第八章 蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備

1、第八章蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備 蒸發(fā)（或稱濃縮）：將稀溶液通過(guò)加熱蒸發(fā),使溶劑 汽化或?qū)⑾∪芤和ㄟ^(guò)電滲析、離 子交換等辦法將溶液提高濃度的 過(guò)程。 蒸發(fā)操作用于發(fā)酵濾液、樹脂洗脫液及各種提取液的濃縮，以有利于下一工序的進(jìn)行。 結(jié)晶：將高濃度的溶液或過(guò)飽和溶液緩慢冷卻（或蒸 發(fā)），使溶質(zhì)慢慢形成晶體析出的過(guò)程。 第一節(jié)蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)濃縮必須滿足的條件 :（）供應(yīng)足夠的熱能，以維持溶液的沸騰溫度和補(bǔ) 充因溶劑汽化所帶走的熱能，（）促使溶劑蒸汽迅速排除。蒸發(fā)設(shè)備由蒸發(fā)器 （具有加熱界面和蒸發(fā)表面）、冷凝器和抽氣泵 等組成。（3）一定的熱交換面積，以保證傳熱量。 蒸發(fā)裝置一般由熱交換器（俗稱汽鼓）、蒸發(fā)室、 冷凝

2、器和抽氣泵等組成。 蒸發(fā)可以在常壓、加壓或減壓下進(jìn)行。在減壓下進(jìn)行的蒸發(fā)稱真空蒸發(fā)，發(fā)酵工業(yè)一般采用真空蒸發(fā)。 它具有以下優(yōu)點(diǎn)： （）降低物料的沸騰溫度，避免或 減少物料受高 溫所產(chǎn)生的質(zhì)變。 （）提高熱源與物料間的溫度差，增加傳熱強(qiáng)度。 （）為二次蒸汽的利用創(chuàng)造條件，可采 用 雙效、 多效真空 蒸發(fā)，提高熱能利用率； （）由于物料沸點(diǎn)低，蒸發(fā)器損失于外界的熱量 較少。 一.真空蒸發(fā)設(shè)備 適合于熱敏性物料溶液的濃縮。 熱敏性物質(zhì)：受熱后引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)變化或物理 變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的物料。 發(fā)酵工業(yè)大部分中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物都是熱敏性的高分子有機(jī)物或其中含有高分子有機(jī)物，如酶 加熱失活只能低溫濃

3、縮；發(fā)酵甘油，檸檬酸低濃時(shí)可以700C ，濃度35 ，溫度600C，否則分解。真空蒸發(fā)濃縮：溶液在真空狀態(tài)下，較低溫度下 即沸騰、溶劑汽化。蒸發(fā)溫度的 高低決定于真空度的大小。薄膜蒸發(fā)：讓溶液在蒸發(fā)設(shè)備的加熱器內(nèi)以很薄的 液層通過(guò)，溶液就會(huì)很快受熱升溫，汽 化而濃縮，濃縮的溶液迅速離開加熱表面。 薄膜真空蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)大，濃縮效率高的優(yōu)點(diǎn)，能保持產(chǎn)品原有的質(zhì)量、風(fēng)味和顏色，又可處理粘性大和易產(chǎn)生泡沫的溶液。 真空薄膜蒸發(fā)器的分類（按形成膜的方式分類）：（）管式薄膜蒸發(fā)器（液膜在管壁上形成） 又分升膜式、 降膜式、升降膜式蒸發(fā)器 。（）刮板式薄膜蒸發(fā)器 （）離心薄膜蒸發(fā)器 （一）升膜式蒸發(fā)器

