述的加热器5包含分流管51、传热管52、 集流管53，分流管51、传热管52、集流管53之间相互连通，分流管51与加 热介质进口 15连通，集流管53与加热介质出口 16连通。作为另一个较好的实例，所述的加热器5是立式加热器，立式加热器的 分流管51、集流管53分别水平布置，传热管52与分流管51、集流管53分 别垂直连通。作为另一个较好的实例，所述的加热器5是盘管式加热器，所述的盘管 式加热器的传热管52呈盘形状，盘形传热管52的- 端与加热介质进口 15连 通，盘形传热管52的另一端与加热介质出口 16连通。作为另一个较好的实例，在壳体l的外侧的下方有电源接口 18，加热器 5是电加热器，所述的电加热器有电阻丝54。本实用新型的有益效果是不仅可以减少食品二氧化碳的提纯设备，减少 设备投资和设备占地面积，更可以在无动力的情况下实现液体二氧化碳的回 流，降低生产能耗，进而可以进一歩降低生产成本，节约能源。
图1是包含立式冷凝器和立式加热器的提纯塔的结构示意图；图2是包含盘管式冷凝器和盘管式加热器的提纯塔的结构示意图；图3是包含立式冷凝器和电加热器的提纯塔的结构示意图；图4是包含管板的立式冷凝器和立式加热器的提纯塔的结构示意图；图5是包含管板的立式冷凝器和盘管式加热器的提纯塔的结构示意图。图1是包含立式冷凝器和立式加热器的提纯塔的结构示意图。图中，食 品二氧化碳提纯塔包含壳体l，壳体l由上封头、筒体和下封头组成，筒体可 以分为若干节通过法兰连接。壳体1位于冷凝器2的上方有出口 11，壳体1位于冷凝器2的下方有进口 14，壳体1位于加热器5的下方有出口 17。壳体 1内自上而下分别安装有冷凝器2、分布器3、填料4、加热器5。冷凝器2是 立式冷凝器，包含集流管21、制冷管22、分流管23，集流管21、制冷管22、 分流管23之间相互连通，集流管21还与冷却介质出口 12连通，分流管23 还与冷却介质进口 13连通；集流管21、分流管23分别水平布置，制冷管22 与集流管21、分流管23分别垂直连通。或者，也可以是集流管21、分流管 23分别垂直布置，制冷管22水平布置。分布器3置于冷凝器2和填料4之间， 以布置于进口 14的下方为佳，分布器3上有均匀分布的通孔，用于均匀分布 塔内的气体和二氧化碳液体。填料4用于塔内气液的传质传热。加热器5是 立式加热器，包含分流管51、传热管52、集流管53，分流管51、传热管52、 集流管53之间相互连通，分流管51与加热介质进口 15连通，集流管53与 加热介质出口 16连通；分流管51、集流管53分别水平布置，传热管52与分 流管5K集流管53分别垂直连通。或者，也可以是分流管51、集流管53分 别垂直布置，传热管52水平布置。当本提纯塔工作时，冷却介质从进口 13经分流管23分布到各制冷管22， 再经集流管21汇集后由冷却介质出口 12排出冷凝器。该冷却介质可以是氟 利昂、液氨，或者也可以是液态二氧化碳。冷却介质出口 12和冷却介质进口 13的上下位置可以根据实际需要布置，但以图示的布置方式为佳。加热器5 所用的加热介质可以是加热液体或气体，比如温度较高的气态二氧化碳。对 于食品二氧化碳生产装置，可以用二氧化碳压縮机出口热的二氧化碳气作为 热源。加热介质从进口 15进入分流管51，经分流管51分布到各传热管52， 再经集流管53汇集后由加热介质出口 16出加热器。当浓度较低的气液混合的二氧化碳利用其自身的压力从进口 14进入本 提纯塔内，经分布器3均匀分布后，气液混合的二氧化碳经填料4流入提纯 塔的下部，在填料4中与塔釜中被加热器5加热而上升的气态二氧化碳进行传质传热，出填料层后的气态二氧化碳经塔顶冷凝器2冷凝后再液化成液态 二氧化碳，液态二氧化碳利用其自身的重力势能在塔内自回流，回流液经分 布器3分布后入精馏段填料层，不凝性气体和少量未液化的气态二氧化碳从制冷管22的管间到塔顶，从塔顶出口 ll排出提纯塔，高纯度的食品级液体 二氧化碳产品从塔的出口 17采出。图2是包含盘管式冷凝器和盘管式加热器的提纯塔的结构示意图。与图 1不同的是冷凝器2是盘管式冷凝器，盘管式冷凝器的制冷管22呈盘形状， 盘形制冷管22的一端与冷却介质出口 12连通，盘形制冷管22的另一端与冷 却介质进口 13连通。加热器5是盘管式加热器，盘管式加热器的传热管52 呈盘形状，盘形传热管52的一端与加热介质进口 15连通，盘形传热管52的 另一端与加热介质出口 16连通。盘形管可以在垂直方向盘形，也可以在水平 方向盘形。图3是包含立式冷凝器和电加热器的提纯塔的结构示意图。与图1不同 的是加热器5是电加热器，电加热器包含电阻丝54。在壳体1的下部安装有 电加热器的电源接口 18。图4是包含管板的立式冷凝器和立式加热器的提纯塔的结构示意图。与 图1不同的是冷凝器2包含制冷管22、上管板24、下管板25，上管板24、 下管板25与制冷管22的外侧、壳体1的内侧形成一个冷却介质可以流动的 空腔。冷却介质从进口 13进入由上管板24、下管板25与制冷管22的外侧、 壳体1的内侧形成的空腔内，从出口 12出冷凝器。不凝性气体和少量未液化 的二氧化碳气体从制冷管22的管内到塔顶，从出口 11出提纯塔。图5是包含管板的立式冷凝器和盘管式加热器的提纯塔的结构示意图。 与图4不同的是加热器5是盘管式加热器。除图1至图5的说明外，还可以将图1至图5中所示的冷凝器和加热器 重新进行组合，同样可以组成本实用新型食品二氧化碳提纯塔。
具体实施方式
