技術優化的目的
節約(yue)蒸汽資源，消除安(an)全(quan)隱患，穩(wen)定工藝操(cao)作，創造(zao)良好工作環(huan)境(jing)。
降低成本，合理分(fen)配現有動力能(neng)源。
現用設備的工藝概述及流程概述
2．1預處理水解(jie)工藝流程
預處理(li)按照(zhao)其工藝的(de)要求將原輔料加入后(hou)，利用(yong)鹽(yan)酸對(dui)(dui)發(fa)酵液進行pH調節至工藝控制(zhi)點，對(dui)(dui)預處理(li)后(hou)的(de)發(fa)酵液加熱到85±2~C，然后(hou)經(jing)過(guo)維(wei)持罐保溫半(ban)小時(shi)，再(zai)經(jing)冷卻器，降溫至45—55℃，至水解罐，通過(guo)離心機分離過(guo)料。
2．2現有設備及流程的概述
合成環節的加熱設(she)備依(yi)靠一臺(tai)連消(xiao)塔(ta)(ta)(ta)，規格型號為DN250，它的原理與(yu)(yu)結構(gou)是：料(liao)液(ye)(ye)依(yi)靠泵的壓力通過不銹鋼反(fan)應(ying)釜(fu)塔(ta)(ta)(ta)底部進入反(fan)應(ying)釜(fu)塔(ta)(ta)(ta)筒體中，然后，在反(fan)應(ying)釜(fu)塔(ta)(ta)(ta)底部的變徑處，通人蒸(zheng)汽，料(liao)液(ye)(ye)與(yu)(yu)蒸(zheng)汽進行混(hun)合升溫，較終將發酵液(ye)(ye)中對細胞(bao)起支撐和保護作用的細胞(bao)壁和細胞(bao)膜打碎。
在(zai)加熱(re)器(qi)(qi)(qi)加熱(re)后，維持(chi)(chi)(chi)罐要(yao)維持(chi)(chi)(chi)溫(wen)(wen)度在(zai)85±2℃，時間(jian)為(wei)20—30min，因(yin)為(wei)在(zai)維持(chi)(chi)(chi)罐中未裝溫(wen)(wen)度顯示儀，此時溫(wen)(wen)度監控是(shi)一(yi)個盲點(dian)。物料(liao)從維持(chi)(chi)(chi)罐底(di)部(bu)進入(ru)，依靠連銷不(bu)銹鋼反應釜(fu)塔中的(de)蒸汽(qi)與(yu)物料(liao)泵的(de)壓力從維持(chi)(chi)(chi)罐頂部(bu)直接到達冷卻器(qi)(qi)(qi)，并利(li)用循環水來(lai)達到降(jiang)溫(wen)(wen)的(de)目的(de)，使冷卻器(qi)(qi)(qi)中的(de)物料(liao)溫(wen)(wen)度達到45—55℃。
與以往加熱設備的優劣對比
3．1板式換熱器
板式(shi)換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)是由一系列具(ju)有一定波紋形(xing)狀的(de)金屬(shu)片(pian)疊裝而成的(de)一種高(gao)效換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)。各種板片(pian)之(zhi)間(jian)形(xing)成薄矩形(xing)通(tong)道，通(tong)過(guo)半片(pian)進行熱(re)(re)(re)量交(jiao)換(huan)，其優點是：換(huan)熱(re)(re)(re)面積大(da)，不易積垢(gou)，加(jia)熱(re)(re)(re)速度(du)快(kuai)；缺點是：易堵塞，這(zhe)對于(yu)發酵(jiao)液(ye)的(de)預(yu)處理來說是較(jiao)大(da)的(de)障礙，由于(yu)發酵(jiao)液(ye)在加(jia)入硫酸鋅、聚合氯化(hua)鋁(lv)等絮(xu)凝劑后形(xing)成的(de)料(liao)液(ye)較(jiao)粘稠，通(tong)過(guo)間(jian)隙較(jiao)小(xiao)的(de)板式(shi)換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)，就易產(chan)生(sheng)堵塞，影響生(sheng)產(chan)進度(du)和工作量。
3．2管殼式換熱器
管(guan)(guan)殼(ke)式換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)是以封閉在殼(ke)體中管(guan)(guan)束(shu)的壁面作為傳(chuan)熱(re)(re)面的間(jian)壁式換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)。