4、 指蒸發(fā)器中形成的液膜與蒸發(fā)的二次蒸汽氣流方向相同，由下而上并流上升。結(jié)構(gòu)：由加熱管、二次蒸汽液沫導(dǎo)管、分離器、二次蒸汽循環(huán)管四部分組成。 加熱蒸汽走殼程，原料液走管程。 升膜式長(zhǎng)管蒸發(fā)器： 料液經(jīng)預(yù)熱器加熱至接近沸點(diǎn)的溫度后加入器底。由于器內(nèi)處于真空狀態(tài)下，料液又經(jīng)過(guò)預(yù)熱，因此器底的料液很容易受熱汽化，蒸汽在管內(nèi)以很高的速度上升，并夾帶著部分還未汽化的料液以液膜的形式沿著管內(nèi)壁上升，且邊上升邊被濃縮。被蒸汽帶出的濃縮液在器頂?shù)钠悍蛛x器中進(jìn)行分離，二次蒸汽在分離器頂部被引出并在冷凝器中冷凝，濃縮在分離器底部被引入濃縮受槽。適用于粘度不大于厘泊，而易于發(fā)泡的物料。 .液膜形成過(guò)程.液膜形成過(guò)程

5、 溶液在加熱的管子內(nèi)由下而上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在管壁的液體受熱溫度升高，密度下降，而管子中心的液體溫度變化較小，管內(nèi)液體產(chǎn)生圖a所示的自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)。當(dāng)溫度升到相應(yīng)沸騰溫度時(shí)，溶液便開始沸騰，產(chǎn)生蒸汽氣泡分散于連續(xù)的液相中。由于蒸汽的密度小，故氣泡通過(guò)液體而上升（圖b)。當(dāng)溫度不斷上升，氣泡大量增加，蒸汽氣泡互相碰撞，小氣泡聚合成較大的氣泡于管子中部上升，氣泡增大，氣體上升的速度則加快，最后形成柱狀（圖c,d,e）。當(dāng)蒸汽所產(chǎn)生的氣泡很多，流速很快，蒸汽占據(jù)了整個(gè)管子中部空間，液體只能分布于管壁，形成環(huán)形液膜，液膜上升是靠高速蒸汽對(duì)流層的拖帶而形成，稱為“爬膜”現(xiàn)象（圖f)。如果液膜上升的速度趕不上溶液蒸

6、發(fā)速度，加熱管上的液膜將會(huì)出現(xiàn)局部被干燥、結(jié)疤、結(jié)垢、結(jié)焦等現(xiàn)象（圖g,h)。屬于蒸發(fā)強(qiáng)度過(guò)高導(dǎo)致。 2溶液在加熱管中出現(xiàn)爬膜的必要條件是： 加熱的蒸汽與物料溫度要有足夠的溫度差和傳熱強(qiáng)度，使蒸發(fā)的蒸汽量和蒸汽速度達(dá)到足以帶動(dòng)溶液成膜上升，且又不出現(xiàn)過(guò)速、局部干燥。影響爬膜的因素： （1）溶液的性質(zhì)，黏度較大的不適合（產(chǎn)垢、結(jié)晶） （2）溫度差的影響，主要影響傳熱系數(shù)；宜2035 （3）真空度要維持穩(wěn)定，維持合適的真空度； （4）蒸發(fā)物料的濃縮倍數(shù)也影響爬膜操作；宜5 （5）加熱管直徑和長(zhǎng)度之比值也影響爬膜的形成。 要求d2580mm，L/d100500，保證加熱面足夠成膜的汽速。粗時(shí)，也要也

7、要加長(zhǎng)。 （二）降膜式蒸發(fā)器 1。工作過(guò)程： 料液由頂部經(jīng)液體分布裝置均勻分布后進(jìn)入加熱管中以液膜狀下降。隨著液膜的下降，部分料液被汽化，蒸出的二次蒸汽由于管頂有料液封住，所以只能隨著液膜往管底排出而在分離器中進(jìn)行分離。溶液在器內(nèi)的停留時(shí)間短，適合于高熱敏或粘度較大的溶液。 降膜式蒸發(fā)器的分配器結(jié)構(gòu)相同于升膜式，不同之處（1）降膜式需將料液預(yù)熱到接近蒸發(fā)器內(nèi)的沸（2）降膜式需要設(shè)料液分配器2. 降膜式蒸發(fā)器的效率很大程度上決定于液體分布的好壞。 常用的液體分布方法及分配裝置：齒形溢流口（圖a)，缺點(diǎn)液位高度影響膜均勻性導(dǎo)流棒（圖b)；棒底寬度與管壁間距一定均勻，易堵；旋液導(dǎo)流器（圖c螺紋導(dǎo)流管

