一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种1，3‑丙二醇发酵液除盐系统及方法，其中除盐系统包括真空系统、蒸发浓缩装置，三塔精馏装置，脱盐装置；其中，所述蒸发浓缩装置为三效蒸发器；所述三塔精馏装置分别用于脱水、提取2，3‑丁二醇成品、提取1，3‑丙二醇成品；所述脱盐装置包括至少一个真空过滤罐；除盐方法包括1）三效蒸发器内蒸发浓缩；2）精馏脱水；3）真空过滤；4）精馏采料。该除盐系统真的过滤板进行特别优化设置，并且设置了相配的辅助滤网，又增设了视镜和清盐人孔，使过滤效果更佳，清理工作更方便。除盐方法是以真空过滤除盐，替代了离子交换除盐工艺，工艺流程简单，并且避免了污染。

Desalting system and method for 1, 3- propylene glycol fermentation broth

The present invention relates to a salt removal system and a method for the 1, 3 propylene glycol fermentation broth, in which the desalting system includes a vacuum system, an evaporating concentrator, a three tower distillation unit and a desalting device, in which the evaporating concentrator is a three effect evaporator, and the three tower distillation unit is used for dehydration, 2, and 3 glycol, respectively. Extraction of 1, 3 propylene glycol finished product; the desalting device includes at least one vacuum filter tank; the desalination method includes 1) in the three evaporator evaporator; 2) distillation and dehydration; 3) vacuum filtration; 4) distillation of the feed. The actual filter plate of the desalting system is specially optimized, and the auxiliary filter net is set up, and the view mirror and the salt cleaning manhole are added to make the filtering effect better and the cleaning work is more convenient. The desalting method is vacuum filtration and desalination instead of ion exchange desalting process. The process is simple and avoids pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统及方法
本专利技术涉及一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统及方法，属于生物发酵设备及方法领域。
技术介绍
自上世纪90年代开始，国内开展了生物发酵制备1，3-丙二醇的研究，多数仍处在小试和中试阶段。由于发酵过程中除产生1，3-丙二醇外，还产生2，3-丁二醇、L-乳酸等副产物，其中乳酸约占20%左右，发酵过程中为调节pH需不断加碱而形成乳酸盐，在精制前必须除掉。现有技术中常见采用离子交换器除盐，但由于离子交换器的树脂的容量有限，只能除掉小部分有机盐，大部分盐会随发酵液进入浓缩和精馏过程。随着发酵液水分的减少，有机盐容易形成结晶；特别在冬季，随着气温下降，溶解度降低，形成的有机盐晶体更多。这些有机盐晶体经常堵塞管道，影响生产。同时树脂需经常再生，树脂再生又消耗大量的碱液和盐酸，对环境造成严重的污染。