本發(fā)明涉及一種味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)及其工作過程，屬于生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
味精學(xué)名谷氨酸鈉，成品為白色柱狀結(jié)晶體或結(jié)晶性粉末，是國內(nèi)外廣泛使用的增鮮調(diào)味品之一。味精是以含糖質(zhì)或淀粉的糧食為原料，經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，然后經(jīng)除菌、濃縮等電點結(jié)晶等方法提取谷氨酸，再經(jīng)中和、脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥等工序制成谷氨酸鈉結(jié)晶。味精結(jié)晶是味精生產(chǎn)過程中十分重要的一個工序，結(jié)晶過程中由于整晶的需要，要不斷地向結(jié)晶器內(nèi)加水來消除細(xì)晶，或為了防止管道堵塞需要不斷地向管道中加水，晶體分離的時候也需要向離心機內(nèi)添加洗水，而這些加入的水最終還要蒸發(fā)出去，所以結(jié)晶過程的蒸汽消耗是很大的，按現(xiàn)有的味精結(jié)晶工藝，每噸成品味精消耗的蒸汽達(dá)2.2～2.7噸左右。我國是味精生產(chǎn)大國，味精產(chǎn)銷量一直穩(wěn)居世界第一位。目前我國味精年產(chǎn)量在200萬噸以上，僅味精結(jié)晶這一工序，每年耗蒸汽就高達(dá)600多萬噸，折標(biāo)煤77萬多噸，折合二氧化碳排放量280萬噸。而現(xiàn)有的結(jié)晶工藝是導(dǎo)致高能耗的主要原因，工藝改進(jìn)及創(chuàng)新的要求十分迫切。本發(fā)明所述工藝主要是為了降低味精結(jié)晶工序的蒸汽消耗?，F(xiàn)有的味精結(jié)晶工藝有兩種，其一是單罐批次結(jié)晶工藝，其二是連續(xù)結(jié)晶工藝。單罐批次結(jié)晶工藝使用的是傳統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)加熱結(jié)晶器，連續(xù)結(jié)晶工藝使用的一般是DTB型結(jié)晶器。本發(fā)明所述工藝與這兩種工藝相比，節(jié)能效果顯著。傳統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)加熱結(jié)晶器構(gòu)造如圖2所示，它的加熱器內(nèi)置，中間有導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒中設(shè)有軸流式攪拌器，來強化物料在換熱管內(nèi)的流動，蒸汽通入加熱器殼程，物料在換熱管內(nèi)蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的二次蒸汽去冷凝器冷凝。傳統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)加熱結(jié)晶器用于味精結(jié)晶，從能量利用角度分析，這種結(jié)晶工藝相當(dāng)于單效蒸發(fā)。假設(shè)結(jié)晶器工作為溫度75℃，工作壓力是-0.062MPa(表壓)，蒸汽是壓力為0.6MPa的飽和蒸汽，冷凝器循環(huán)水按照32℃進(jìn)水42℃回水，按此計算，每蒸發(fā)1噸水的蒸汽單耗為1.1噸，每蒸發(fā)1噸水的循環(huán)水消耗量為55.4噸?，F(xiàn)有的DTB型結(jié)晶器連續(xù)結(jié)晶的工藝流程如圖3，圖示的流程中使用了蒸汽噴射泵，也有不使用蒸汽噴射泵而用生蒸汽直接進(jìn)加熱器加熱的。