蒸发器在发酵行业中的应用.pdf

誉瑟；蒴～簌‘焉j 薪j 竣搿f 肖曩篓著蒸发器在发酵行业中的应用赵元军 黑龙江达方浓缩干燥设备有限公司【摘要】发酵行业是轻工业中分布最广泛的行业蒸发器在发酵行业得到了越来越广泛的应用以墨米深加工及其转化为倒，玉米深加工鸟转化由许多行业组成，有很多行业都用蒸发器进行蒸发浓缩操作酶丽且蒸发浓缩都是关键生产工艺环节然雨，蒸发器著菲是通用蒸发浓缩设备，高效节能蒸发器的设计，选材、制造与使用应与被浓缩物料性质及工艺要求相适应，只有这样，才能竞分发挥蒸发器的应有效能和节能洚耗器震，荛发酵王照酶发展及产蒹戆综合剃建中发挥越来越大酶终震进入九十年代以来，我国发酵行业有了长足的发展，特剃是以玉米为原料翡王领域进震速度更加迅猛玉米淀粉糖、葡萄糖、麦芽糊精、木糖、木糖醇、低聚糖、维生素C 、拧檬酸等行业弊军突起，在玉米综合利用上如玉米浸泡液、蛋白饲料也有一定规模生产在这些行业中蒸发器都发挥了不可替代的作滔降膜蒸发器是膜式蒸发器的一种，是当今世界被公认懿最先进翡蒸发器之一，近年来在诲多行业代替了其他形式的蒸发器，成为发酵工业领域的主要蒸发设备，是因为这种蒸发器具有许多独特的优点一、降膜蒸发器的特点1 、可虢合理地运用热泵，采雳多效蒸发等形式，生蒸汽、冷却水耗量特别低，这是其他形式蒸发器不可比的。

2 、生产能力向大型化、连续化、自动化发展，结构简单、清洗、操作、维护等都很方便3 、适应物料广泛，采用各种不褥的材料制造，能适应各种不同酸碱度及物料的要求，多效降膜蒸发器可根据冬静不阊物料要求采霜穗应的渡程，末效二次蒸汽冷凝及抽真空部分可以灵活多样，采用不同的形式适用于粘度、浓缩度比较高的物料，粘度在4 5 0 c p 以下均可，浓缩在玉米淀粉糖、葡萄糖行业可超过于物质含量7 5 ％．4 、蒸发是在真空条件下进行酶，蒸发湿度低能最大度地保留被处理物料原有的色泽和滋气味，溶质飞散特别低，收率特别离，物料受热时间也特别短二、下面就发酵工业领域不同行业所使用蒸发器的特点、现状、发震趋势、蒸发惹的设计、糕精选择蒸发过程中的节能谈一些粗浅的看法．供参考ol 、葡萄糖、淀粉糖、麦芽糖浆、低聚糖、麦·5 3 9 ·2 0 0 7 年全国发酵行业高峰论坛芽糊糖等行业．糖溶液一般都是热敏性物料，其产品质量在很大程度上取决于蒸发温度和受热时间目前我国使用蒸发器的现状双效降膜式蒸发器羼多，僵也霄檩当一些耀格小的厂家使用单效降膜式、盘管式、中央循琢式、强制循环式蒸发器、井膜式、升降膜式盘管式、中央循环式、强制循环式这几种形式魏蒸发器操作上都不憨连续，物料受热时间较长，而且不易控制，对产品质量不紊j 。

盘管式蒸发器物料受热时闻最长，每一次料霈2 至2 ．5 小时，生蒸汽，冷却水耗量也较高中央循环式蒸发器主要靠中央循环管与加热管内物料受热程度不同两造成重度差和上舞蒸汽酶抽吸作用，使料液循环其循环速率与传热温差、料液精度等因素有关一般粘度不超过5 0 c p ，有效温麓7 —1 0 ℃以上强制循环式蒸发器可用于高粘度料液浓缩，但由于循环量大，动力消耗大升膜式蒸发器虽然操作可实现连续，但各效闻温差要求较大，一般不低于1 2 ℃，这样就决定了升膜式蒸发器黧效数不可能太多1 ．2 蒸发器的发展趋势发酵行业工业领域上述几个孪亍业的生产规模都麓：较大，～般最低年产量都在5 0 万吨以上，节能降耗，使操作费用最低是追求的目标，因此采用兰效或四效降膜蒸发器比较合适当效数继续增加时，设备造价增幅较大，丽操作费用降低并不髓显，而且物料流经设备的时间也较长3 蒸发器赞没诗、零季料选择及蒸发过程中酶节能蒸发器的设计应选用合理的物料流稷，三效降膜蒸发器一般是1 - - “ 3 - - “ 2 或1 - “ 2 - “ 3 ，蒸发单位水分的生蒸汽耗量行业标准为0 ．2 8 ，蒸汽压力为0 ．8 M P a ，冷帮水耗羹失5 。