8、，圖d切線進(jìn)料旋流棒）3.與升膜式比較的優(yōu)點(diǎn)： （1）需要的溫度差小5100C； （2）對(duì)黏度大的易形成泡沫的料液同樣 適用，但對(duì)結(jié)晶，易結(jié)垢的不適用 （3）濃縮比比升膜式大。（三）升降膜式蒸發(fā)器 兼顧了升膜和降膜式的優(yōu)點(diǎn). 是一種能獲得高蒸發(fā)速率的蒸發(fā)器，稀溶液先經(jīng)過(guò)升膜區(qū)的濃縮，進(jìn)入器頂，進(jìn)行汽液重新分布后，初步濃縮后黏度較大的溶液再進(jìn)入降膜區(qū)，進(jìn)一步濃縮，然后進(jìn)入分離器進(jìn)行汽液分離。特點(diǎn)：1.符合物料要求。稀，蒸發(fā)內(nèi)阻力小 ，易達(dá)到升膜的要求，初步濃縮，濃度較大，在降膜管道成膜效果好2.用升膜來(lái)控制降膜的進(jìn)料分配，有 利于操作控制。3.可以提高產(chǎn)品濃縮比，減低設(shè)備高度。二. 刮板式薄膜蒸

9、發(fā)器 1.結(jié)構(gòu)： 刮板式薄膜蒸發(fā)器是通過(guò)刮板使液料形成液膜的蒸發(fā)設(shè)備，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖。由轉(zhuǎn)動(dòng)軸、物料分配盤、刮板、軸承、軸封、蒸發(fā)室和夾套加熱室等部分構(gòu)成。2.刮板式蒸發(fā)器的工作原理 刮板式蒸發(fā)器是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的刮板使料液形成液膜的蒸發(fā)設(shè)備。料液從進(jìn)料管以穩(wěn)定的流量進(jìn)入隨軸旋轉(zhuǎn)的分配盤中，在離心力的作用下，通過(guò)盤壁小孔被拋向器壁，受重力作用沿器壁下流，同時(shí)被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加熱區(qū)受熱，蒸發(fā)濃縮，同時(shí)受重力作用沿器壁下流，瞬間另一塊刮板將濃縮料液翻動(dòng)下推，并更新薄膜，物料不斷形成新液膜蒸發(fā)濃縮，至液料離開加熱室流到蒸發(fā)器底部，完成濃縮過(guò)程。濃縮過(guò)程產(chǎn)生的二次蒸汽可與濃縮液并流進(jìn)入汽液

10、分離器排除，或以逆流形式向上到蒸發(fā)器頂部，由旋轉(zhuǎn)的帶孔葉板把二次蒸汽所夾帶的液沫甩向加熱面，除沫后的二次蒸汽從蒸發(fā)器頂部排除。3.刮板式薄膜蒸發(fā)器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn) （1）由于采用刮板成膜、翻膜，且物料不斷被 攪動(dòng)，更新加熱表面和蒸發(fā)表面，傳熱系 數(shù)高.適用于濃縮高粘度物料或含有懸浮顆 粒的液料。 （2）料液在加熱區(qū)停留時(shí)間很短，幾秒到幾十 秒,停留時(shí)間隨著蒸發(fā)器的高度、刮板導(dǎo) 向角、轉(zhuǎn)速等因素變化。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：因具有旋轉(zhuǎn)裝置，且要求真空，對(duì)設(shè)備加工精 度要求較高。4.刮板式薄膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)要求（選型要求） （1）蒸發(fā)室：夾套圓筒，夾套設(shè)計(jì)根據(jù)工藝要求與加工條件而 定（參考化工原理）。