在這個流程中，假定結(jié)晶器工作為溫度75℃，工作壓力是表壓-0.062MPa，生蒸汽是壓力為0.6MPa的飽和蒸汽，蒸汽噴射泵的抽氣比為1:0.7，冷凝器循環(huán)水按照32℃進(jìn)水42℃回水，按此計算，每蒸發(fā)1噸水需要消耗0.64噸生蒸汽，消耗循環(huán)水31.3噸。從能量利用角度分析，帶蒸汽噴射泵的單效蒸發(fā)相當(dāng)于二效蒸發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的味精結(jié)晶過程能耗較大的缺陷，提供一種味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)及其工作過程，其更適合味精結(jié)晶、更為節(jié)能。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，包括：一效加熱器、一效結(jié)晶器、一效循環(huán)泵、出料晶漿泵、淘洗液泵、二效過料泵、二效蒸發(fā)器、冷凝器、冷凝水罐、冷凝水泵和真空泵；所述一效加熱器與一效結(jié)晶器連通，一效結(jié)晶器與二效蒸發(fā)器連通，二效蒸發(fā)器與冷凝器連通；一效結(jié)晶器和二效蒸發(fā)器均與真空泵連通；一效結(jié)晶器和二效蒸發(fā)器之間還通過二效過料泵和一效循環(huán)泵連通；所述一效結(jié)晶器還與淘洗液泵和出料晶漿泵相連；二效蒸發(fā)器依次與冷凝水罐和冷凝水泵連接。還包括蒸汽噴射泵，蒸汽噴射泵分別與一效加熱器和二效蒸發(fā)器連通。所述一效結(jié)晶器為DTB型結(jié)晶器或奧斯陸型結(jié)晶器。所述二效蒸發(fā)器為啞鈴型蒸發(fā)器。所述奧斯陸型結(jié)晶器底部帶有攪拌器，攪拌器的轉(zhuǎn)速為18-28r/min。底攪拌的作用是防止晶體在結(jié)晶器底部堆集、沉淀以及晶體長久停滯某處而造成的結(jié)塊。由于底攪拌輕微的擾動作用，不但能避免結(jié)晶器底部的晶體堆集、結(jié)塊現(xiàn)象，避免了晶漿出料管堵塞現(xiàn)象，而且對改善結(jié)晶器底部晶漿的均勻程度有幫助，這使得高濃度、高密度結(jié)晶成為可能，奧斯陸型結(jié)晶器的生產(chǎn)強度因此得以提高。改進(jìn)后的奧斯陸型結(jié)晶器用于味精結(jié)晶，晶漿密度可達(dá)到1400kg/m3，晶體的濃度很高。所述味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的工作過程，步驟為：(1)抽真空：打開冷凝器的進(jìn)出水閥，打開真空泵，對系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，直至一效結(jié)晶器和二效蒸發(fā)器的壓力均達(dá)到目標(biāo)值；(2)進(jìn)料：向二效蒸發(fā)器進(jìn)料，直至二效蒸發(fā)器的液位達(dá)到目標(biāo)值，打開二效過料泵，通過二效過料泵向一效結(jié)晶器進(jìn)料，直至一效結(jié)晶器液位達(dá)到目標(biāo)值后暫停進(jìn)料，開啟一效循環(huán)泵；(3)開蒸汽：打開生蒸汽閥門，向一效加熱器供蒸汽，系統(tǒng)料溫開始上升，待一效結(jié)晶器開始蒸發(fā)時，壓力自然下降，控制一效結(jié)晶器的溫度壓力在目標(biāo)值，待二效蒸發(fā)器開始蒸發(fā)時控制二效的溫度壓力在目標(biāo)值；(4)出冷凝水：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，冷凝水罐液位上升，打開冷凝水泵，將冷凝水送出；(5)補料：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，系統(tǒng)液位下降，向二效蒸發(fā)器中補料，邊補料邊蒸發(fā)，注意液位的平衡；(6)起晶：當(dāng)一效結(jié)晶器內(nèi)物料達(dá)到飽和濃度以后，一效結(jié)晶器內(nèi)開始起晶時，此時開啟出料的出料晶漿泵，使物料回到一效結(jié)晶器；(7)出料：開啟淘洗液泵，不斷檢測一效結(jié)晶器內(nèi)晶漿密度，當(dāng)晶漿密度達(dá)到目標(biāo)值1370-1400kg/m3時，切換出料晶漿泵的閥門，將晶漿送往離心機分離；保持進(jìn)出料量、蒸發(fā)量、系統(tǒng)液位的平衡，系統(tǒng)可以連續(xù)運行。