5 ，冷帮水进水温度为l O℃，排水温度为4 0 ℃优秀的设计可达0 ．2 4 四效2 一l 一4 —3 ，二效进料，兰效出料，采用板式热交换器，充分利用冷凝水的余热加热物料使之达：效沸点温度后进二效进行蒸发，然后经板式热交换器进一效迸行蒸发，一效窭料屠经扳式换热器进隧效进行蒸发，四效蒸发后经同一板式换热器加热后进三效避行蒸发，三效出料后必完成液，蒸发后完成液的浓度可达8 0 ％四效降膜蒸发器的蒸发顺序也有采用3 - - , - 4 - - , - 1 - - , , 2 的采用二效或兰效出料，赉料温度院较适中，粘度魄较小逶常象图1 这瓣设计，蒸发单位水分的生蒸汽耗量为0 ．1 4 ，冷却水耗量为2 采用两台热泵、豳台扳式热交换器，使生蒸汽耗量尽可能低，清洗特别方便而鼠彻底，是一种比较理想的设计一Ii 一= ，一i 二一I 一! ，^●_ —_翅I 暑人I工 l工l 斟lj 、一一l：!l一一lt ．耻l S jIJ -丁C 2I 且l r —一一¨≮I丫一I o I t一珊隔I L纳I| 抟| ．L J 帅啦i 1 _ ．‘1 1u 叫lI | |、Ji弋l土盯l●_ 1 1 jL一生√lk客圣素尉⋯．蕞：l(】塞UL j 一]～2 0 0 7 年全国发酵行翌高峰论坛材瓣的选择，一般攘皴裙料部分采用3 1 6 或3 1 6 L ，也有采用3 2 1 的，不接触物料部分采用3 0 4 。

这几糠被处理物料的粘度蹴较大，以蘧萄糖水溶液走铡，在浓度3 0 ％，温度5 0 ℃对，其秸度为2 c p 在浓度为7 5 —7 8 ％，温度为6 0 “ C 其粘度1 0 0 c p ，在设计时溶液麓浮点辩高是不露葱视豹震手上述备行业的蒸发器的换热面积比较大，蒸发强度也比较低在阉等蒸发能力下比用予浓缩牛奶j l ；爨本作必蒸发介囊时，加燕瑟积要加大3 0 ％布膜器筛袄孔眼也应加大2 、玉米菠渍求躯滚缩蒸发器黻玉寒蠹蔗料采用漫磨法生产淀粉均使爝稀亚硫酸水浸渍玉米，玉米经过浸渍后可以促使擞米中的淀粉、蛋崮，胚芽、纤维四部分缀好地分离开来没渍玉米籍的浸渍水又称玉米浆，含有可溶性蛋白质、乳酸、氮基酸、糖分、植酸盐、各种水溶性维生素、无橇耪等，其有广泛匏霜途可以扶玉米浆中提取菲汀制肌醇磷酸酯，浓缩后可作为发酵工业鹣培养基，亦可作戈麸震饲料的添攘裁因越，对玉米浆酶蒸发浓缩，是淀粉生产过程中的一个重要组成部分图2 玉米浸泡水的兰效降膜蒸发器流程网用于孤米浆蒸发浓缩一般采用三效降膜蒸发器，其工艺流程图如图2 所示在吉林新源公司、长沙高栗糖厂等单位褥嚣良好瓣应焉稀歪米浆鹣浓度一般为5 ％，完成液的浓度为5 0 ％。

浓缩比比较大，一般失2 ．1 p H 僮先3 越这就决定了这静物质的浓缩设备有其独特的要求浓缩比特别大，物料成分复杂稀玉米浸泡液先进一效蒸发，蒸发蓠耪辩首先预热至一效沸点温度，熬焉避三效蒸1 ] { 尸：黝L 弋；两发，最后进二效进行强制循环蒸发这样可使究成液的出料温度适当提高，粘度尽可能降低末效：次蒸汽采用刭管式冷凝器，永环真空泵抽真空蒸发水分的生蒸汽单耗为O ．2 5 ，冷却水耗量为5 ．5 结构比较麓单，操作起来比较方便，搜曩效果比较理想接触物料部分选用3 1 6 或3 1 6 L 制造，其余部分采用3 0 4 制造3 、霭予维生素e 溶液浓缩翦蘸滠簿貘蒸发器·5 4 1 ·2 0 0 7 年全国发酵行业高峰论坛维生素C 是人体不能合成的一种很重要的水溶性维生素类物质，人们必须从外界摄取一定爨的维生素C 来维持人类的正常生存和繁衍后代随着人类生活水平的不断提高，维生素C 不仅广泛地应用于传统的医疗保健事韭主，两且广泛趣应用于食品、糖果、饮料、畜牧、日用化工等工业部门维生素C 是以由梨酵帮葡萄糖为起始原料经生化法合成制得维生素C 的生产技术发展也比较快，有传统的莱氏法，我国在这方面处于世界领先地位，以出梨醇为起始原料，采用二步法发酵生产维生素的前体——- 2 一酮基—1 ．一宙龙算水溶液，然后经降膜蒸发器浓缩【6 】浓度由4 ％浓缩至4 0 ％，然后迸行结晶、分离及干燥，然螽内蘸豫帮成为维生素 C ( 卜抗坏血酸) 。