管(guan)(guan)殼(ke)式換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)面積(ji)大，但熱(re)(re)損失也(ye)比較大，管(guan)(guan)束(shu)壁會(hui)直接影(ying)響傳(chuan)熱(re)(re)速(su)度(du)，另外，預處理(li)時需用鹽酸調pH值(zhi)(zhi)至5左右，顯酸陡，對(dui)罐(guan)體的腐(fu)蝕大，一(yi)般來說(shuo)pH值(zhi)(zhi)越小，它的腐(fu)蝕就越大，溫度(du)每提(ti)升10℃，對(dui)管(guan)(guan)束(shu)的腐(fu)蝕就會(hui)增加一(yi)倍，再加上管(guan)(guan)殼(ke)式換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)束(shu)不(bu)易清潔(jie)，而料液粘度(du)大，所以會(hui)經常出現管(guan)(guan)束(shu)堵塞，造(zao)成加熱(re)(re)不(bu)均，影(ying)響生產進度(du)。
3．3塔式加熱器
有機合成不(bu)銹(xiu)鋼反應釜(fu)目(mu)前采(cai)用的(de)(de)是這款加熱設備(bei)，結構(gou)簡(jian)單，蒸(zheng)汽(qi)直接與物料結合，使(shi)(shi)物料升溫(wen)快(kuai)，但在升溫(wen)過(guo)(guo)程中，產生巨大的(de)(de)真空(kong)流，使(shi)(shi)噪音增大，震(zhen)動(dong)增大，帶壓高達0．3MPa的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)壓力(li)，由于震(zhen)動(dong)而易使(shi)(shi)閥芯墊變形較(jiao)終造成跑料，同(tong)時法蘭墊變形，存在著蒸(zheng)汽(qi)泄(xie)漏(lou)傷(shang)人的(de)(de)安(an)全隱患，而且體積很大的(de)(de)塔腔，容易使(shi)(shi)物料不(bu)能均勻受熱，產生局部過(guo)(guo)熱過(guo)(guo)冷的(de)(de)現象，因為在DN50管道受熱后進入到DN250的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼反應釜(fu)塔體內(nei)，這樣一個巨大的(de)(de)變徑緩沖區間(jian)內(nei)，易使(shi)(shi)物料受熱不(bu)均勻，這對于整體的(de)(de)物料合成產生不(bu)利影響。
優化方案
4．1方案概況
在綜合以上(shang)加(jia)(jia)(jia)熱(re)設備優劣點同時結(jie)合物(wu)料(liao)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)，初步(bu)的(de)(de)(de)(de)優化方(fang)案是(shi)：將現用(yong)不銹鋼反應釜塔體(ti)加(jia)(jia)(jia)熱(re)換(huan)為噴射(she)器加(jia)(jia)(jia)熱(re)，杜絕現有設備的(de)(de)(de)(de)噪音和震動(dong)的(de)(de)(de)(de)問題；在現維(wei)(wei)持(chi)罐(guan)中加(jia)(jia)(jia)設一(yi)溫度顯示儀，加(jia)(jia)(jia)裝串聯一(yi)臺(tai)維(wei)(wei)持(chi)罐(guan)，解(jie)決現有維(wei)(wei)持(chi)時間較短的(de)(de)(de)(de)弊端。另一(yi)方(fang)面(mian)，噴射(she)器安全可靠，熱(re)交換(huan)性(xing)能(neng)穩定，熱(re)損(sun)失小，能(neng)使(shi)壓力能(neng)轉變為速度能(neng)，對(dui)于(yu)粘稠的(de)(de)(de)(de)預處理(li)發酵(jiao)液進行(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)熱(re)，受熱(re)均勻，改(gai)變其他加(jia)(jia)(jia)熱(re)設備易堵(du)塞、熱(re)損(sun)大、受熱(re)不均勻、存在安全隱患等弊端。第(di)三(san)，現有的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)器，用(yong)兩路的(de)(de)(de)(de)常溫飲用(yong)水(shui)(shui)(shui)進行(xing)(xing)降(jiang)溫，這樣(yang)對(dui)高達85~C的(de)(de)(de)(de)物(wu)料(liao)來(lai)說降(jiang)溫效果不明顯，建(jian)議在原有水(shui)(shui)(shui)降(jiang)溫的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)并(bing)聯一(yi)根一(yi)10冷(leng)(leng)凍(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)管道，在冷(leng)(leng)凍(dong)(dong)機開啟的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，采用(yong)冷(leng)(leng)鹽水(shui)(shui)(shui)進行(xing)(xing)降(jiang)溫，這樣(yang)即節約了一(yi)次水(shui)(shui)(shui)，又(you)使(shi)冷(leng)(leng)凍(dong)(dong)鹽水(shui)(shui)(shui)較大化地加(jia)(jia)(jia)以利(li)用(yong)，改(gai)造后的(de)(de)(de)(de)工藝流程圖(tu)如圖(tu)1。