隨著步驟(5)、(6)的不斷進(jìn)行，晶體不斷生長，顆料不斷長大，在蒸發(fā)過程中若出現(xiàn)較多細(xì)晶，及時向一效結(jié)晶器內(nèi)添加冷凝水整晶。整個過程中，一效結(jié)晶器的料溫控制在75℃以下，壓力控制在表壓-0.062MPa；二效蒸發(fā)器的料溫控制在55～60℃，壓力控制在表壓-0.084MPa；冷凝器中的循環(huán)水按照32℃進(jìn)水42℃出水；生蒸汽采用壓力為0.6MPa的飽和蒸汽。所述生蒸汽經(jīng)過蒸汽噴射泵(1)向一效加熱器(2)供生蒸汽，蒸汽噴射泵的抽氣比為1:0.4-0.8。本發(fā)明采用的帶熱泵的二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶工藝更加節(jié)能。假定一效結(jié)晶器工作溫度75℃，工作壓力是表壓-0.062MPa；二效蒸發(fā)器工作溫度55℃，工作壓力是表壓-0.084MPa；生蒸汽是壓力為0.6MPa的飽和蒸汽，蒸汽噴射泵的抽氣比為1:0.7，冷凝器循環(huán)水按照32℃進(jìn)水42℃回水，按此計算，蒸發(fā)1噸水的蒸汽消耗是0.414噸，循環(huán)水消耗是19噸。從能量利用角度分析，帶熱泵的二效蒸發(fā)相當(dāng)于三效蒸發(fā)。下表是各結(jié)晶工藝的能耗對比如表1所示，蒸發(fā)速度按1噸/小時計。表1在相同蒸發(fā)量情況下，工藝三與工藝一相比，蒸汽消耗節(jié)省62.36％，循環(huán)水節(jié)省65.7％。工藝三與工藝二相比，蒸汽消耗節(jié)省35.3％，循環(huán)水節(jié)省39.3％。節(jié)能效果十分顯著。二效逆流結(jié)晶流程簡圖如圖1。要達(dá)到味精結(jié)晶的高成品率及成品晶體大小均勻，就應(yīng)避免物料在二效蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)晶。要達(dá)到這個目的，必須使二效蒸發(fā)后的料液濃度小于其飽和濃度。下表是谷氨酸鈉含一個結(jié)晶水(MSG)在不同溫度下的飽和溶解度表如表2所示。表2一般地，谷氨酸鈉中和液的濃度在50-55g/100mL之間，母液濃度在48-52g/100mL之間，溫度在55℃左右，在55℃時味精溶液的飽和濃度為60.39g/100mL。要保證物料在二效蒸發(fā)器內(nèi)不結(jié)晶，就必須保證二效蒸發(fā)后的料液濃度小于飽和濃度。本發(fā)明在一效使用蒸汽噴射泵時，一效結(jié)晶器的蒸發(fā)量較大(占系統(tǒng)總蒸發(fā)量的60％-70％)，而二效蒸發(fā)器的蒸發(fā)量較小(占系統(tǒng)總蒸發(fā)量的30％-40％)，這使得二效蒸發(fā)后的料液濃度還沒有達(dá)到它的飽和濃度，巧妙地避開了物料在二效起晶的現(xiàn)象，使起晶及晶體生長都在一效結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行?，F(xiàn)有的單罐批次結(jié)晶工藝可能通過改造，變成二效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。改造后的系統(tǒng)可用于批次生產(chǎn)，也可以用于連續(xù)生產(chǎn)，其蒸汽消耗將大幅下降。