因此，设计一种除盐效率更高、无污染的1，3-丙二醇发酵液除盐系统及方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决现有技术中1，3-丙二醇发酵液除盐系统和方法存在的效率较低和污染较大的问题，本专利技术提供一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统及方法，采用下述技术方案：一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统，其特征在于，包括：蒸发浓缩装置，三塔精馏装置，脱盐装置、真空系统；其中，所述蒸发浓缩装置为三效蒸发器；所述三塔精馏装置包括用于脱水的Ⅰ塔、提取2，3-丁二醇成品的Ⅱ塔、提取1，3-丙二醇成品的Ⅲ塔；所述脱盐装置包括至少一个真空过滤罐，真空过滤罐包括壳体、过滤板、视镜、空气进口、浓缩液进口、卸盐人孔、滤清液出口、空气出口、清盐人孔、辅助滤网、分布器；其中所述过滤板以向卸盐人孔方向倾斜的方式设置，并且过滤板面与卸盐人孔下缘平齐；所述辅助滤网设置于过滤板上方的塔壁，为带缺口的漏斗环形，缺口位置朝向过滤板较高一侧；所述视镜为2个，分别对应过滤板与辅助滤网；所述Ⅰ塔、Ⅱ塔、Ⅲ塔、真空过滤罐均以阀门与真空系统连通。优选的，所述脱盐装置包括2个并联并可交替工作的真空过滤罐。优选的，所述辅助滤网在水平面的投影为缺口环形，环宽度为壳体内半径的1/4至1/3，投影缺口为圆心角为120°的扇环。一种应用上述1，3-丙二醇发酵液除盐系统的除盐方法，包括如下步骤：1）蒸发浓缩：将除菌去杂质后的1，3-丙二醇发酵液在三效蒸发器内浓缩，直至水分降为20%（质量份）以下，排出浓缩液；2）精馏脱水：步骤1）中所得浓缩液在真空系统的作用下进入Ⅰ塔中部，采用三塔精馏工艺中的脱水工艺，经再沸器自循环加热，在塔顶冷凝器采出水分，塔釜中的发酵液的水分减少至大于等于3%小于等于5%；将脱水后的浓缩液由Ⅰ塔底部排出；3）真空过滤：步骤2）中所得浓缩液在真空系统的作用下，自真空过滤罐的顶部进入罐内，通过特制的辅助滤网、过滤板，分离盐粒，滤清液从底部排出；4）精馏采料：步骤3）中所得的滤清液依次通过Ⅱ塔、Ⅲ塔，分别通过真空精馏采出2，3-丁二醇和1，3-丙二醇。优选的，所述步骤2）中，Ⅰ塔内控制温度为293℃，Ⅰ塔、Ⅱ塔、Ⅲ塔内真空度均为-0.097—-0.098Mpa。优选的，步骤1）中所述三效蒸发器控制温度为84℃，真空度-0.068MPa，浓度控制在80%以上。优选的，步骤3）中每隔24-30小时通过视镜观察盐粒积存的情况，当符合要求时，关闭浓缩液进口阀和滤清液出口阀，开启空气进口阀和出口阀，吹除盐层中少量浓缩液；3-5分钟后，关闭空气进口阀和出口阀，打开卸盐人孔、清盐人孔，清理盐粒；卸净盐粒后，关闭卸盐人孔、清盐人孔。进一步的，步骤3）中使用设置两只并联的真空过滤罐的除盐系统，轮流使用、轮替卸盐。本专利技术具有以下的优点：（1）本专利技术的发酵液除盐方法是以真空过滤除盐，替代了离子交换除盐工艺，工艺流程简单，操作方便，减少了设备和占地面积，并且杜绝了因树脂再生时酸碱液排放对环境的污染；（2）本专利技术发酵液除盐系统中的脱盐装置中，真空过滤罐中的过滤板进行特别优化设置，并且设置了相配的辅助滤网，又增设了视镜和清盐人孔，使过滤效果更佳，清理工作更方便。附图说明图1是本专利技术除盐系统实施例1的结构流程示意图；图2是本专利技术除盐系统实施例1中真空过滤罐结构示意图；图3是本专利技术除盐系统实施例1中辅助滤网310结构示意图；其中：1.蒸发浓缩装置，2.三塔精馏装置，3.脱盐装置，4.真空系统，21.Ⅰ塔，22.Ⅱ塔，23.Ⅲ塔，31.壳体，32.过滤板，33.视镜，34.空气进口阀，35.浓缩液进口阀，36.卸盐人口，37.滤清液出口阀，38.空气出口阀，39.清盐人孔，310.辅助滤网，311.分布器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。实施例1如图1至图3所示，一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统，包括：真空系统4、蒸发浓缩装置1，三塔精馏装置2，脱盐装置3；其中，所述蒸发浓缩装置1为三效蒸发器；所述三塔精馏装置2包括用于脱水的Ⅰ塔21、提取2，3-丁二醇成品的Ⅱ塔22、提取1，3-丙二醇成品的Ⅲ塔23；所述脱盐装置3包括一个真空过滤罐，真空过滤罐包括壳体31、过滤板32、视镜33、空气进口、浓缩液进口、卸盐人孔36、滤清液出口、空气出口、清盐人孔39、辅助滤网310、分布器311；所述辅助滤网310在水平面的投影环宽度为壳体内半径的1/4至1/3，投影缺口为圆心角为120°的扇环。所述过滤板32以向卸盐人孔36方向倾斜的方式设置，倾斜角为20°，并且过滤板面与卸盐人孔36下缘平齐；所述辅助滤网310设置于过滤板32上方的塔壁，为带120°缺口的漏斗环形，缺口位置朝向过滤板32较高一侧；所述视镜为2个，分别用于观察过滤板32与辅助滤网310。