卡拉膠(Carrageenan)從紅藻中的角叉菜屬、杉藻屬、麒麟菜屬、銀杏藻屬、叉枝藻屬等海藻中提取,從結構來說, 所有的卡拉膠都是由1,3苷鍵鍵合的β- D- 吡喃半乳糖殘基和1,4 苷鍵鍵合的α-D-吡喃半乳糖殘基交替連接而成的線性多糖類硫酸酯的鉀、鈉、鎂、鈣鹽和3,6-脫水半乳糖直鏈聚合物所組成,作為優(yōu)良的增稠劑、凝固劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑和澄清劑,可廣泛應用于食品工業(yè)、日用化工、醫(yī)藥、紡織、造紙、印刷等方面數(shù)百種產(chǎn)品中,具有極高的應用價值。商品卡拉膠一般為白色或淺褐色的顆;蚍勰,無臭、無味,粗制的卡拉膠會略帶海藻的腥味。
卡拉膠生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前, 卡拉膠的生產(chǎn)一般以麒麟菜屬的海藻為主資源。粗制卡拉膠、精制卡拉膠的生產(chǎn)一般采取如下生產(chǎn)工藝:
粗制卡拉膠的生產(chǎn):原料→分揀→堿處理→漂洗→干燥→粉碎→粗制成品。
精制卡拉膠的生產(chǎn):原料→分揀→堿處理→漂洗→煮膠→過濾→清液→加鹽→冷卻成膠→脫水→干燥→粉碎→精制成品。
干燥是卡拉膠生產(chǎn)的關鍵步驟之一,對卡拉膠產(chǎn)品的性能, 質量和得率至關重要。
目前,卡拉膠生產(chǎn)中的干燥操作普遍采用日曬的方法,即將通過機械脫水后的膠片在陽光下暴曬約2d 至含水25%左右。但是,這種方法有很多缺點一直困擾著生產(chǎn)廠家:一是占用場地大,干燥效率低,限制生產(chǎn)規(guī)模的擴大;二是露天操作,污染嚴重,影響產(chǎn)品品質;三是受天氣影響,逢雨季經(jīng)常造成停產(chǎn)及半成品變質而影響生產(chǎn)連續(xù)性。
卡拉膠的干燥特性和乙醇溶劑干燥方式的選擇
由于在卡拉膠生產(chǎn)中待干燥物料屬膠體片狀物,干燥前物料經(jīng)過機械脫去溶劑或其它方法脫去溶劑后含濕率不大于32%。在干燥機中應該創(chuàng)造外部質熱傳遞適應內(nèi)部質熱傳遞的條件,使干燥強度盡可能增大。等速干燥需具備的條件是氣速大、溫度高、介質濕度低,而物料內(nèi)部溶劑的降速干燥過程是物料內(nèi)部濕分擴散,溫度越高,內(nèi)部溫升越快,內(nèi)部濕分擴散速度越大,此時物料含水率很低,用一般干燥方式難以達到。
根據(jù)卡拉膠的上述干燥特性,同時考慮到為保持卡拉膠的原有色澤和品質,干燥后物料溫升不能太高,我們認為卡拉膠用流化床干燥時間適中,效率較高,能夠一次性達到干燥效果。經(jīng)過反復研究與實踐,無錫雙瑞開發(fā)的卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機,克服了傳統(tǒng)方法的缺點,取得了良好的效果,并確定了合理的操作參數(shù),對生產(chǎn)具有一定的指導意義。
卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機設計分析
閉路循環(huán)沸騰干燥機是有機溶劑類粉體干燥的專用設備。該機組是由氮氣(或其他惰性氣體)作為干燥循環(huán)氣體,干燥過程物料可以防止氧化、同時有機溶劑可以回收。密閉沸騰干燥機一般用于乙醇、丙酮、己烷等有機溶劑類的粉體干燥,設備采用防爆設計,干燥過程安全環(huán)保。
卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機在使用前,使用氮氣將系統(tǒng)內(nèi)的空氣置換出,使系統(tǒng)內(nèi)的氧氣含量達到溶媒的安全濃度之內(nèi)?ɡz濕物料在密閉容器內(nèi),由設備上的進料口進入干燥主機內(nèi)。送風機送入經(jīng)過濾后的氮氣,經(jīng)加熱器加熱至干燥工藝所需的溫度,進入沸騰床對由位差加料口加入的物料進行傳熱傳質(干燥),加料完成后干燥至物料所需終濕度。在干燥過程中,濕熱氣體帶著少數(shù)的微粉經(jīng)除塵器將所有2um以上的微粉在除塵器內(nèi)進行氣固分離。固體粉塵在除塵器內(nèi)收集,氣體進入多級冷凝器(翅片式冷凝器壓降小,冷凝效果好),將濕熱氣體內(nèi)的溶媒冷凝。冷凝后的溶媒經(jīng)收集罐收集后進行儲存(零排放至空氣中,可循環(huán)使用)。經(jīng)冷凝除濕后的干燥氮氣再經(jīng)送風機送入加熱器循環(huán)使用。干燥完成后的物料由翻板機構將熱風分布板上的物料放入下筒體,經(jīng)真空泵或氣流輸送系統(tǒng)輸入至密閉容器內(nèi)儲存分裝(進出料皆在密閉環(huán)境內(nèi)操作,車間無粉塵)。
卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機 性能特點
(1) PLC一觸摸屏操作,操作方便,穩(wěn)定,具備嚴格的互鎖功能,不會導致產(chǎn)生人為誤操作。
(2) 清灰方式為脈沖布袋清灰,工作時連續(xù)的離線清灰除塵。清灰效果遠優(yōu)于在線脈沖清灰和汽缸抖袋清灰方式,避免了干燥時物料死床。
(3) 配置上抽式硬骨架布袋,在保證布袋面積和清灰效果的同時,減少了工人在拆洗布袋時,工作環(huán)境差的特點。在人不用鉆入筒體的情況下,輕松將布袋從設備上拆除。
(4) 設備通過自身的引風機自動負壓上料,減少了人工操作,減輕了工人勞動強度。
(5) 設備通過自動出料裝置,實現(xiàn)自動密閉出料,減少物料的交叉污染和工人勞動強度。
(6) 設備內(nèi)含攪拌結構,可防止物料橋架、死床。使物料流化沸騰干燥效果更好。
(7) 設備采取密閉圓形結構,無死角,清洗方便迅速,無交叉污染。整臺設備易操作、易拆卸、易清洗、符合“GMP”要求;
(8) 在與氣力輸送系統(tǒng)對接后,可實現(xiàn)無人操控的全自動連續(xù)作業(yè)功能(可選項)。
(9) 在主機底部設有排污裝置,能快速排盡清洗機器時的積水;
(10) 雙抖袋防靜電布袋過濾器(或有特殊要求時可采用不銹鋼反吹過濾器)與過濾室之間采用橡膠膨脹密封圈,并具備壓縮空氣檢測功能,保障密封可靠。排風管道設計粉塵傳感器,并與PLC控制系統(tǒng)聯(lián)鎖,確保生產(chǎn)過程的產(chǎn)品安全。
(11) 可以選擇2Bar或10Bar塵暴設計,保障人員、設備與環(huán)境安全,接地可靠。
(12) 可提供提升翻轉出料在線干法整粒單元,或者真空出料在線整粒單元,實現(xiàn)無塵出料,符合當前GMP無塵生產(chǎn)要求。
卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機 工藝改進
(1) 卡拉膠乙醇烘干專用閉路循環(huán)沸騰干燥機提高了生產(chǎn)能力,避免了灰塵污染,保證了卡拉膠的色澤和品質,能夠連續(xù)化、機械化進行生產(chǎn)。所選定的工藝參數(shù)經(jīng)過長期的生產(chǎn)時間檢驗,實用可靠。
(2) 利用流化床干燥卡拉膠,顏色稍重于日曬。出口產(chǎn)品應降低干燥溫度和料層厚度,保證產(chǎn)品顏色。
(3) 由于卡拉膠的含水特性,會發(fā)生干燥粒子“返潮”現(xiàn)象,應盡早進入粉碎工序,使分子間水分徹底揮發(fā)。
(4) 一般來說,在一定條件下,操作溫度愈高,設備熱效率也就愈高。但通過對卡拉膠干燥機理的研究發(fā)現(xiàn),其分子內(nèi)溶劑較多,干燥速率曲線幾乎沒有平臺區(qū),且有一個變色敏感區(qū),通過長期實踐發(fā)現(xiàn),干燥溫度zui佳范圍為80~100℃。
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