[发明专利]色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统及利用该系统进行浓缩结晶的方法

摘要

本发明涉及一种色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统及利用该系统进行浓缩结晶的方法，属于生物技术制造领域。所述一效蒸发器通过管道与一效循环泵组成循环通路，一效蒸发器与一效分离器通过管道相连通，一效分离器与二效蒸发器相连通；所述二效蒸发器与二效分离器相连通，二效分离器通过管道接入二效循环泵，二效循环泵通过管道与二效蒸发器相连通；所述蒸发结晶器通过管道与循环出料泵组成循环通路，蒸发结晶器还与表面冷凝器相连通；表面冷凝器通过管道与真空冷凝水罐相连，真空冷凝水罐与真空冷凝水泵相连。本发明通过将蒸发浓缩技术、蒸汽热力再压缩技术（TVR）、多效蒸发技术、蒸发结晶技术巧妙地有效结合，将系统内各部分热能充分利用，使蒸汽和物料充分换热达到热平衡，使整个系统温度稳定、平稳、易于控制。

主权项

1.一种色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：包括一效蒸发器（1）、一效分离器（2）、二效蒸发器（3）、二效分离器（4）、结晶加热器（5）、蒸发结晶器（6）、蒸汽喷射泵（7）、表面冷凝器（8）、进料泵（9）、一效循环泵（10）、二效循环泵（11）、循环出料泵（12）、冷凝水泵（13）、真空冷凝水泵（14）、一级冷凝水罐（15）、二级冷凝水罐（16）、真空冷凝水罐（17）、一级换热器（18）、二级换热器（19）、三级换热器（20）；

所述一效蒸发器（1）通过管道与一效循环泵（10）组成循环通路，一效蒸发器（1）与一效分离器（2）通过管道相连通，一效分离器（2）与二效蒸发器（3）相连通；

所述二效蒸发器（3）与二效分离器（4）相连通，二效分离器（4）通过管道接入二效循环泵（11），二效循环泵（11）通过管道与二效蒸发器（3）相连通；

所述蒸发结晶器（6）通过管道与循环出料泵（12）组成循环通路，蒸发结晶器（6）还与表面冷凝器（8）相连通；表面冷凝器（8）通过管道与真空冷凝水罐（17）相连，真空冷凝水罐（17）与真空冷凝水泵（14）相连；

所述进料泵（9）通过管道依次连接一级换热器（18）、二级换热器（19）、三级换热器（20）和一效蒸发器（1）；一效循环泵（10）的出口通过管道与二效循环泵（11）的进口相连通；二效分离器（4）与循环出料泵（12）的进口相连通，循环出料泵（12）的出口与结晶加热器（5）连接；所述结晶加热器（5）与蒸发结晶器（6）连接。

2.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述一效蒸发器（1）上方设有进料口，下方设有出料口，还设有冷凝水出口；一效分离器（2）的下方通过管道与一效蒸发器（1）的出料口管道相连通；一效蒸发器（1）的冷凝水出口通过管道与一级冷凝水罐（15）相连通。

3.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述二效蒸发器（3）下方设有进料口，上方设有出料口，还设有冷凝水出口；二效蒸发器（3）的出料口通过管道与与二效分离器（4）相连通；二效蒸发器（3）冷凝水出口与二级冷凝水罐（16）相连通。

4.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述蒸发结晶器（6）上方设有进料口，下方设有出料口，顶部设有蒸汽出口；所述蒸发结晶器（6）下方出料口通过管道与循环出料泵（12）进口相连通，循环出料泵（12）出口通过管道与蒸发结晶器（6）上方进料口相连通；顶部的蒸汽出口通过管道连接至表面冷凝器（8）。

5.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述表面冷凝器（8）上设有循环水进口、循环水出口和冷凝水出口；表面冷凝器（8）的冷凝水出口通过管道与真空冷凝水罐（17）相连，真空冷凝水罐（17）上方连接真空设备抽真空。

6.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述二效分离器（4）上方设有蒸汽出口，通过管道分别与蒸汽喷射泵（7）和结晶加热器（5）的蒸汽进口相连通，蒸汽喷射泵（7）的进口与生蒸汽管道相连，蒸汽喷射泵（7）的出口与一效蒸发器（1）的进蒸汽口相连；

所述一效蒸发器（1）的排汽口通过管道与三级换热器（20）的蒸汽进口相连通；二效蒸发器（3）的排汽口通过管道与二级换热器（19）蒸汽进口相连通；结晶加热器（5）蒸汽排汽口通过管道与一级换热器（18）蒸汽进口相连通；一级换热器（18）、二级换热器（19）、三级换热器（20）的排汽口通过管道与表面冷凝器（8）相连通。

