高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化制备装置及相应的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化制备装置及相应的制备方法。首先通过间歇式或连续式加热浓缩装置将乳酸钠溶液浓缩至99wt％以上，接着将温度为130‑150℃的熔融浓缩液输送至旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器中，利用其冷却、搅拌、破碎、输送等多重作用将熔融浓缩液转化成温度为105‑115℃的乳酸钠固形物或固液混合物，与此同时所得固形物或固液混合物持续不断的进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室中，与较低温度的干燥气流相遇后进一步冷却、凝固，所得固体在旋转干燥室中被桨叶破碎后随气流上升，依次进入旋风分离器和筛分机，最终得到乳酸钠含量极高且几乎不含水的乳酸钠粉末。该粉末颗粒均匀，稳定性好，应用范围广。

Industrial preparation equipment of sodium lactate powder with high purity and low water content and corresponding preparation method

【技术实现步骤摘要】
高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化制备装置及相应的制备方法
本专利技术涉及食品添加剂及精细化工
，具体涉及一种高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化制备装置及相应的制备方法。
技术介绍
乳酸钠是一种常见的食品添加剂，被广泛用于禽肉类、面食产品的加工过程中，具有增强风味、保持湿度并能提高产品稳定性和安全性等多重功效。此外，乳酸钠还可应用于日化领域(如沐浴露、洗发水)，起到保持水分和增强皮肤弹性的作用。食品添加剂乳酸钠的质量指标通常如下表所示：目前工业上通常采用食品级L-乳酸与氢氧化钠(或碳酸钠)反应制备乳酸钠，相应的产品包括乳酸钠溶液(或液体乳酸钠)和乳酸钠粉(或固体乳酸钠)两种形态。研究表明，同等条件下乳酸钠粉在食品中的防腐效力是乳酸钠溶液的2-5倍。除此之外，乳酸钠粉末产品还具有以下特点：①高效方便、利于使用，可应用于各种干粉料中，易于添加混合，避免了液体乳酸钠产品不方便用于固态产品的不足；②能显著增强食品风味，乳酸钠粉末不会对食品口感、气味、风味和外观造成不良影响，专业风味分析结果显示，乳酸钠粉特殊的咸味客观上增强了肉制品的风味；③乳酸钠粉末更利于产品体系的水分调节与保持。综上所述，乳酸钠粉末产品表现出来的纯度更高、应用范围更广、使用效果及便利性更好等优点，使其越来越受到市场和用户的欢迎。目前已经有许多乳酸钠粉末的生产方法被公开报道。中国专利CN107960637A公开了一种制备乳酸钠粉的工艺，主要包括配制含乳酸、乳酸钠、抗结剂的混合水溶液，乳酸包覆，喷雾造粒，粉碎包装等步骤。分析可知该方法添加物过多导致产品中乳酸钠含量较低，只能得到一种固体缓冲乳酸而非真正的乳酸钠粉，并且该产品不能完全适用于乳酸钠粉的应用范围。除此之外，该方法需要对完成了喷雾造粒的含水乳酸钠包埋物再烘干，存在操作复杂、能耗高、效率低等弊端。中国专利CN104130120A公开了一种固体乳酸钠的低温制粒方法，该方法采用刮膜蒸发器对乳酸钠溶液进行快速浓缩，然后将浓缩液自上而下喷雾形成高温液滴，遇到自下而上的冷空气后固化成乳酸钠结晶粉末。该方法虽然能够得到固体形态的乳酸钠产品，但是该产品中实际含水量依然较大(浓缩液含水量8％-10％，考虑到乳酸钠本身吸水性强且有保湿效果，喷雾造粒所得固体颗粒及终产品中水分含量必然较高)，在后续存放、使用时容易板结或玻璃化。中国专利CN1261403C公开了一种稳定的粉末状碱金属乳酸盐的制备方法，该方法将较高浓度的碱金属乳酸盐溶液输送至混合器/挤出机中冷却，然后直接粉碎成目标粒径的颗粒。然而该方法在工艺设计时受到必须基本适应各种碱金属乳酸盐的限制(如乳酸钾、乳酸锂等)，工艺针对性不强。除此之外该方法在制备过程中还掺杂了大量面粉、淀粉或硅酸盐等载体，乳酸钠的含量依然不高且稳定性有待进一步提升，没有充分的证据表明其在不添加载体的情况下也能制得性能优异的高纯度、低含水量乳酸钠粉末产品。