一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]食品級(jí)氯化鉀為白色粉末或無(wú)色結(jié)晶，無(wú)臭，味咸，無(wú)毒，易溶于水、溶于甘油、微溶于乙醇。食品級(jí)氯化鉀主要用來(lái)生產(chǎn)低鈉鹽，以滿足人體直接補(bǔ)鉀，作為咸味劑和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑以部分替代食鹽，防止人們過(guò)量攝取食鹽；醫(yī)藥上可供內(nèi)服，也可以配制注射水劑，起到補(bǔ)充或平衡人體缺鉀的作用，健康也可以制造利尿劑、防止缺鉀癥藥物。此外，氯化鉀與食鹽一樣可用于農(nóng)產(chǎn)、水產(chǎn)、畜產(chǎn)、發(fā)酵、調(diào)味、罐頭、方便食品等食品中，可以按比例添加在各種食品里，對(duì)食品組織狀態(tài)、色香味以及食品原料成本控制起著不可缺少的作用。
[0003]食品級(jí)氯化鉀晶體產(chǎn)品生產(chǎn)主要包括溶解、結(jié)晶、分離、干燥及包裝五個(gè)工序，SP首先由工業(yè)級(jí)氯化鉀溶解配制氯化鉀的飽和溶液，然后將飽和溶液輸送至結(jié)晶單元進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鉀晶漿，再將氯化鉀晶漿輸送至離心機(jī)進(jìn)行離心分離，干燥，包裝待售。其中，氯化鉀的蒸發(fā)結(jié)晶是最重要、最核心的工序，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鉀晶體產(chǎn)品的好壞，直接影響到食品級(jí)氯化鉀產(chǎn)品的粒度、純度及外觀，因此需嚴(yán)格控制氯化鉀多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝流程，以得到可以滿足用戶需求的食品級(jí)氯化鉀晶體產(chǎn)品。
[0004]目前食品級(jí)氯化鉀的主要生產(chǎn)方式為“多效蒸發(fā)”+ “冷卻結(jié)晶釜”，該套裝置是將蒸發(fā)和結(jié)晶工序分離開(kāi)來(lái)，首先將氯化鉀溶液多效蒸發(fā)濃縮，然后將濃縮液通過(guò)冷卻降溫生產(chǎn)得到氯化鉀晶體產(chǎn)品。隨著工業(yè)化規(guī)模不斷的擴(kuò)大，食品級(jí)氯化鉀結(jié)晶工藝所需設(shè)備和人工操作都比較大，由于人工操作不穩(wěn)定因素的影響，容易造成食用氯化鉀晶體產(chǎn)品晶體細(xì)小、粒度分布不均、晶體產(chǎn)品聚結(jié)嚴(yán)重，導(dǎo)致后續(xù)工序分離、洗滌、烘干難度增大，不能滿足食品氯化鉀廠家對(duì)氯化鉀產(chǎn)品粒度和純度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)及方法，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和能源利用率，使得到的食品級(jí)氯化鉀晶體較大，粒度分布均勾，生產(chǎn)成本降低。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，其特征在于:
包括蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)兩部分；
所述蒸發(fā)系統(tǒng)包括III效循環(huán)栗、III效換熱器、III效分離室和III效出料栗、I效循環(huán)栗、I效換熱器、I效分離室；
所述結(jié)晶系統(tǒng)包括II效循環(huán)栗、II效換熱器、II效結(jié)晶器、II效轉(zhuǎn)料栗和結(jié)晶出料栗； 原料連接至III效分離室的循環(huán)管道，通過(guò)循環(huán)管道輸送至III效換熱器和III效分離室進(jìn)料口，III效分離室出料口連接III效循環(huán)栗入口，III效循環(huán)栗出口與III效換熱器進(jìn)料口相連，III效換熱器出料口與III效分離室循環(huán)進(jìn)料口相連，III效分離室底部出料口連接III效出料栗入口，III效出料栗出口連接至11效結(jié)晶器循環(huán)管道，11效轉(zhuǎn)料栗出口連接至I效分離室循環(huán)管道，通過(guò)循環(huán)管道輸送至I效換熱器和I效分離室進(jìn)料口，I效分離室出料口連接I效循環(huán)栗入口，I效循環(huán)栗出口與I效換熱器進(jìn)料口相連，I效換熱器出料口與I效分離室循環(huán)進(jìn)料口相連，I效循環(huán)管道引支路連接至II效結(jié)晶器的循環(huán)管道進(jìn)行結(jié)晶，I效分離室頂部蒸汽出口連接至II效換熱器殼程進(jìn)口，III效分離室頂部蒸汽出口連接至表面冷凝器進(jìn)行冷卻；
濃縮后的氯化鉀溶液輸送至II效結(jié)晶器的循環(huán)管道，經(jīng)循環(huán)管道輸送至II效換熱器和II效結(jié)晶器，II效結(jié)晶器循環(huán)管道出料口連接至II效循環(huán)栗的入口，II效循環(huán)栗的出口連接II效換熱器的進(jìn)料口，II效換熱器的出料口連接II效結(jié)晶器的循環(huán)管道進(jìn)料口，II效結(jié)晶器分離室頂部蒸汽出口連接III效換熱器蒸汽進(jìn)口，II效結(jié)晶器結(jié)晶室底部出料口連接結(jié)晶出料栗。結(jié)晶循環(huán)管道引支路到II效轉(zhuǎn)料栗，通過(guò)II效轉(zhuǎn)料栗輸送至I效分離室循環(huán)管道。
[0007]I效換熱器、II效換熱器、III效換熱器殼程出口冷凝水連接至冷凝水桶緩存。
[0008]原料連接至III效分離室的循環(huán)管道，依次進(jìn)入II效結(jié)晶器和I效分離室，再?gòu)腎效分離室進(jìn)入II效結(jié)晶器，與蒸汽呈錯(cuò)流流動(dòng)；