7.如权利要求1所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统，其特征是：所述一效蒸发器（1）的冷凝水出口、三级换热器（20）的冷凝水出口均通过管道与一级冷凝水罐（15）相连通，一级冷凝水罐（15）上部出汽口与二效蒸发器（3）的进蒸汽管道相连通；二效蒸发器（3）的冷凝水出口、结晶加热器（5）的冷凝水出口、一级冷凝水罐（15）的冷凝水出口、一级换热器（18）的冷凝水出口和二级换热器（19）冷凝水出口均通过管道与二级冷凝水罐（16）相连通，二级冷凝水罐（16）上部出汽口与结晶加热器（5）进蒸汽管道相连通，二级冷凝水罐（16）冷凝水出口通过管道与冷凝水泵（13）进口相连通。

8.权利要求1‑7之一所述色氨酸TVR蒸发浓缩结晶系统进行色氨酸蒸发浓缩结晶的方法，其特征是步骤如下：

（1）抽真空：打开表面冷凝器（8）循环水进口和循环水出口阀门，将循环水通入表面冷凝器（8）中，使用真空设备从真空冷凝水罐（17）上方管道进行抽真空，使系统各处压力均达到目标值；

（2）进料：启动进料泵（9），向一效蒸发器（1）进料，一效蒸发器（1）内液位达到目标值后，打开一效循环泵（10）和通入二效蒸发器（3）的阀门及二效循环泵（11），向二效蒸发器（3）进料，待二效分离器（4）内液位达到目标值后，打开通入蒸发结晶器（6）的阀门和循环出料泵（12），向蒸发结晶器（6）进料，蒸发结晶器（6）内液位达到目标值后关闭进料泵（9）停止进料；保持一效循环泵（10）、二效循环泵（11）、循环出料泵（12）正常运转，使物料在系统内循环；

（3）通蒸汽：打开蒸汽喷射泵（7）前的生蒸汽阀门，向一效蒸发器（1）内通入蒸汽，一效蒸发器（1）内料液温度开始上升，达到一定温度时料液开始蒸发，控制一效蒸发器（1）的温度和真空压力在目标值；

一效蒸发器（1）蒸发后产生的二次蒸汽通过管道进入一效分离器（2）中，通过一效分离器（2）的分离，液体回流至一效蒸发器（1）内，分离后的二次蒸汽进入二效蒸发器（3），二效蒸发器（3）内料液温度开始上升并开始蒸发；

料液在二效蒸发器（3）和二效分离器（4）之间循环，蒸发产生的二次蒸汽从二效分离器（4）上方一部分被蒸汽喷射泵（7）引射回收通入一效蒸发器（1）内利用，一部分被真空抽至结晶加热器（5）给物料进行加热；

一效蒸发器（1）、二效蒸发器（3）、结晶加热器（5）中含不凝性气体的蒸汽分别进入三级换热器（20）、二级换热器（19）、一级换热器（18）给物料进行预热，预热后的含不凝性气体的蒸汽进入表面冷凝器（8）冷却为冷凝水排出；

（4）排冷凝水：一效蒸发器（1）和三级换热器（20）产生的蒸汽冷凝水排至一级冷凝水罐（15）中，汽液分离后，一级冷凝水罐（15）内的蒸汽通入二效蒸发器（3）给物料加热；二效蒸发器（3）、结晶加热器（5）、一级冷凝水罐（15）、一级换热器（18）和二级换热器（19）中产生的蒸汽冷凝水排至二级冷凝水罐（16）中，汽液分离后，二级冷凝水罐（16）内的蒸汽通入结晶加热器（5）给物料加热，二级冷凝水罐（16）内的蒸汽冷凝水通过冷凝水泵（13）排出；蒸发结晶罐（6）、一级换热器（18）、二级换热器（19）、三级换热器（20）中产生的含不凝性气体的蒸汽进入表面冷凝器（8）经过循环水冷却后进入真空冷凝水罐（17），经真空冷凝水泵（14）排出；

（5）补料：随着蒸发的进行，一效蒸发器（1）的液位下降，开启进料泵（9），向一效蒸发器（1）内补料，边补料边蒸发，控制液位平衡；当二效分离器（4）内液位下降后，从一效蒸发器（1）向二效分离器（4）中连续补料，控制液位平衡；当蒸发结晶器（6）内的液位下降后，从二效分离器（4）向蒸发结晶器（6）中连续补料，控制液位平衡；

（6）出料：当蒸发结晶器（6）内物料达到饱和浓度以后，蒸发结晶器（6）内开始起晶，不断检测蒸发结晶器（6）的晶浆浓度，当晶浆浓度达到目标值时，打开循环出料泵（12）