一种单、双甘油脂肪酸酯的制造系统的制作方法

本发明涉及分子蒸馏设备，尤其是一种单、双甘油脂肪酸酯的制造系统。

背景技术：

单，双甘油脂肪酸酯(简称单甘酯)是食品乳化剂中用量最大的品种。我国单甘酯产量已经达到10万吨，占据食品乳化剂的50％左右，我国目前的高含量单，双甘油脂肪酸酯(简称分子蒸馏单甘酯)生产方法是采用氢化油与甘油进行酯交换反应，得到含有未反应甘油、脂肪酸、单甘油脂肪酸酯、双甘油脂肪酸酯以及未反应氢化油的混合物(简称粗酯)。粗酯再通过三级分子蒸馏提纯，分别将未反应甘油及游离脂肪酸脱除，并将单甘油脂肪酸酯蒸馏出来而得到分子蒸馏单甘酯。分子蒸馏单甘酯的质量由其中的单甘油脂肪酸酯含量高低来决定，因此，分子蒸馏设备的性能是影响分子蒸馏单甘酯质量的关键。

目前国内的分子蒸馏设备普遍采用方块式刮膜条作为成膜器，容易造成刮膜条卡死，磨损严重，成膜效果差，同时刮膜条槽易积料，因长期高温而结焦；采用单级冷井作为真空系统扑捉器，使用一段时间后，由于较多物料冷却在冷凝管表面，影响了扑捉效果，从而影响真空系统，为保持高真空，必须停机“除霜”，用蒸汽加热，将物料熔化来保证冷凝管面的清洁，确保扑捉效果；采用油扩散泵作为提高真空的设备，使用深度脱蜡的润滑油作为扩散泵油，存在易氧化变质、使用成本高、有污染产品的风险等问题。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可提高成膜效果、有效避免积料的单、双甘油脂肪酸酯的制造系统，该制造系统不需停机“除霜”。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种单、双甘油脂肪酸酯的制造系统，所述制造系统包括蒸馏器、换热器、真空泵，所述蒸馏器与所述换热器连通，所述换热器与所述真空泵连通，所述蒸馏器内设有刮膜器，所述刮膜器为圆筒式刮膜条，所述换热器为并联式双级冷井。由此，蒸馏器采用圆筒式刮膜条，行程比较自由，不会卡死，圆筒中空，无积料现象；换热器为并联式双级冷井，可分别通入冷却水或/和蒸汽，生产时可以一组进行冷却，另一组进行加热“除霜”操作，避免需要停机才能清洁冷井，实现连续生产。

优选地，所述并联式双级冷井的主体为圆筒，所述圆筒的底部设有圆锥形出料口，所述圆筒上部封头采用隔板分为第一进水/汽区、第二出水/汽区、第三进水/汽区和第四出水/汽区，所述圆筒的筒身用隔板分成第一区和第二区，所述第一区和第二区中分别设有多条u型冷凝管，所述第一区中的冷凝管两端分别连通第一进水/汽区和第二出水/汽区；所述第一区、第一区中的冷凝管、第一进水/汽区和第二出水/汽区形成第一冷井；所述第二区中的冷凝管两端分别连通第三进水/汽区和第四出水/汽区；所述第二区、第二区中的冷凝管、第三进水/汽区和第四出水/汽区形成第二冷井；所述第一冷井和第二冷井的底部连通。由此，两个冷井相当于两级冷井，可同时使用，也可分别使用，作为冷凝器用途时通入冰水；“除霜”时则关闭冰水进出阀，改为通入蒸汽加热；通冰水时可做冷凝器，通蒸汽时可将粘附在u型管上的物料熔化除去，即“除霜”；其中，多条u型冷凝管可以是2条、3条、4条，还可以是5、7、9等更多条，可以根据需要调整。