实施例1某厂建造100kt/a食品级二氧化碳生产装置，采用催化氧化法脱除烃类 杂质后，用本提纯塔进一步提纯二氧化碳。提纯塔的结构是冷凝器采用立式冷凝器，加热器采用盘管式加热器。经提纯后的食品二氧化碳达到了食品添加剂液体二氧化碳国家标准(GB10621-2006)和国际饮料技术学会(ISBT) 标准的要求，且放空气中的二氧化碳的含量比传统设备低10-15%。实施例2某厂建造60kt/a食品级二氧化碳生产装置，采用催化氧化法脱除烃类 杂质后，用本提纯塔进一歩提纯—氧化碳。提纯塔的结构是冷凝器采用盘管 式冷凝器，加热器采用盘管式加热器。经提纯后的食品二氧化碳达到了食品 添加剂液体二氧化碳国家标准(GB10621-2006)和国际饮料技术学会(ISBT) 标准的要求，液体二氧化碳提纯过程中无电能消耗。实施例3某厂建造30kt/a食品级二氧化碳生产装置，采用催化氧化法脱除烃类 杂质后，用本提纯塔进一歩提纯二氧化碳。提纯塔的结构是冷凝器采用盘管 式冷凝器，加热器采用立式加热器。经提纯后的食品二氧化碳达到了食品添 加剂液体二氧化碳国家标准(GB10621-2006)和国际饮料技术学会(ISBT) 标准的要求，且本设备的占地面积比传统设备减少了 50-70%。
权利要求1、一种食品二氧化碳提纯塔，包含壳体(1)、冷凝器(2)、填料(4)、加热器(5)，其特征在于壳体(1)位于冷凝器(2)的上方有出口(11)，壳体(1)位于冷凝器(2)的下方有进口(14)，壳体(1)位于加热器(5)的下方有出口(17)，壳体(1)内自上而下分别安装有冷凝器(2)、填料(4)、加热器(5)，壳体(1)的外侧有冷却介质出口(12)和冷却介质进口(13)，冷却介质出口(12)、冷却介质进口(13)分别与冷凝器(2)相互连通。
2、 根据权利要求1所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于在进口(14) 的下方有分布器(3)，所述的分布器(3)十.有均匀分布的通孔。
3、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述 的冷凝器(2)包含集流管(21)、制冷管(22)、分流管(23)，集流管(21)、 制冷管(22)、分流管(23)之间相互连通，集流管(21)与冷却介质出口 (12) 连通，分流管(23)与冷却介质进U (13)连通。
4、 根据权利要求3所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述的冷 凝器(2)是立式冷凝器，所述的立式冷凝器的集流管(21)、分流管(23) 分别水平布置，制冷管(22)与集流管(21)、分流管(23)分别垂直连通。
5、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述 的冷凝器(2)是盘管式冷凝器，所述的盘管式冷凝器的制冷管(22)呈盘形 状，盘形制冷管(22)的 -端与冷却介质出口 (12)连通，盘形制冷管(22) 的另一端与冷却介质进口 Q3)连通。
6、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述 的冷凝器(2)是立式冷凝器，立式冷凝器包含制冷管(22)、上管板(24)、 下管板(25)，...匕管板(24)、下管板(25)与制冷管(22)的外侧、壳体(1) 的内侧形成一个冷却介质可以流动的空腔。
7、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述 的加热器(5)包含分流管(51)、传热管(52)、集流管(53)，分流管(51)、 传热管(52)、集流管(53)之间相互连通，分流管(51)与加热介质进口 (15) 连通，集流管(53)与加热介质出口 (16)连通。
8、 根据权利要求7所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述的加热器(5)是立式加热器，所述的立式加热器的分流管(51)、集流管(53) 分别水平布置，传热管(52)与分流管(51)、集流管(53)分别垂直连通。
9、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于所述 的加热器(5)是盘管式加热器，所述的盘管式加热器的传热管(52)呈盘形 状，盘形传热管(52)的一端与加热介质进口 (15)连通，盘形传热管(52) 的另一端与加热介质出口 (16)连通。
10、 根据权利要求1或2所述的食品二氧化碳提纯塔，其特征在于在壳 体(1)的外侧的下方有电源接口 (18)，所述的加热器(5)是电加热器，所 述的电加热器有电阻丝(54)。
专利摘要本实用新型公开了一种食品二氧化碳提纯塔，包含壳体(1)、冷凝器(2)、分布器(3)、填料(4)、加热器(5)，壳体(1)位于冷凝器(2)的上方有出口(11)，壳体(1)位于冷凝器2的下方有进口(14)，壳体(1)位于加热器(5)的下方有出口(17)，壳体(1)内自上而下分别安装有冷凝器(2)、分布器(3)、填料(4)、加热器(5)，可用于对食品二氧化碳的进一步提纯，具有工艺简单、设备少、占地面积小、无动力实现回流、能耗低、设备投资小、生产成本低的优点。
文档编号F25J3/06GK201100818SQ20072019175
公开日2008年8月13日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者徐美楠, 沈建冲 申请人:沈建冲