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述种种问题，本专利技术的目的之一在于提供一种高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化生产设备，该套生产设备包括加热浓缩装置、带开放式(敞口)螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体、旋风分离器系统、筛分机。所述加热浓缩装置的出口与旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器进料斗相连，开放式螺杆进料器的出口与旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室进料口相连，旋风分离器系统分别与旋转闪蒸干燥机出风口(位于顶部)以及筛分机入口相连。原料乳酸钠水溶液进入加热浓缩装置后被浓缩到一定程度(99％以上)并保持熔融状态，随后进入带开放式螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体。熔融物料在开放式螺杆进料器中逐渐冷却为固形物或液固混合物，接着进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室。固形物或液固混合物在下落过程中全部凝结成固体，所得固体被位于旋转闪蒸干燥机底部的桨片打碎后被干燥气流带至旋转闪蒸干燥机顶部出风口，气固混合物料被抽送至旋风分离器系统进行分离，所得粉末物料经筛分机筛选，即为高纯度、低含水量乳酸钠粉末。进一步的，所述加热浓缩装置可以是间歇式。乳酸钠水溶液进入夹套加热蒸发器后被加热蒸发，挥发出来的水分被减压抽真空带走，直至浓度合格后出料，接着进行下一批物料的浓缩。或者乳酸钠水溶液进入带外循环加热的减压蒸发器中加热浓缩，期间蒸发室中的液体物料连续不断被泵送至与其(蒸发室)并联的加热器中加热浓缩，物料最后回流进蒸发室，挥发出来的水分不断被减压抽真空带走，当物料浓度合格后出料，接着进行下一批乳酸钠水溶液的浓缩。进一步的，所述加热浓缩装置还可以是连续式。乳酸钠水溶液连续进入单级刮板薄膜蒸发器中并被浓缩至一定程度，然后依次定量交替的进入若干个(至少两套)并联的夹套加热蒸发器中进行进一步浓缩，浓缩合格的物料分别从夹套加热蒸发器中排出，实现连续供料。加热浓缩装置能够尽可能浓缩除去乳酸钠溶液中的水分，为实现高乳酸钠含量、低水分的产品提供基础。进一步的，开放式螺杆进料器是专门为旋转闪蒸干燥机主体设计的一套全新进料系统。开放式螺杆进料器包括料槽(敞口)以及位于料槽中由电机带动的单或双螺杆挤出部件；螺杆上连续或间断设置有叶片，料槽外周为夹层结构，夹层结构与循环冷却水连通。该开放式螺杆进料器发挥了多重作用：①对乳酸钠溶液进行适当的水冷、空冷等多重冷却，避免其直接凝结成大块；②保证乳酸钠溶液在输送过程中，能够利用自身热量继续蒸发所含的少量水分；③保证进入旋转闪蒸干燥机内部的旋转干燥室中的物料为固形物或液固混合物。利用上述设备生产高纯度、低含水量乳酸钠粉末的方法，具体过程如下：(a)首先利用加热浓缩装置对乳酸钠水溶液进行浓缩，得到熔融状态的乳酸钠浓缩液；(b)将熔融乳酸钠浓缩液输送至旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器中，物料在开放式螺杆进料器中逐渐冷却为固形物或液固混合物料，接着进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室中，固形物或液固混合物料在下落过程中全部凝结成固体，所得固体被位于旋转闪蒸干燥机底部的桨片打碎后被干燥气流带至旋转闪蒸干燥机顶部的出风口，气固混合物料被抽送至旋风分离器系统进行分离，所得粉末物料经筛分机筛选，即为高纯度、低含水量乳酸钠粉末。进一步的，步骤(a)中乳酸钠水溶液的质量分数为40％-65％，乳酸钠浓缩液的质量分数≧99％，从加热浓缩装置排出的乳酸钠浓缩液常压下保温130-150℃(此时乳酸钠处于熔融状态)。进一步的，乳酸钠水溶液可以一步或分多步浓缩到目标浓度(质量分数≧99％)。分多步浓缩时先浓缩至质量分数为90％-95％，然后进一步浓缩至质量分数≧99％。分步浓缩有助于减轻设备压力，实现较高的浓度和较低的含水量。进一步的，步骤(b)中熔融态乳酸钠浓缩液通过开放式螺杆进料器进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室时的温度为105-115℃，此时物料处于固态或液固临界状态，含水量低至极限。