11、A.濃縮比大時(shí)，蒸發(fā)室長(zhǎng)，分成多段加熱區(qū)，采用不同 加熱溫度加熱物料，保證產(chǎn)品質(zhì)量。（但愈長(zhǎng)，加工 精度、安裝準(zhǔn)確也難） B.直徑（300500mm），不宜過(guò)大，因過(guò)大雖加熱面積增 大，但增加功耗，節(jié)省功耗主張做成長(zhǎng)筒形。也不宜太 細(xì)加熱面積A減小，蒸發(fā)空間不足，造成蒸汽流速過(guò) 大，造成霧沫夾帶，對(duì)泡沫多的物料影響更大。 C.園室和圓筒內(nèi)表面須精加工，園度偏差0.050.2mm，有良好的軸封（安裝后進(jìn)行真空試漏檢查，方法課本）,保證真空度。（2）轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速一般為350800rpm,由刮板 線速度2.5 9.6m/s來(lái)決定，軸機(jī)械強(qiáng) 度，饒度0.5mm，可采用空心軸減輕。（3）刮板48塊，對(duì)稱安

12、裝，軸力矩均衡。 刮板與圓筒間隙0.51.5mm，時(shí)間長(zhǎng)可能會(huì)造 成環(huán)隙不均勻，會(huì)有卡死或磨損現(xiàn)象，重新調(diào)試。 制作材料：塑性刮板或彈性支撐（四氟乙烯刮 板），改善造成不均勻環(huán)隙刮板卡死和造成磨損現(xiàn)象。 刮板與轉(zhuǎn)軸的夾角叫導(dǎo)向角，作用是幫助物料下流。 順向角：角度越大停留時(shí)間越短。大小根據(jù)物 料的流動(dòng)性來(lái)變動(dòng)，一般10度左右?？煞侄巫兓瘜?dǎo) 向角。（4）性能參數(shù)： 刮板式蒸發(fā)器蒸發(fā)時(shí)，其傳熱系數(shù)提高。 刮板成膜、攪 膜、換膜，使總傳熱系數(shù)提高。 A.總傳熱系數(shù)與物料黏度有關(guān)，數(shù)據(jù)可參考課本P279計(jì)算公 式計(jì)算。 B.夾套面積根據(jù)物料具體情況確定。 C.成膜的物料量（蒸發(fā)器內(nèi)物料存量）（刮板卷帶

13、的物料） 汽液逆流時(shí)（穩(wěn)定操作時(shí)）計(jì)算公式見課本，均勻分布 于周邊。并流時(shí)，考慮二次蒸汽拖帶量作用 。 D.物料在蒸發(fā)室內(nèi)停留時(shí)間 t=G0/G G0-在蒸發(fā)器內(nèi)物料存量，G進(jìn)料量。 課本P279頁(yè)的設(shè)備技術(shù)特性可參考。 三 .離心式薄膜蒸發(fā)器三離心式薄膜蒸發(fā)器 利用旋轉(zhuǎn)的離心盤所產(chǎn)生的離心力對(duì)溶液的周邊分布作用而形成薄膜。杯形的離心轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部疊放著幾組梯形離心碟片，每組離心碟片由兩片不同錐形、上下底都是空的碟片和套環(huán)組成，兩碟片上底在彎角處緊貼密封，下底分別固定在套環(huán)的上端和中部，構(gòu)成一個(gè)三角形的碟片間隙，它起加熱夾套的作用，加熱蒸汽由套環(huán)的小孔從轉(zhuǎn)鼓通入，冷凝水受離心力的作用，從小孔甩出流到