4．2主要設備原理及結構(gou)概(gai)況
4．2．1噴射器
利用(yong)流(liu)體(ti)來傳遞能量和質量的(de)真(zhen)空(kong)(kong)獲得(de)裝置，采(cai)用(yong)有一定(ding)壓(ya)力(li)的(de)蒸汽流(liu)通過對(dui)稱均勻并呈一定(ding)側(ce)斜度的(de)噴嘴噴出(chu)，聚合在一個焦點上。由于噴射蒸汽流(liu)速(su)(su)特別高，將(jiang)壓(ya)力(li)能轉(zhuan)變為速(su)(su)度能，使吸氣區壓(ya)力(li)降低產生(sheng)真(zhen)空(kong)(kong)，數條高速(su)(su)水流(liu)將(jiang)被抽吸的(de)氣體(ti)攫走(zou)，經過文氏(shi)管(guan)收(shou)縮段與喉徑充(chong)分混合壓(ya)縮，進行(xing)分子擴散能量交換，速(su)(su)度均衡。
4．2．2噴射(she)器結構
它(ta)是由蒸(zheng)汽室(shi)(shi)(shi)，噴嘴座(zuo)、噴嘴、混(hun)(hun)(hun)合室(shi)(shi)(shi)、吸入(ru)室(shi)(shi)(shi)、拆(chai)散室(shi)(shi)(shi)構成，它(ta)主要(yao)是在(zai)(zai)吸人室(shi)(shi)(shi)將物料(liao)與蒸(zheng)汽進行瞬(shun)間混(hun)(hun)(hun)合并加(jia)熱，利(li)用真空的(de)原理，將物料(liao)吸入(ru)，并在(zai)(zai)混(hun)(hun)(hun)合區進行混(hun)(hun)(hun)合，在(zai)(zai)與擴散室(shi)(shi)(shi)的(de)中間變徑部分使(shi)之產生(sheng)一定壓力使(shi)之在(zai)(zai)擴散區完(wan)成加(jia)熱的(de)過程(cheng)。
優化效果
(1)符合現有生產工(gong)藝，只需(xu)在噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)蒸(zheng)汽閥門的開啟度(du)上(shang)進行調(diao)節(jie)。(也可(ke)以采(cai)用智能控制(zhi)噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)，但此種較(jiao)為昂貴，為節(jie)省(sheng)成本，暫不用智能控制(zhi)噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)。)
(2)由于噴射(she)器結(jie)構的獨(du)特性，能(neng)將(jiang)(jiang)(jiang)壓力能(neng)轉(zhuan)換為速度能(neng)，并在狹小(xiao)的混合室將(jiang)(jiang)(jiang)物(wu)料進行加(jia)(jia)熱，因而其加(jia)(jia)熱效果均(jun)勻，同時(shi)通過細小(xiao)蒸(zheng)汽噴嘴(zui)將(jiang)(jiang)(jiang)蒸(zheng)汽分成均(jun)勻的氣流決定了物(wu)料的加(jia)(jia)熱速度。
(3)目前的維持罐是5m3，對于連(lian)續(xu)生(sheng)產與(yu)連(lian)續(xu)加熱來(lai)說，維持時間可(ke)能過短(duan)，這(zhe)都緣于用噴(pen)射器(qi)替(ti)代加熱塔后(hou)提高了物料的流(liu)通速度。
(4)在冷卻環節，改造以后并(bing)聯(lian)一(yi)路冷鹽(yan)(yan)水(shui)管道，與(yu)物料方向(xiang)相逆運(yun)行，這樣在冷凍鹽(yan)(yan)水(shui)充(chong)足(zu)的(de)情況下(xia)，單一(yi)應(ying)用冷凍鹽(yan)(yan)水(shui)降溫，達到工藝要求45℃左右的(de)目(mu)標。冷凍鹽(yan)(yan)水(shui)與(yu)一(yi)次(ci)水(shui)的(de)并(bing)聯(lian)，保證在一(yi)方不充(chong)足(zu)情況下(xia)的(de)補充(chong)與(yu)應(ying)急。