进一步的，步骤(b)中为保证进入旋转干燥室的物料处于固态或液固临界状态，旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器的螺杆长度、直径及开放式螺旋槽夹套的换热面积应与主机最大产量相配套。在最大进料量状态时，开放式螺杆进料器料槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化生产设备，其特征在于该套生产设备包括加热浓缩装置、带开放式螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体、旋风分离器系统、筛分机；所述加热浓缩装置的出口与旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器进料斗相连，开放式螺杆进料器的出口与旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室进料口相连，旋风分离器系统分别与旋转闪蒸干燥机出风口以及筛分机入口相连；原料乳酸钠水溶液进入加热浓缩装置后被浓缩到一定程度并保持熔融状态，随后进入带开放式螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体；物料在开放式螺杆进料器中逐渐冷却为固形物或液固混合物，接着进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室；固形物或液固混合物在下落过程中全部凝结成固体，所得固体被位于旋转闪蒸干燥机底部的桨片打碎后，被干燥气流带至旋转闪蒸干燥机顶部出风口，气固混合物料被抽送至旋风分离器系统进行分离，所得粉末物料经筛分机筛选，即为高纯度、低含水量乳酸钠粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯度、低含水量乳酸钠粉末的工业化生产设备，其特征在于该套生产设备包括加热浓缩装置、带开放式螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体、旋风分离器系统、筛分机；所述加热浓缩装置的出口与旋转闪蒸干燥机主体上的开放式螺杆进料器进料斗相连，开放式螺杆进料器的出口与旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室进料口相连，旋风分离器系统分别与旋转闪蒸干燥机出风口以及筛分机入口相连；原料乳酸钠水溶液进入加热浓缩装置后被浓缩到一定程度并保持熔融状态，随后进入带开放式螺杆进料器的旋转闪蒸干燥机主体；物料在开放式螺杆进料器中逐渐冷却为固形物或液固混合物，接着进入旋转闪蒸干燥机的旋转干燥室；固形物或液固混合物在下落过程中全部凝结成固体，所得固体被位于旋转闪蒸干燥机底部的桨片打碎后，被干燥气流带至旋转闪蒸干燥机顶部出风口，气固混合物料被抽送至旋风分离器系统进行分离，所得粉末物料经筛分机筛选，即为高纯度、低含水量乳酸钠粉末。


2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述加热浓缩装置为间歇式，乳酸钠水溶液进入夹套加热蒸发器被加热蒸发，挥发出来的水分被减压抽真空带走，直至浓度合格后出料，接着进行下一批物料的浓缩；或者乳酸钠水溶液进入带外循环加热的减压蒸发器中加热浓缩，期间蒸发室中的液体物料连续不断被泵送至与其并联的加热器中加热浓缩，物料最后回流进蒸发室，挥发出来的水分不断被减压抽真空带走，当物料浓度合格后出料，接着进行下一批乳酸钠水溶液的浓缩。


3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述加热浓缩装置为连续式，乳酸钠水溶液连续进入单级刮板薄膜蒸发器中并被浓缩至一定程度，然后依次定量交替的进入若干个并联的夹套加热蒸发器中进行进一步浓缩，浓缩合格的物料分别从夹套加热蒸发器中排出，实现连续供料。


4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：开放式螺杆进料器包括料槽以及位于料槽中由电机带动的单或双螺杆挤出部件，螺杆上连续或间断设置有叶片，料槽外周为夹层结构，夹层结构与循环冷却水连通。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑修萍，付振宇，陈传武，丁广健，周水明，郭慧颖，汪芳芳，
申请(专利权)人：湖北壮美生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42