【技术实现步骤摘要】
一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘脂生产釜
[0001]本专利技术涉及单甘酯制备
，具体为一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘脂生产釜。
技术介绍
[0002]单甘酯的全称为单脂肪酸甘油酯或甘油单脂肪酸酯，它具有一个亲油的长链烷基和两个亲水的经基,因而具有较好的表面活性,被广泛应用于食品、医药、精细化工等等工业中。
[0003]单甘酯一般通过直接酯化法制取，原料为脂肪酸和甘油，在反应温度下生成单甘酯、二甘酯还有水，反应为可逆反应，所以，一般边反应边除去水，使得反应朝向目标产物方向发展，而该反应制取的产物是单甘酯和二甘酯的混合物，还有一些过量的原料，所以，还需要对半成品进行分离提纯。
[0004]现有技术中，一般通过分子蒸馏的方式进行提纯，分子蒸馏有若干种形式，但大多都需要粗真空环境，其中的离心建立液膜的方式因为其密封的复杂要求而抑制了工业的量产增加，其余的刮板式液膜、降膜式分子蒸馏则因为液膜厚薄、作业效率等等也限制了产量增加。
[0005]单甘酯的合成与分离在两个设备中进行，中间涉及物料的转移，合成釜内单甘酯浓度提高到一定程度后，影响反应的继续进行，只能从合成釜内取出物料进行分离过程，更换新的物料进入合成釜内进行合成反应，分子蒸馏设备中取出的部分物料是合成单甘酯的原料，这部分原料应当回收并重新投入合成釜进行下一周期的合成，物料的转移十分繁琐，每周期获得的单甘酯量并不高。
[0006]所以，现有技术的单甘酯制备工艺、设备的生产效率已经开始不能满足工业产量上的需求。>
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘脂生产釜，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘脂生产釜，包括罐体、主电机、主轴、分离组件、收集组件、脱水组件，罐体顶部设置主电机，主电机向罐体内设置主轴，分离组件浸入生产釜内待反应的物料混合物中，分离组件从罐体内混合物中以分子蒸馏形式分离出单甘酯，分离组件包括静止部分与运动部分，分离组件静止部分安装在罐体内壁上，分离组件运动部分安装在主轴下端，收集组件放置在罐体一旁，分离组件静止部分向外伸出接口连接至收集组件，脱水组件安装在罐体侧壁上，抽出罐体内顶部的水蒸气。罐体内投放待制备单甘酯的原料，主要是脂肪酸和甘油，反应生成单甘酯、二甘酯和水，反应为可逆反应，所以，在反应过程中，抽取掉水，可以让反应朝向目标产物方向发展，而单独的抽取水，
对于反应方向的促进有限，而本申请中，不仅将反应产生的水脱除，还通过分离组件连续地从浆料中分离出单甘酯产物，使得合成反应进一步朝向目标物方向发展，分离组件使用分子蒸馏形式进行分离，只接收分离组件内温度压力下分子自由行程匹配的单甘酯的蒸发物，让原料脂肪酸与甘油继续在罐体内进行反应。
[0009]进一步的，生产釜还包括搅拌轮，搅拌轮安装在主轴上，搅拌轮位于分离组件上方。搅拌轮对罐体内浆液进行搅动，促进其流动，将反应生成的水搅动起来，在液面处蒸发出来被脱水组件抽吸走，搅拌轮还促进分离组件周围的浆料流动，让更多的单甘酯进入到分离组件内进行分离。
[0010]进一步的，分离组件包括空心轮、冷凝台、收集管和制冷片，空心轮固定在主轴下端，收集管安装在罐体壁面上，收集管一端向罐体内部延伸并且末端与主轴同轴，收集管另一端伸出罐体外并连接至收集组件，冷凝台安装在收集管末端并位于空心轮的内部，制冷片贴附在冷凝台内部，制冷片的导热管与电源线顺着收集管延伸到罐体外部；空心轮包括锥侧面、顶面和底面，锥侧面锥尖朝上，顶面连接锥侧面顶端，底面连接锥侧面底端，底面中间位置设置圆孔并通过轴承旋转连接在收集管外壁上，顶面在圆周外缘位置设置若干个连通到空心轮内腔的进流孔，底面在圆周外缘位置设置若干个连通到空心轮内腔的出流孔；冷凝台包括冷凝斜面和底板，底板安装在收集管的顶端，冷凝斜面安装在底板上，冷凝斜面的侧面与锥侧面面对面设置，冷凝斜面的底部设置若干收集口。
[0011]空心轮浸入外部的浆料，但外部的浆料只能从进流孔和出流孔进出空心轮内的空间，在起始时，主电机尚未启动，空心轮内充满浆料，随着主电机的启动，主轴带动空心轮进行旋转，空心轮内的液体被甩向侧壁，离心作用下，在锥侧面内壁上形成一层液膜，液膜从进流孔进入，再从出流孔流出，形成连续流动的离心液膜，如果空心轮侧面竖直，则形成的液膜因为重力的作用，从而在下的部分较厚而在上的部分较薄，而本申请中，空心轮侧面倾斜为锥面，液膜在锥侧面底部受到较大的离心力，像出流孔外流出速度更大，减薄液膜厚度，让液膜在锥侧面内壁上趋向均匀，而空心轮内由于离心作用而空出的部分，成为真空状态，而且是不需要进行密封的真空区域，液膜从锥侧面内壁上以分子蒸馏的形式蒸发，单甘酯分子从液膜蒸发出来后，其平均自由程基本等于或略大于锥侧面内表面与冷凝斜面外表面之间的距离，单甘酯分子在冷凝斜面上凝结为液态，顺着冷凝斜面下流至底板并从收集口进入到冷凝台内部，然后在经由收集管排往收集组件。锥侧面内表所多余的液体则从出流孔排出到周围浆料中，随着反应的进行，脂肪酸和甘油生成的单甘酯从收集组件处取得，水分从脱水组件排出，罐体内留有的二甘酯在最终从罐体底部接口排出。