14、轉(zhuǎn)鼓底部。離心碟組相隔的空間是蒸發(fā)空間，上大下小，并能從套環(huán)的孔道垂直連通，作為液料的通道，各離心碟組套環(huán)疊合面用O形墊圈密封，上加壓緊環(huán)將碟組壓緊。壓緊環(huán)上焊有擋板，它與離心碟片構(gòu)成環(huán)形液槽。 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)稀物料從進(jìn)料管進(jìn)入，由各個(gè)噴嘴分別向各碟片組下表面即下碟片的外表面噴出，均勻分布于碟片錐頂?shù)谋砻?，液體受離心力的作用向周邊運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散形成液膜，液膜在碟片表面即受熱蒸發(fā)濃縮，濃溶液到碟片周邊就沿套環(huán)的垂直通道上升到環(huán)形液槽，由吸料管抽出到濃縮液貯罐，并由螺桿泵抽送到下一工序。從碟片表面蒸發(fā)出的二次蒸汽通過(guò)碟片中部大孔上升，匯集進(jìn)入冷凝器。加熱蒸汽由旋轉(zhuǎn)的空心軸通入，并由小通道進(jìn)入碟片組間隙加熱室，冷

15、凝水受離心力作用離開冷凝表面，從小通道甩出落到轉(zhuǎn)鼓的最低位置，而從固定的中心管排出。 四.蒸發(fā)濃縮過(guò)程的節(jié)能 蒸發(fā)濃縮既要增加熱能，使溶劑汽化，又要冷卻介質(zhì)將溶劑冷凝排走熱能，所以耗能很大。如何減少能耗降低生產(chǎn)成本，是目前蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)過(guò)程中需要解決的重要問題。最好的辦法就是循環(huán)利用熱能多效蒸發(fā)。1.多效蒸發(fā)：也就是將高能二次蒸汽用作加熱介質(zhì)去 蒸發(fā)另外的物料而本身也被冷卻。 理論上可以很多效，實(shí)際上由于傳熱溫度差與沸點(diǎn)上升的存在，效數(shù)不能增加的太多，最多達(dá)67效。在增加效數(shù)反而不經(jīng)濟(jì)。 多效蒸發(fā)適合于規(guī)模較大的連續(xù)生產(chǎn)，中小設(shè)備難實(shí)現(xiàn)。 二次蒸汽不能用作蒸發(fā)器本身的加熱介質(zhì)，原因：二次蒸汽壓力

16、較低，溫度低。要想用于自身的加熱，須提高其壓力,提高其蒸汽溫度便可重新使用。提高壓力的辦法熱泵蒸發(fā). 多效蒸發(fā)流程：1.并流法-溶液與蒸汽流向相同，后一效蒸發(fā)室比前一效低。不需要送料泵，前一效溶液沸點(diǎn)高于后一效，溶液以過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入下一效，產(chǎn)生自蒸發(fā)，發(fā)生更多二次蒸汽，次一效蒸發(fā)更多的溶液。缺點(diǎn)：后一效比前一效濃度大，溫度低，粘度增加，K降低（末效），會(huì)使生產(chǎn)能力降低。2.逆流法-3.錯(cuò)流法4.平流法5.額外蒸汽：由某效引出，不通入次一效而用于別處（預(yù)熱蒸發(fā)設(shè)備的第一效溶液或用于蒸發(fā)設(shè)備本身無(wú)關(guān)的其它設(shè)備作為熱源）。6.冷凝水自蒸發(fā)的利用：7.多效蒸發(fā)的計(jì)算：蒸汽消耗量 ，效數(shù)的限制。 2.熱泵

17、蒸發(fā)： 這種重新利用加熱蒸汽的辦法稱為熱泵蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)是當(dāng)前蒸發(fā)系統(tǒng)中節(jié)能的重要措施。用機(jī)械泵或蒸汽噴射泵將低壓二次蒸汽壓縮成高壓蒸汽。3.提高熱量的傳遞率 要使多效蒸發(fā)和熱泵蒸發(fā)起到更大的節(jié)能效益，重要的還在于增加蒸發(fā)過(guò)程的傳熱系數(shù)K，降低傳熱溫度差和減少蒸發(fā)過(guò)程物料的沸點(diǎn)上升（減少需要熱量）。Q=K F T 熱量的傳遞與傳熱系數(shù), 溫度差和傳熱面積成正比.要降低溫度差,又要保證同樣的熱量傳遞時(shí),就得強(qiáng)化傳熱過(guò)程,提高傳熱系數(shù)或增大加熱面積. 從設(shè)備方面考慮,現(xiàn)在降膜式蒸發(fā)效果最好,只要成膜理想,傳熱系數(shù)K是較大的;對(duì)降膜式蒸發(fā)器,增加傳熱面積也易解決,只要增加管子數(shù)量或管子高度即可.4.