优选地，所述蒸馏器包括加热筒体、搅拌电机、转子、内冷凝器、第一接收罐和第二接收罐；所述加热筒体的底部与所述第一接收罐连通；所述第二接收罐与所述内冷凝器的冷凝面连通；所述转子的上端为圆盘，所述转子的下端为圆环，所述圆盘通过轴与所述搅拌电机连接，所述圆盘边缘通过至少2个刮膜条轴与所述转子的下端相连，所述刮膜条轴贯穿所述刮膜条的中间；所述内冷凝器设于所述至少2个刮膜条轴之间并与所述加热筒体的底部固定连接。

优选地，所述加热筒体的上部设有热油出口，所述加热筒体的下部设有热油进口，所述加热筒体的顶部设有物料进口。

优选地，所述加热筒体的底部还设有循环水的进口和出口。

优选地，所述刮膜条轴为不锈钢管。

优选地，所述制造系统还包括油扩散泵，所述油扩散泵的进气口与所述换热器连通，所述油扩散泵的出气口与所述真空泵的进气口连通。由此，可以进一步提高蒸馏器内的真空度。

优选地，所述油扩散泵采用无水甘油作为扩散泵油。应当说明的是，现有的扩散泵油多采用深度脱蜡的润滑油，而本发明采用无水甘油作为扩散泵油，具有与深度脱蜡的润滑油相当的蒸气压，适合油扩散泵使用，并且甘油是食品级原料，又是生产单，双甘油脂肪酸酯的原料之一，不会污染产品，还不易变质，是非常适合生产单，双甘油脂肪酸酯的专用扩散泵油。

优选地，所述并联式双级冷井上分别设有蒸汽、冷却水的输入管和输出管。

优选地，所述并联式双级冷井上分别设有至少2组蒸汽、冷却水的输入管和输出管。由此，可以根据需要调整蒸汽、冷却水的输入管和输出管的数量。

综上所述，本发明的有益效果为：

本发明采用圆筒式刮膜条，其行程自由，不会卡死，圆筒中空，无积料现象；并联式双级冷井生产时，一级在线使用，另一级可加热“除霜”后备用，实现连续生产；无水甘油作为扩散泵油，工作温度低，价格便宜，而且不易氧化，使用寿命长，又是合成单，双甘油脂肪酸酯的原料之一，不存在污染产品的问题。

附图说明

图1为本发明的一种单、双甘油脂肪酸酯的制造系统的结构示意图；

图2为本发明中油扩散泵的工作原理示意图；

其中，1、加热筒体，2、圆筒式刮膜条，3、内冷凝器，4、刮膜条轴，5、转子，6、第一接收罐，7、第二接收罐，8、物料进口，9、搅拌电机，10、并联式双级冷井，11、油扩散泵，12、真空泵，13、连通管，14、扩散喷嘴，15、导流管，16、泵油，17、加热器，18、进气口，19、排气口，20、圆锥形出料口，21、u型冷凝管。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种单、双甘油脂肪酸酯的制造系统，包括蒸馏器、换热器、油扩散泵11和真空泵12，蒸馏器与换热器连通，换热器与真空泵12连通，蒸馏器内设有刮膜器，刮膜器为圆筒式刮膜条2；油扩散泵11的进气口与换热器连通，油扩散泵11的出气口与真空泵12的进气口连通；油扩散泵11采用无水甘油作为扩散泵油；

为确保蒸馏系统的真空度并达到连续生产的目的，本发明的制造系统中换热器采用了并联式双级冷井10，并联式双级冷井10上分别设有2组蒸汽、冷却水的输入管和输出管；并联式双级冷井10的主体为圆筒，圆筒的底部设有圆锥形出料口20，圆筒上部封头采用隔板分为第一进水/汽区、第二出水/汽区、第三进水/汽区和第四出水/汽区(图中未示出)，圆筒的筒身用隔板分成第一区和第二区(图中未示出)，第一区和第二区中分别设有多条u型冷凝管21，第一区中的冷凝管21两端分别连通第一进水/汽区和第二出水/汽区；第一区、第一区中的冷凝管、第一进水/汽区和第二出水/汽区形成第一冷井；第二区中的冷凝管21两端分别连通第三进水/汽区和第四出水/汽区；第二区、第二区中的冷凝管21、第三进水/汽区和第四出水/汽区形成第二冷井；第一冷井和第二冷井的底部连通。