[0012]进一步的，锥侧面内表面设有螺旋凸起，螺旋凸起以主轴为轴线，螺旋凸起将锥侧面内表面液膜向下挤送。锥侧面内表面的液膜底端所连接的外部浆料处于深度较深位置，受压较大，液膜上端受压较小，排斥液膜的与外部浆料物料交换与流动，在某一范围主轴转速下，液膜与空心轮保持相对静止，螺旋凸起促进液膜流动，防止液膜在锥侧面上停留，同时，螺旋凸起增强液膜的离心作用，在没有螺旋凸起存在时，液膜的离心运动全由其与锥侧面内表面之间的摩擦力给到。
[0013]进一步的，顶面上表面设置斜槽，斜槽从主轴往进流孔倾斜。斜槽可以将顶面上方的浆料导向进流孔，顶面上方的浆料与顶面接触时，也受到摩擦力作用而进行一定的离心
作用，然后远处的浆料填补空隙，沿着顶面圆周向外流动的浆料倾斜朝向进流孔流动。
[0014]进一步的，底板边缘超出冷凝斜面，底板边缘设置围堰。围堰兜住从冷凝斜面表面上流下来的单甘酯液体，使其全部从收集口进入到冷凝台内部。
[0015]进一步的，收集组件包括收集罐和抽气机，收集罐连接收集管，抽气机连接至收集罐内的顶部。抽气机充分抽吸走收集罐内的空间，形成真空区域，顺着收集管保持空心轮内的真空，并抽取冷凝台内的单甘酯使其集中到收集罐内。
[0016]进一步的，脱水组件包括抽气管、压缩机、排气管和调压阀，压缩机安装在罐体侧壁上，压缩机进口连接抽气管，抽气管另一端穿入至罐体内的顶部，压缩机出口连接排气管，排气管穿入罐体内部并与空心轮滑动接触后穿出罐体，排气管远离压缩机的末端设置调压阀。压缩机抽气罐体内顶部水蒸汽并加压输送回来，单甘酯制取的反应温度为180~200℃，而单甘酯在锥侧面内表面的蒸发温度略高于该温度，所以，空心轮需要加热，单甘酯在空心轮内进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘脂生产釜，其特征在于：所述生产釜包括罐体（1）、主电机（2）、主轴（3）、分离组件（5）、收集组件（6）、脱水组件（7），所述罐体（1）顶部设置主电机（2），所述主电机（2）向罐体（1）内设置主轴（3），分离组件（5）浸入生产釜内待反应的物料混合物中，分离组件（5）从罐体（1）内混合物中以分子蒸馏形式分离出单甘酯，分离组件（5）包括静止部分与运动部分，分离组件（5）静止部分安装在罐体（1）内壁上，分离组件（5）运动部分安装在主轴（3）下端，所述收集组件（6）放置在罐体（1）一旁，所述分离组件（5）静止部分向外伸出接口连接至收集组件（6），所述脱水组件（7）安装在罐体（1）侧壁上，抽出罐体（1）内顶部的水蒸气；所述分离组件（5）包括空心轮（51）、冷凝台（52）、收集管（53）和制冷片（54），所述空心轮（51）固定在主轴（3）下端，所述收集管（53）安装在罐体（1）壁面上，收集管（53）一端向罐体（1）内部延伸并且末端与主轴（3）同轴，收集管（53）另一端伸出罐体（1）外并连接至收集组件（6），所述冷凝台（53）安装在收集管（53）末端并位于空心轮（51）的内部，所述制冷片（54）贴附在冷凝台（53）内部，制冷片（54）的导热管与电源线顺着收集管（53）延伸到罐体（1）外部；所述空心轮（51）包括锥侧面（511）、顶面（512）和底面（513），所述锥侧面（511）锥尖朝上，所述顶面（512）连接锥侧面（511）顶端，所述底面（513）连接锥侧面（511）底端，所述底面（513）中间位置设置圆孔并通过轴承旋转连接在收集管（53）外壁上，所述顶面（512）在圆周外缘位置设置若干个连通到空心轮（51）内腔的进流孔（5122），所述底面（513）在圆周外缘位置设置若干个连通到空心轮（51）内腔的出流孔（5131）；所述冷凝台（52）包括冷凝斜面（521）和底板（522），所述底板（522）安装在收集管（53）的顶端，所述冷凝斜面（521）安装在底板（522）上，冷凝斜面（521）的侧面与锥侧面（511）面对面设置，冷凝斜面（521）的底部设置若干收集口（5211）。2.根据权利要求1所述的一种具有釜内局部真空结构并连续分馏的单甘...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙敬章，
申请(专利权)人：佳力士添加剂海安有限公司，
类型：发明
国别省市：
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