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1、番茄红素提取番茄红素提取成套系统技术方案成套系统技术方案 目目 录录 l第一部分:用户技术要求l第二部分:设计方案概述l第三部分:系统构成、工艺路线及技术指标l第四部分:优越性能l第五部分:结论第一部分:用户技术要求 提取物: 番茄红素。提取原料:番茄酱 ,28/30,含水量为72%70%。提取量:日提取处理 3 吨 番茄酱 。第二部分:设计方案概述第二部分:设计方案概述 l根据用户提出的技术要求,我方设计了 一 条生产线,提取处理能力为 150 kg/h 番茄酱 原料。说明: 番茄酱 比重按 0.9 kg/l计算。第二部分:设计方案概述第二部分:设计方案概述l整条生产线除进料口、出渣口、溶剂
2、尾气排放口之外,各工位实现全封闭条件下的连续化运行,自动化控制。第二部分:设计方案概述第二部分:设计方案概述l本方案是以 番茄酱 提取 番茄红素为标准设计的。l最终产品为 番茄红素浓缩物 ,含量为 10 %。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标l整条生产线包括如下系统:番茄酱喂送料系统;番茄酱喂送料系统;番茄酱分散系统番茄酱分散系统提取系统;提取系统;提取溶媒控制系统;提取溶媒控制系统;番茄酱渣处理系统;番茄酱渣处理系统;番茄红素提取液处理系统;番茄红素提取液处理系统;番茄红素提取液浓缩系统;番茄红素提取液浓缩系统;溶剂尾气回收系统;溶剂尾气回收系统;溶
3、剂分离系统;溶剂分离系统;PLC操作控制系统。操作控制系统。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标工艺流程示意图第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标一、喂送料系统一、喂送料系统:包括储料、定量输送器等装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标一、番茄酱喂送料系统一、番茄酱喂送料系统-储料:储料:l型式型式: 番茄酱筒 。由番茄酱厂提供。l用途和要求用途和要求:盛装番茄酱原料,保证供给。l流程和操作流程和操作:番茄酱连续、自动、均匀地被定量输送器抽出。第三部分:第三部分:系统构成
4、、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标一、番茄酱喂送料系统一、番茄酱喂送料系统-定量输送器:定量输送器:l型式型式: 螺杆泵 。l用途和要求用途和要求:定量将番茄酱原料输送到分散机中。输送量调节范围: 40200 kgh。l流程和操作流程和操作:人工设定提取量,自动控制。将番茄酱筒中的番茄酱原料定量、均匀、连续地输送到分散机中。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标二、番茄酱分散系统:二、番茄酱分散系统: 包括分散、温控等装置。包括分散、温控等装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标二、番茄酱分散系统二、
5、番茄酱分散系统-分散装置分散装置l型式型式: 连续分散机 。l用途和要求用途和要求:将番茄酱原料分散,并输送到提取系统中。l流程和操作流程和操作:自动控制。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标二、番茄酱分散系统二、番茄酱分散系统-分散装置分散装置l型式型式: 温控装置 。l用途和要求用途和要求:在环境温度较低的季节,通过将溶剂B加温,达到加热番茄酱原料。温控范围:3040.l流程和操作流程和操作:自动控制。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标三、提取系统三、提取系统型式型式: 单级管道式连续逆流超声提取机 。型号型
6、号: TDCLD-5/850/2800 (GDC-TQ/5/C3N3 )数量数量:1套。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标三、提取系统三、提取系统-提取机配置及构成提取机配置及构成:l1套进料装置。l 3 节浸泡提取管。l 3 节超声提取管。l1套排液装置。l1套排渣管。l1套冷凝器。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标三、提取系统三、提取系统-提取机技术指标:提取机技术指标:l提取管内径: 500 mm。l提取管节数:共 6 节,其中超声 3 节,浸泡 3 节。l提取管总长:约 15 m。l提取管总容积:约 2
7、800 L,其中超声约 850 L。l超声功率: 24 kw。l冷凝器: 2 m2。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标三、提取系统三、提取系统-提取工艺:提取工艺:l提取溶媒类型: 溶剂A 。料液比: 1:3 (重量体积比)。用量: 450 L/h。l提取温度:30。l提取时间:在超声作用下,提取时间为 40 分钟左右。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标三、提取系统三、提取系统-流程和操作流程和操作:提取时间提取时间:l人工设定超声提取时间,自动控制。l超声提取时间调节范围: 1575 分钟。排渣、排液排渣、排