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在一效使用了蒸汽噴射泵，一效結(jié)晶器的蒸發(fā)量較大(占系統(tǒng)總蒸發(fā)量的60-70％)，而二效蒸發(fā)器的蒸發(fā)量較小(占系統(tǒng)總蒸發(fā)量的30-40％)，這使得二效蒸發(fā)后的料液濃度還沒有達(dá)到它的飽和濃度，巧妙地避開了物料在二效起晶的現(xiàn)象，使起晶及晶體生長都在一效結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行。而現(xiàn)有的單罐批次結(jié)晶工藝可能通過改造，變成二效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。改造后的系統(tǒng)可用于批次生產(chǎn)，也可以用于連續(xù)生產(chǎn)，其蒸汽消耗將大幅下降。附圖說明圖1是本發(fā)明味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)圖。圖2是內(nèi)循環(huán)加熱結(jié)晶器簡圖。圖3是DTB型結(jié)晶器連續(xù)結(jié)晶流程簡圖。附圖標(biāo)記說明：1、蒸汽噴射泵；2、一效加熱器；3、一效結(jié)晶器；4、一效循環(huán)泵；5、出料晶漿泵；6、淘洗液泵；7、二效過料泵；8、二效蒸發(fā)器；9、冷凝器；10、冷凝水罐；11、冷凝水泵；12、真空泵。具體實施方式實施例1味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(不帶蒸汽噴射泵)如圖1所示，味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，包括：一效加熱器2、一效結(jié)晶器3、一效循環(huán)泵4、出料晶漿泵5、淘洗液泵6、二效過料泵7、二效蒸發(fā)器8、冷凝器9、冷凝水罐10、冷凝水泵11和真空泵12；所述一效加熱器2與一效結(jié)晶器3連通，一效結(jié)晶器3與二效蒸發(fā)器8連通，二效蒸發(fā)器8與冷凝器9連通；一效結(jié)晶器3和二效蒸發(fā)器8均與真空泵12連通；一效結(jié)晶器3和二效蒸發(fā)器8之間還通過二效過料泵7和一效循環(huán)泵4連通；所述一效結(jié)晶器3還與淘洗液泵6和出料晶漿泵5相連；二效蒸發(fā)器8依次與冷凝水罐10和冷凝水泵11連接。所述一效結(jié)晶器3為DTB型結(jié)晶器。實施例2味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的工作過程如實施例1所示系統(tǒng)，具體過程如下：(1)抽真空：打開冷凝器9的進(jìn)出水閥，打開真空泵12，對系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，直至一效結(jié)晶器3和二效蒸發(fā)器8的壓力均達(dá)到目標(biāo)值；(2)進(jìn)料：向二效蒸發(fā)器8進(jìn)料，直至二效蒸發(fā)器8的液位達(dá)到目標(biāo)值，打開二效過料泵7，通過二效過料泵7向一效結(jié)晶器3進(jìn)料，直至一效結(jié)晶器3液位達(dá)到目標(biāo)值后暫停進(jìn)料，開啟一效循環(huán)泵4；(3)開蒸汽：打開生蒸汽閥門，向一效加熱器2供蒸汽，系統(tǒng)料溫開始上升，待一效結(jié)晶器3開始蒸發(fā)時，壓力自然下降，控制一效結(jié)晶器3的溫度壓力在目標(biāo)值，待二效蒸發(fā)器8開始蒸發(fā)時控制二效的溫度壓力在目標(biāo)值；(4)出冷凝水：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，冷凝水罐10液位上升，打開冷凝水泵11，將冷凝水送出；(5)補料：