或原料連接至III效分離室的循環(huán)管道，依次進(jìn)入II效分離室和I效結(jié)晶器，在I效結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶，與蒸汽呈逆流流動(dòng)；
或原料連接至I效分離室的循環(huán)管道，依次進(jìn)入II效分離室和III效結(jié)晶器，在III效結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶，與蒸汽呈順流流動(dòng)。
[0009]一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法，其特征在于:
包括以下步驟:
將氯化鉀溶液通過(guò)蒸發(fā)系統(tǒng)加熱濃縮至氯化鉀質(zhì)量百分比濃度為30%?36%，然后將氯化鉀濃縮液栗送至結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鉀晶漿液，養(yǎng)晶結(jié)束后將氯化鉀晶漿排出輸送至緩存罐緩存；
氯化鉀連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶的條件包括:進(jìn)料氯化鉀料液直接進(jìn)入分離室循環(huán)管道，與大量氯化鉀濃縮液混合，通過(guò)兩效換熱形成高溫高飽和溶液，然后讓其與大量氯化鉀晶漿液混合，通過(guò)外循環(huán)換熱提高氯化鉀物料溫度和壓力，送入結(jié)晶器閃蒸濃縮，使之結(jié)晶析出氯化鉀晶體。
[0010]蒸發(fā)濃縮后氯化鉀溫度為55?110°C。
[0011 ]系統(tǒng)循環(huán)量與進(jìn)料量的質(zhì)量比為(50~150):1。
[0012]氯化鉀晶體在結(jié)晶器中停留時(shí)間為I?4h。
[0013]氯化鉀出料晶漿固含量為體積百分比15-40%。
[0014]如所述的一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶方法生產(chǎn)的食品級(jí)氯化鉀晶體。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明所采用的結(jié)晶器可使過(guò)飽和度產(chǎn)生的區(qū)域與晶體生長(zhǎng)區(qū)分別置于結(jié)晶器的兩處，晶體在循環(huán)母液中流化懸浮，為晶體生長(zhǎng)提供了良好的條件，能夠生產(chǎn)出粒度較大且均勻的晶體。
[0016]本發(fā)明提供了一種一步生產(chǎn)大粒徑食品級(jí)氯化鉀晶體的連續(xù)冷卻結(jié)晶系統(tǒng)及方法，替代了過(guò)去應(yīng)用的“多效蒸發(fā)” + “冷卻結(jié)晶爸”的結(jié)晶操作，穩(wěn)定了進(jìn)出料及蒸發(fā)結(jié)晶流程，可有效保證產(chǎn)品質(zhì)量的連續(xù)性和穩(wěn)定性，大大提高了食品級(jí)氯化鉀的生產(chǎn)效率。
[0017]本發(fā)明提供的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，搭建該系統(tǒng)所采用的設(shè)備成本較低廉，結(jié)晶母液全回流，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶過(guò)程物料無(wú)浪費(fèi)，工藝穩(wěn)定，干擾少，利于連續(xù)性生產(chǎn)。該系統(tǒng)多次利用二次蒸汽的汽化和冷凝，可以顯著減少生蒸汽消耗量，從而提高了蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟(jì)性;且能在同一結(jié)晶器內(nèi)完成蒸發(fā)、濃縮和結(jié)晶的操作。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖(錯(cuò)流)；
圖2為結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的方法生產(chǎn)得到的食品級(jí)氯化鉀晶體粒度分布圖；
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的方法生產(chǎn)得到的氯化鉀晶體照片；
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的方法生產(chǎn)得到的食品級(jí)氯化鉀晶體粒度分布圖；
圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的方法生產(chǎn)得到的氯化鉀晶體照片；
圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的方法生產(chǎn)得到的食品級(jí)氯化鉀晶體粒度分布圖；
圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的方法生產(chǎn)得到的氯化鉀晶體照片；
圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的方法生產(chǎn)得到的食品級(jí)氯化鉀晶體粒度分布圖；
圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的方法生產(chǎn)得到的氯化鉀晶體宏觀照片；
圖11為系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖(逆流)；
圖12為系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖(順流)。
[0019]圖中，1-1效循環(huán)栗，2-1效換熱器，3-1效分離室，4-1I效循環(huán)栗，5-1I效換熱器，6-1I效結(jié)晶器，7-結(jié)晶出料栗，8-1I效轉(zhuǎn)料栗，9-1II效循環(huán)栗，1-1II效換熱器，11-1II效分離室，12-111效