18、 解決溶液蒸發(fā)時(shí)沸點(diǎn)上升妨礙熱量重復(fù)利用熱損增大的方法: 溶液沸點(diǎn)上升的原因:溶質(zhì)的存在導(dǎo)致分子運(yùn)動(dòng)阻力增大以及溶液黏度增加和液拄的提高,阻礙液體汽化和蒸汽排出. 溶質(zhì)影響是物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)難以避免. 對(duì)于溶液的黏滯和液拄高度的阻礙可以從蒸發(fā)設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)操作上作恰當(dāng)?shù)慕鉀Q,通常采用薄膜蒸發(fā)設(shè)備時(shí),由于液層很薄,液拄影響很小,對(duì)于溶液黏滯影響就要強(qiáng)化物料的湍流,以使阻礙降低最小. 目前使用較多的是二效/三效降膜蒸發(fā)器,節(jié)能效果不錯(cuò). 用的最好的是帶二組熱泵的五效蒸發(fā)設(shè)備. 第二節(jié)結(jié)晶設(shè)備 一結(jié)晶原理與起晶方法 (自然起晶.刺激起晶.晶種起晶) 二結(jié)晶設(shè)備 ： 由于結(jié)晶操作的質(zhì)量直接影響成品質(zhì)量

19、，用于生化物質(zhì)的結(jié)晶設(shè)備一般為不銹鋼或搪玻璃設(shè)備，內(nèi)壁要求十分光滑，使晶體不易粘壁，并易于清洗或滅菌。結(jié)晶過(guò)程一般均需改變?nèi)芤旱臏囟?，故結(jié)晶設(shè)備均附有熱交換裝置，同時(shí)還附有機(jī)械攪拌或泵，以使溶液流動(dòng)，也使晶核能懸浮在溶液中而獲得大小均勻的晶體。 （一）結(jié)晶設(shè)備的類型和特點(diǎn) 按改變?nèi)芤簼舛鹊姆椒ǚ譃椋簼饪s結(jié)晶設(shè)備、冷卻結(jié)晶設(shè)備和其他結(jié)晶設(shè)備。 濃縮結(jié)晶： 采用蒸發(fā)溶劑，使?jié)饪s溶液進(jìn)入過(guò)飽和起晶區(qū)，并不斷蒸發(fā)，以維持溶液在一定的過(guò)飽和度進(jìn)行育晶,蒸發(fā)與結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行. 冷卻結(jié)晶：(結(jié)晶前升溫濃縮) 采用降溫來(lái)使溶液進(jìn)入過(guò)飽和區(qū)結(jié)晶，并不斷降溫，以維持溶液一定的過(guò)飽和濃度進(jìn)行育晶。常用于溫度對(duì)溶解度影