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，系統(tǒng)液位下降，向二效蒸發(fā)器8中補料，邊補料邊蒸發(fā)，注意液位的平衡；(6)起晶：當(dāng)一效結(jié)晶器3內(nèi)物料達(dá)到飽和濃度以后，一效結(jié)晶器3內(nèi)開始起晶時，此時開啟出料的出料晶漿泵5，使物料回到一效結(jié)晶器3；(7)出料：開啟淘洗液泵6，不斷檢測一效結(jié)晶器3內(nèi)晶漿密度，當(dāng)晶漿密度達(dá)到目標(biāo)值1370kg/m3時，切換出料晶漿泵5的閥門，將晶漿送往離心機分離；保持進(jìn)出料量、蒸發(fā)量、系統(tǒng)液位的平衡，系統(tǒng)可以連續(xù)運行。具體系統(tǒng)配置參數(shù)如下：一效加熱器2，臥式雙程，F(xiàn)＝280m2，φ900×6000，材質(zhì)304；一效結(jié)晶器3，DTB型，V＝40m3，φ3200×2700/φ2000×2500，上部軸流式攪拌，18.5kw，200r/min，下部底攪拌4kw，材質(zhì)304；一效循環(huán)泵4，HZW300，Q＝700m3/h，H＝3m，37kw，杭堿泵廠產(chǎn)品，材質(zhì)304；出料晶漿泵5，Q＝15m3/h，H＝35m，15kw，材質(zhì)304；淘洗液泵6，Q＝15m3/h，H＝20m，4kw，材質(zhì)304；二效過料泵7，Q＝15m3/h，H＝20m，4kw，材質(zhì)304；二效蒸發(fā)器8，加熱段F＝380m2，φ1250×6000，內(nèi)導(dǎo)流筒φ550，上部分離段(含錐體)φ2200×3500，下部擴(kuò)大段(含錐體)φ2000×2000，軸流式攪拌器，Q＝1000m3/h，攪拌器功率154kw，材質(zhì)304；冷凝器9，F(xiàn)＝330m2，φ1100×5000，材質(zhì)304；冷凝水罐10，φ900×1800，V＝1.2m3，材質(zhì)304；冷凝水泵11，Q＝15m3/h，H＝35m，7.5kw，材質(zhì)304；真空泵12，2BV6161，15kw，納氏公司產(chǎn)品，材質(zhì)304；系統(tǒng)參數(shù)：系統(tǒng)蒸發(fā)水量：9.1t/h；進(jìn)料濃度：44％干物質(zhì)；進(jìn)料流量：20.5t/h；二效過料量：16.05t/h；一效出料量：12.707t/h(其中晶體4.578t/h)；系統(tǒng)產(chǎn)能：味精濕晶體4.578t/h；蒸汽耗量：5100kg/h；循環(huán)水耗量：315t/h(按32℃進(jìn)水40℃回水)；一效溫度75℃，壓力39kPa(A)；二效溫度55℃，壓力16kPa(A)。實施例3味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(帶蒸汽噴射泵)如圖1所示，實施例1所示系統(tǒng)，還包括蒸汽噴射泵1，蒸汽噴射泵1分別與一效加熱器2和二效蒸發(fā)器8連通。所述一效結(jié)晶器3為奧斯陸型結(jié)晶器。所述奧斯陸型結(jié)晶器底部帶有攪拌器，攪拌器與電機連接，攪拌器的轉(zhuǎn)速為18-28r/min。實施例4味精二效逆流蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的工作過程如實施例3所述系統(tǒng)，具體過程如下：(1)抽真空：打開冷凝器9的進(jìn)出水閥，打開真空泵12，對系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，直至一效結(jié)晶器3和二效蒸發(fā)器8的壓力均達(dá)到目標(biāo)值；(2)進(jìn)料：向二效蒸發(fā)器8進(jìn)料，直至二效蒸發(fā)器8的液位達(dá)到目標(biāo)值，打開二效過料泵7，通過二效過料泵7向一效結(