过滤板32设置为倾斜，一方面是为了便于卸盐操作，另一方面是为了增大过滤面积。由于盐粒是随浓缩液一起喷下，在过滤板上具有一定流动性；而过滤板32倾斜会导致盐粒更容易在较低一侧聚集。这种聚集不但会使过滤板承受的载荷不平衡，还会导致局部堆积后液体的渗下、吹除难度更大。因此设置辅助滤网310，既能将贴壁流向中间收集，减少塔壁上的盐结晶，更重要的是能减少过滤板32较低一侧的盐粒聚集现象，更有利于盐粒的均衡分布，同时还有增大过滤面积和容盐面积、提升过滤能力、减少清理频次的作用。所述Ⅰ塔21、Ⅱ塔22、Ⅲ塔23、真空过滤罐均以阀门与真空系统4连通。一种应用本实施例中除盐系统的除盐方法包括如下步骤：1）蒸发浓缩：1，3-丙二醇发酵液经膜分离除去菌体和其它固体杂质后，每升含1，3-丙二醇约61g，2，3-丙二醇16g，L-乳酸11g，其它副产物5g，有机盐和无机盐约4-5g，其余为水。低浓度的发酵液不经离子交换器直接进入三效蒸发器（真空度-0.067—-0.068MPa，控制温度84℃）蒸发浓缩，浓度达到80%以上，此时盐类尚不能析出，有机盐和无机盐混在1，3-丙二醇等生物产品的分子间，对不锈钢制作的三效蒸发器的再沸器既无损伤，又不会生成盐垢。2）精馏脱水：步骤1）中所得浓缩液在真空系统的作用下进入Ⅰ塔21中部，采用三塔精馏工艺中的脱水工艺；Ⅰ塔21内真空度-0.097—-0.098Mpa，控制温度293℃；经再沸器自循环加热，水分气化经多层塔板在塔顶冷凝器采出水分，塔釜中的发酵液的水分减少至3-4%，此时发酵液中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1，3‑丙二醇发酵液除盐系统，其特征在于，包括：蒸发浓缩装置（1），三塔精馏装置（2），脱盐装置（3）、真空系统（4）；其中，所述蒸发浓缩装置（1）为三效蒸发器；所述三塔精馏装置（2）包括用于脱水的Ⅰ塔（21）、提取2，3‑丁二醇成品的Ⅱ塔（22）、提取1，3‑丙二醇成品的Ⅲ塔（23）；所述脱盐装置（3）包括至少一个真空过滤罐，真空过滤罐包括壳体（31）、过滤板（32）、视镜（33）、空气进口、浓缩液进口、卸盐人孔（36）、滤清液出口、空气出口、清盐人孔（39）、辅助滤网（310）、分布器（311）；其中所述过滤板（32）以向卸盐人孔（36）方向倾斜的方式设置，并且过滤板（32）面与卸盐人孔（36）下缘平齐；所述辅助滤网（310）设置于过滤板（32）上方的塔壁，为带缺口的漏斗环形，缺口位置朝向过滤板（32）较高一侧；所述视镜（33）为2个，分别对应过滤板（32）与辅助滤网（310）；所述Ⅰ塔（21）、Ⅱ塔（22）、Ⅲ塔（23）、真空过滤罐均以阀门与真空系统（4）连通。

【技术特征摘要】
1.一种1，3-丙二醇发酵液除盐系统，其特征在于，包括：蒸发浓缩装置（1），三塔精馏装置（2），脱盐装置（3）、真空系统（4）；其中，所述蒸发浓缩装置（1）为三效蒸发器；所述三塔精馏装置（2）包括用于脱水的Ⅰ塔（21）、提取2，3-丁二醇成品的Ⅱ塔（22）、提取1，3-丙二醇成品的Ⅲ塔（23）；所述脱盐装置（3）包括至少一个真空过滤罐，真空过滤罐包括壳体（31）、过滤板（32）、视镜（33）、空气进口、浓缩液进口、卸盐人孔（36）、滤清液出口、空气出口、清盐人孔（39）、辅助滤网（310）、分布器（311）；其中所述过滤板（32）以向卸盐人孔（36）方向倾斜的方式设置，并且过滤板（32）面与卸盐人孔（36）下缘平齐；所述辅助滤网（310）设置于过滤板（32）上方的塔壁，为带缺口的漏斗环形，缺口位置朝向过滤板（32）较高一侧；所述视镜（33）为2个，分别对应过滤板（32）与辅助滤网（310）；所述Ⅰ塔（21）、Ⅱ塔（22）、Ⅲ塔（23）、真空过滤罐均以阀门与真空系统（4）连通。2.根据权利要求1所述的除盐系统，其特征在于，所述脱盐装置（3）包括2个并联并可交替工作的真空过滤罐。3.根据权利要求1所述的除盐系统，其特征在于，所述辅助滤网（310）在水平面的投影为缺口环形，环宽度为壳体内半径的1/4至1/3，投影缺口为圆心角为120°的扇环。4.一种应用权利要求1所述除盐系统的除盐方法，其特征在于，包括如下步骤：1）蒸发浓缩：将除菌去杂质后的1，3-丙二醇发酵液在三效蒸发器内浓缩，直至水分降为20%（质量份）以下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志勇，王爱国，胡茂国，井源，牛建桥，李长学，袁绪胜，
申请(专利权)人：山东祥瑞药业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37