20、響比較大的物質(zhì)結(jié)晶. 其它結(jié)晶: 等電結(jié)晶設(shè)備,與降溫結(jié)晶設(shè)備相似,區(qū)別在于等電結(jié)晶時(shí)溶液較稀薄,要使晶種懸浮攪拌要求劇烈,同時(shí)設(shè)備材料耐腐蝕,以防止加酸調(diào)pH的腐蝕作用. 按結(jié)晶過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)不同分類: 間歇結(jié)晶設(shè)備: 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)操作 簡(jiǎn)單,結(jié)晶質(zhì)量好,結(jié)晶收得率高,設(shè)備利用率低,勞動(dòng) 強(qiáng)度大. 連續(xù)結(jié)晶設(shè)備: 特點(diǎn)是操作復(fù)雜,結(jié)晶粒子顆粒小,操作困難,動(dòng)耗大等,采用自動(dòng)控制會(huì)廣泛應(yīng)用.（二）設(shè)計(jì)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)注意的條件 ： 設(shè)計(jì)結(jié)晶設(shè)備時(shí),應(yīng)考慮溶液得性質(zhì),黏度,雜質(zhì)的影響,結(jié)晶的溫度,晶體的大小,形態(tài)及結(jié)晶長(zhǎng)大速度特性等條件.1.應(yīng)有攪拌裝置: 作用: 使結(jié)晶顆粒保持懸浮于溶液中,并同溶液有一個(gè)相

21、對(duì)運(yùn)動(dòng),以減薄晶體外部境界膜的厚度,提高溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散速度,加速晶體的長(zhǎng)大. 注意攪拌器的形式和攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)選擇得當(dāng). 攪拌器的形式與轉(zhuǎn)速應(yīng)視溶液性質(zhì)和晶體大小而定. 境界膜: 處于晶核附近的不穩(wěn)定高能質(zhì)點(diǎn),受到晶體質(zhì)點(diǎn)吸引力放出能量,排列到晶核上以后,晶體周圍的溶液是一些溶液質(zhì)點(diǎn)比較穩(wěn)定的溶液,這些溶液好像一層膜一樣包圍著晶核,通常稱這層膜為境界膜.這層膜阻礙了其它質(zhì)點(diǎn)向晶核的靠近,不穩(wěn)定質(zhì)點(diǎn)通過(guò)擴(kuò)散克服境界膜.(1)攪拌器的形式: 很多.選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)溶液流動(dòng)的需要和功率消耗情況選擇. 一般煮晶鍋多采用錨式攪拌器,配合溶液的自然循環(huán),使晶體懸浮. 立式結(jié)晶箱多采用框式攪拌器. 臥式結(jié)晶設(shè)備多采

22、用螺旋式攪拌器. 一般趨向于大直徑的攪拌葉槳葉,較低的轉(zhuǎn)動(dòng)速度.即大直經(jīng),低轉(zhuǎn)速. (2)攪拌轉(zhuǎn)速的選擇:選擇適宜的轉(zhuǎn)速,不宜太快,也不宜太慢. 攪拌太快,刺激激烈,自然起晶,還可能使大晶體破碎,功耗增大.攪拌太慢,晶核易沉積. 具體轉(zhuǎn)速應(yīng)視攪拌器的形式和溶液的性質(zhì)和晶體的大小 而定.2.排料閥要選擇適當(dāng): 當(dāng)顆粒較小時(shí),易沉積,為防止堵塞,排料閥應(yīng)采用流線形直通式(不能有直角),同時(shí)較大出口減阻.必要時(shí)安裝保溫層,防止突然冷卻而結(jié)塊.3.轉(zhuǎn)軸安裝保險(xiǎn)裝置,如保險(xiǎn)連軸鞘等. 作用:防止攪拌轉(zhuǎn)軸的斷軸.鞘比軸易斷,防止軸斷燒壞馬達(dá)或 減速裝置等嚴(yán)重事故. 其它排氣裝置,管道等應(yīng)適當(dāng)加大或嚴(yán)格保溫