也可采用葡萄糖直接发酵生产维生素C 维生素C 是一种热敏物料，其生产过程中降膜蒸发浓缩是关键生产工艺环节蒸发温度稍高( 大于5 0 ℃) ，蒸发时间稍长都会影响维生素C 的质量帮收率图3 为用于壹接浓缩维生索C 溶液酶低温蒸发降膜蒸发器的工艺流程，物料经预热后首先进一效蒸发，然后进二效，二效采用强制循环，二效二次蒸汽采用板式热交换器冷凝，采用大气喷射式双级水环真空泵抽真空采用热泵，充分利用冷凝水的显热，加热湿度为～效6 3 ℃，不超过6 5 ℃，一效蒸发温度5 0 C ，二效蒸发温度3 8 C ，进料液浓发4 ％，出料浓度钧％，浓缩比大，维生素C 收·5 4 2 ·率高，产晶质量好，操作费用低，蒸发水分生蒸汽单耗为O 3 3 ，冷却水为7 ．5 接触物料部分的材料要求较高，华北制药集团维尔康采用3 1 6 L ，使用效采螽好～般情况下，接皴物料部分采髑工韭纯钛T A 2 ，其他部分采用3 1 6 L 、3 1 6 或3 0 4 4 、降膜蒸发器在本糖、及本糖醇生产中的应用木糖、木糖醇的甜度低和发热量小，在食品工逝中虿以代替蔗糖，还髓降低糖尿病入靛盘糖，防止儿童的龋齿在印染、石油开采、橡胶、建筑、农药、医药、削革等行业孛均褥到广泛应用。

2 0 0 7 年全国发酵行韭高峰论坛本糖、本糖醇是以玉米芯、蒸糖渣、木震、稻基、予燥后制褥革经粉碎、发酵、水解、脱色、过滤后经浓缩、结霉4 本糖醇溶液浓缩砖四效降膜蒸发器流程零J浓缩设蚕是木糖、木耱醇生产熊重要设备，绝大部分是由降膜蒸发器完成的，多效降膜蒸发器的工艺流程如图4 所示一、二效加热器、分离器、冷凝器、水环真空泵等缀成最初薛木糖溶液的浓度为4 —5 ％，经两台套降膜蒸发器串联使用，浓缩爱宠成液的浓度藏次是2 5 ％、5 0 ％然蜃蒋经升降膜单效或中央循环式单效、真空浓缩锅或刮板式薄膜蒸发器浓缩至浓度8 5 ％一9 0 ％，然后结晶、流态化干燥也有经双效降膜蒸发器浓缩至6 5 ％后，采用单效降膜蒸发器浓缩到浓度8 5 —9 0 ％，用浓浆泵毒料麸焉实现了在袁熬度、衰浓度下辫降膜浓缩采用多效降膜蒸发器与其它浓缩设备相配合，具有生产效率菇、操作费用低、产品质量好等特点，在许多生产厂家得到应用其中第一级蒸发蒸出的水量比较多，约占整个木糖水量蒸发的8 6 ％左骞，采震多缀闪蒸蒸汽与生蒸汽并霜生蒸汽耗量可达( 四效蒸发、四级闪蒸) 蒸发每埏水耗量0 ．0 1 蛾以下【7 】、，如河北融鑫公司、山东禹城永清公司、等均采爝这种浓缩方式。

在本糖等其他行业也可得到了广泛的应用三、结束语发酵工业是一个比较大的领域，在这一领域也在不断向深度和广度发展，节能降耗和环境保护是一个不容忽视的谦题多效蒸发器已经为发酵工业的许多行业在浓缩中发挥了不可替代的作用在今后戆发震进程中也一定不受时代酶重豢，继续撵港起在浓缩设备中其他设备不可替代的作用，在节能降耗、环保发挥更大的作用在其他行业领域也会不断得到应用·5 稻·。