jié)晶器3進(jìn)料，直至一效結(jié)晶器3液位達(dá)到目標(biāo)值后暫停進(jìn)料，開啟一效循環(huán)泵4；(3)開蒸汽：打開生蒸汽閥門，向一效加熱器2供蒸汽，系統(tǒng)料溫開始上升，待一效結(jié)晶器3開始蒸發(fā)時，壓力自然下降，控制一效結(jié)晶器3的溫度壓力在目標(biāo)值，待二效蒸發(fā)器8開始蒸發(fā)時控制二效的溫度壓力在目標(biāo)值；(4)出冷凝水：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，冷凝水罐10液位上升，打開冷凝水泵11，將冷凝水送出；(5)補料：隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，系統(tǒng)液位下降，向二效蒸發(fā)器8中補料，邊補料邊蒸發(fā)，注意液位的平衡；(6)起晶：當(dāng)一效結(jié)晶器3內(nèi)物料達(dá)到飽和濃度以后，一效結(jié)晶器3內(nèi)開始起晶時，此時開啟出料的出料晶漿泵5，使物料回到一效結(jié)晶器3；(7)出料：開啟淘洗液泵6，不斷檢測一效結(jié)晶器3內(nèi)晶漿密度，當(dāng)晶漿密度達(dá)到目標(biāo)值1400kg/m3時，切換出料晶漿泵5的閥門，將晶漿送往離心機分離；保持進(jìn)出料量、蒸發(fā)量、系統(tǒng)液位的平衡，系統(tǒng)可以連續(xù)運行。生蒸汽經(jīng)過蒸汽噴射泵1向一效加熱器2供生蒸汽。所述一效結(jié)晶器3為DTB型結(jié)晶器。系統(tǒng)配置：蒸汽噴射泵1，抽氣比0.6，生蒸汽壓力0.6MPa，飽和蒸汽，流量5365kg/h，抽吸二次蒸汽的壓力39KPa(A)，溫度75℃，流量3219kg/h，噴射泵出口混合蒸汽壓力110KPa(A)，溫度102℃，流量8584kg/h，美國克羅爾.雷諾茲公司產(chǎn)品，材質(zhì)304；一效加熱器2，臥式雙程，F(xiàn)＝900m2，φ1800×7500，材質(zhì)304；一效結(jié)晶器3，DTB型，V＝100m3，φ4800×3000/φ3200×2500，上部軸流式攪拌，45kw，200r/min，下部底攪拌7.5kw，材質(zhì)304；一效循環(huán)泵4，HZW450，Q＝2300m3/h，H＝3m，75kw，杭堿泵廠產(chǎn)品，材質(zhì)304；出料晶漿泵5，Q＝20m3/h，H＝35m，15kw，材質(zhì)304；淘洗液泵6，Q＝20m3/h，H＝20m，4kw，材質(zhì)304；二效過料泵7，Q＝20m3/h，H＝20m，4kw，材質(zhì)304；二效蒸發(fā)器8，加熱段F＝380m2，φ1250×6000，內(nèi)導(dǎo)流筒φ550，上部分離段(含錐體)φ2200×3500，下部擴(kuò)大段(含錐體)φ2000×2000，軸流式攪拌器，Q＝1000m3/h，攪拌器功率15kw，材質(zhì)304；冷凝器9，F(xiàn)＝330m2，φ1100×5000，材質(zhì)304；冷凝水罐10，φ1000×1800，V＝1.5m3，材質(zhì)304；冷凝水泵11，Q＝20m3/h，H＝35m，7.5kw，材質(zhì)304；真空泵12，2BV6161，15kw，納氏公司產(chǎn)品，材質(zhì)304；系統(tǒng)參數(shù)：系統(tǒng)蒸發(fā)水量：12.2t/h；進(jìn)料濃度：44％干物質(zhì)；進(jìn)料流量：26.873t/h；二效過料量：22.464t/h；一效出料量：16.653t/h(其中晶體6t/h)；系統(tǒng)產(chǎn)能：味精濕晶體6t/h；蒸汽耗量：5365kg/h；循環(huán)水耗量：343t/h(按32℃進(jìn)水40℃回水)；一效溫度75℃，壓力39kPa(A)；二效溫度55℃，壓力16kPa(A)。