23、,以防止結(jié)晶堵塞. 注意生產(chǎn)中突然停電時(shí)處理方式.（三）攪拌結(jié)晶箱(鍋) 的 結(jié)構(gòu) 攪拌結(jié)晶箱種類很多,有 立式結(jié)晶箱,有臥式結(jié)晶箱, 有等電結(jié)晶箱,有真空煮晶 鍋.共同特點(diǎn)就是都有攪拌裝 置,各自適用于不同的情況.1 .立式攪拌結(jié)晶箱: 常用于生產(chǎn)量較小的, 結(jié)晶周期短的產(chǎn)品的結(jié)晶.(1)結(jié)構(gòu)圖見左圖.為圓筒體錐 底,有攪拌器的容器,常用于產(chǎn)量小的檸檬酸的生產(chǎn).(1)結(jié)構(gòu)圖見上圖. 為圓筒體錐底,有攪拌器的容器,常用于產(chǎn)量小的檸檬酸的生產(chǎn).(2)冷卻裝置: 蛇管冷卻或夾套冷卻裝置,冷卻介質(zhì)為冷卻水或 冷凍鹽水.(3)攪拌裝置: 框式攪拌器,馬達(dá)動(dòng)力,變速箱等在箱頂上安裝.(4)結(jié)晶箱制作材料

24、注意內(nèi)表面的光潔度,一般做成光滑度很高的拷瓷,防止晶核卡住過(guò)度增長(zhǎng). 2. 臥式攪拌結(jié)晶箱 臥式結(jié)晶鍋常用于味精生產(chǎn)的助晶,葡萄糖的結(jié)晶.(1)結(jié)構(gòu)形式見上圖: 半圓底的臥式長(zhǎng)槽 敞口的臥放圓筒長(zhǎng)槽(用于葡萄糖結(jié)晶)(2)冷卻裝置: 夾套冷卻,圓筒外壁高度的3/4處都加夾套,水冷.(3)攪拌裝置: A: 左右旋轉(zhuǎn)的螺旋形槳葉.攪拌時(shí),可使兩邊物料都產(chǎn)生一個(gè)向中心移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分速度,或向兩邊移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分速度,相向,相背旋轉(zhuǎn). B.攪拌轉(zhuǎn)速: 用于葡萄糖結(jié)晶時(shí),由于黏度大,很慢,0.451.6rpm,按需要而定.安裝有兩檔轉(zhuǎn)速,開始稀時(shí)用高檔,降溫后黏度大降擋. C.制作材料:攪拌軸和攪拌槳葉襯包紫

25、銅片(滿足衛(wèi)生要求),保證產(chǎn)品質(zhì)量.與料液接觸部分勻要求采用紫銅或不銹鋼(防低pH).(4)槽身兩端端板裝有攪拌軸軸承，并裝有填料密封裝 置(軸封)，防止溶液滲漏。(5)臥式結(jié)晶箱的特點(diǎn)： 容積大，晶體攪拌懸浮所需動(dòng)力消耗較小，對(duì)結(jié)晶較快的物料可串聯(lián)操作，進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶。入口即開始形成晶核,進(jìn)入設(shè)備后生成足夠的晶核,晶核懸浮于溶液中長(zhǎng)大,從槽底口排出. 3.等電結(jié)晶罐: 為適應(yīng)味精生產(chǎn)做的較大,但太大設(shè)備不利pH均勻,不利于結(jié)晶.(1)結(jié)構(gòu): 立式大罐 H:D=11.2 為宜(有利于pH調(diào)整均勻). 粗矮形. 但也不宜直徑太大,占地面積大. 有的設(shè)計(jì)為H:D=1.51.8.(2)罐底形狀: 錐底-用于連續(xù)離心分離提取谷氨酸流程. 平底-人工挖取谷氨酸,自然沉降結(jié)晶沉出, 放出母液,再洗滌除雜,再沉淀后人工挖晶. (3)攪拌器: 是關(guān)鍵部件. A.作用:起保證晶種均勻懸浮的作用,結(jié)晶良好. B.常用漿式攪拌器,漿直徑為罐直徑的1/21/3,兩檔攪拌,罐深 加檔.C.槳葉帶有一定的傾角10200,目的是使溶液產(chǎn)生一個(gè)垂直方向 運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力. 傾角傾斜方向:罐底一擋以促進(jìn)溶液流上升為宜,不宜離罐底太高,防止晶體下沉,影響結(jié)晶. D.攪拌轉(zhuǎn)速不宜太大,一般2060rpm. E.罐底有軸承,罐高超