蒸馏器(图中未示出)包括加热筒体1、搅拌电机9、转子5、内冷凝器3、第一接收罐6和第二接收罐7；加热筒体1的底部与第一接收罐6连通；第二接收罐7与内冷凝器3的冷凝面连通；转子5的上端为圆盘，转子5的下端为圆环，圆盘通过轴(图中未示出)与搅拌电机9连接，圆盘边缘通过至少2个刮膜条轴4与转子5的下端相连，刮膜条轴4贯穿刮膜条2的中间；内冷凝器3设于至少2个刮膜条轴4之间并与加热筒体1的底部固定连接；刮膜条轴4为不锈钢管；加热筒体1的上部设有热油出口，加热筒体1的下部设有热油进口，加热筒体1的顶部设有物料进口8；加热筒体1的底部还设有循环水的进口和出口。

本发明的单、双甘油脂肪酸酯的制造系统的工作原理为：由蒸馏器、并联式双级换热器、扩散泵及真空泵组成，其中蒸馏器包括加热筒体1，热油通过夹套(图中未示出)将筒体内壁加热，形成蒸发面，转子5通过轴与搅拌电机9相连，由搅拌电机9带动转子5旋转，转子5的上端为圆盘结构，下端为圆环结构，通过刮膜条轴4将上下两端相连，并且刮膜条轴4贯穿于圆筒式刮膜条2的中间，在转子5旋转过程中，由于离心力的作用，圆筒式刮膜条2被甩到筒体内壁上进行滚动或滑动运动，而粗酯通过物料进口8进入分子蒸馏设备，落到转子5上端的圆盘上，在旋转的离心力作用下被甩到加热筒体1的内壁上，然后顺内壁往下流，流动过程中被圆筒式刮膜条2均匀地抹在筒体内壁上，形成薄薄的液膜，在真空和受热的情况下迅速升温和蒸发，蒸发的低沸点气体挥发到内冷凝器3的表面时，被冷凝成液体，顺内冷凝器3的冷凝面往下流到第一接收罐6，而不能蒸发的高沸点物质则继续顺着筒体内壁流入第二接收罐7，这样就可将粗酯中不同沸点的物质进行分离。

因为粗酯中大部分物质沸点都非常高，在常压下不能被蒸发，因此必须通过真空泵12将蒸馏器抽真空，为避免未能及时冷凝的气体抽入真空泵12，在蒸馏器与真空泵12的连通管13上设置了一个并联式双级冷井10，通入冰水，进一步将少量气体冷凝成液体或固体，当冷凝管表面被固体物料覆盖后，会影响传热，即影响捕捉效果，将固体覆盖物熔化称为“除霜”，并联式双级冷井10可实现轮流“除霜”，避免停产“除霜”的情况。

为进一步提高分子蒸馏设备的真空度，在真空泵12前增加一台油扩散泵，油扩散泵的工作原理是靠高速蒸汽射流来携带气体以达到抽气的目的，泵油的蒸气压直接影响泵的真空性能，因此泵油多是深度脱蜡的润滑油，用于食品加工设备存在一定的污染风险，本发明采用的甘油作为扩散泵油，具有与深度脱蜡的润滑油相当的蒸气压，适合油扩散泵使用，并且甘油是食品级原料，又是生产单，双甘油脂肪酸酯的原料之一，不会污染产品，还不易变质，是非常适合生产单，双甘油脂肪酸酯的专用扩散泵油。图2所示为本发明中油扩散泵的工作原理示意图：加热器17将泵油加热形成高速蒸汽射流，携带由蒸馏器中抽出并进入进气口18的气体，由排气口19排出，其中，扩散喷嘴14将由导流管15排出的泵油16蒸汽迅速扩散到扩散泵内腔，从而加快抽气效率。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。