8、液:l连续化、自动控制。l提取后番茄酱渣被排渣装置排出,进入番茄酱渣处理系统中。l番茄红素提取液被排液装置排出,进入番茄红素提取液处理系统中。提取过程搅拌提取过程搅拌:人工任意设定搅拌时长,自动控制。提取过程温度控制提取过程温度控制:根据工艺要求的温度值,人工设定,自动控制。清洗清理清洗清理:l配备WIP在线冲洗装置。l各个提取管段采用法兰连接、滚轮支撑,易于安装、拆卸,清洗清理。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标四、提取溶媒控制系统:四、提取溶媒控制系统:包括溶媒储存、输送、定量控制、温度调节等装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系
9、统构成、工艺流程和技术指标四、提取溶媒控制系统:四、提取溶媒控制系统:储存储存l型式型式: 卧式或立式 储罐。溶媒输送:溶媒输送:l型式型式: 离心 泵。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标四、提取溶媒控制系统四、提取溶媒控制系统-定量控制:定量控制:l型式型式: 涡轮 流量计。l用途和要求用途和要求:定量控制提取溶媒输送量。流量调节范围: 100 1000 Lh。l流程和操作流程和操作:人工设定流量值,自动控制。在线流量检测仪实时检测流量值,自动调节阀门大小来定量控制溶媒的输送量。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术
10、指标四、提取溶媒控制系统四、提取溶媒控制系统-温度控制:温度控制:型式型式: 列管式 换热器。用途和要求:用途和要求:l加热提取溶媒,达到工艺要求的温度。l温控范围:2530.流程和操作:流程和操作:l人工设定加热温度范围,自动控制。l在线温度探测器实时在线检测溶媒的温度值,自动调节。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标四、提取溶媒控制系统四、提取溶媒控制系统-温度控制:温度控制:节能设计:节能设计:为了节省加热提取溶媒的能耗,公司设计了综合利用系统中余热的溶媒加热节能方案:l利用番茄酱渣产生的溶剂气体热量,一方面溶剂气体预热提取溶媒,温度可达到 30
11、,有效节约蒸汽用量 90 kg/h,同时提取溶媒又起到冷却水的作用,降低溶剂气体的温度,减少冷却水的循环用量,节约电耗。l加热装置在气温较低时启用。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标五、番茄酱渣处理系统五、番茄酱渣处理系统包括番茄酱渣残留溶剂回收、渣料输送等装置。 第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标五、番茄酱渣处理系统五、番茄酱渣处理系统残留溶剂残留溶剂B回收装置:回收装置:型式:型式: 动态循环蒸发回收器动态循环蒸发回收器 。用途和要求:用途和要求:l减少番茄酱渣料中残留溶剂量,减少浪费,保证安全。l回收后渣
12、料中溶剂B残留 0.5 % 。流程和操作:流程和操作:l自动控制。l渣料中残留的溶剂在蒸发回收器中经加热挥发进入冷凝器,回收再利用;l蒸发回收后的渣料进入渣料输送机。热源热源:1公斤蒸汽,110。 冷源冷源:冷却塔循环水,按进水21,回水26计算。 第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标五、番茄酱渣处理系统五、番茄酱渣处理系统-渣料输送:渣料输送:型式:型式: 泵泵 。用途和要求:用途和要求:l将渣料输送到厂房外,用户制定地点,包装。l说明:输送长度需根据用户厂房尺寸、设备布局等实际情况,另行设计、确定。流程和操作:流程和操作:l渣料自动地从蒸发回收器中输
13、送出。l排出的渣料包装后需由人工处理。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标六、番茄红素提取液处理系统六、番茄红素提取液处理系统包括渣液分离和过滤等装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标六、番茄红素提取液处理系统六、番茄红素提取液处理系统-过滤:过滤:型式:型式:旋盘式过滤器。用途和要求:用途和要求:l将番茄红素提取液中残留的细微渣料过滤掉。l过滤精度:400目。流程和操作:流程和操作:l连续化、自动控制。l过滤掉的渣料重新回提取管进行再提取,滤清液进入暂存罐保存,以备后处理。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流
14、程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标七、番茄红素提取液浓缩系统七、番茄红素提取液浓缩系统包括两级加热蒸发/冷凝回收装置、真空装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标七、番茄红素提取液浓缩系统七、番茄红素提取液浓缩系统-第一级加热蒸发第一级加热蒸发/冷凝回收装置:冷凝回收装置:型式:型式:动态循环低温蒸发浓缩器。用途和要求:用途和要求:将番茄红素提取液中的溶剂溶剂A蒸发出,并回收再利用。蒸发量:蒸发量:蒸发能力: 300 L/h,以蒸发溶剂溶剂A为标准计算和验收。工艺指标和要求:工艺指标和要求:l蒸发温度:蒸发温度:30。l加热:加热:温度3741。
15、 l冷却:冷却:温度712 。流程和操作:流程和操作:l自动控制。l番茄红素提取液自动控制进入蒸发器,蒸发的溶剂A进入冷凝器回收再利用,蒸发浓缩后的番茄红素浓缩液自动控制进入第二级加热蒸发/冷凝回收装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标七、番茄红素提取液浓缩系统七、番茄红素提取液浓缩系统-第二级加热蒸发第二级加热蒸发/冷凝回收装置:冷凝回收装置:型式:型式:旋转薄膜蒸发浓缩器。用途和要求:用途和要求:将番茄红素提取液中的溶剂溶剂B蒸发出,并回收再利用。蒸发量:蒸发量:蒸发能力: 30 L/h,以蒸发溶剂溶剂B为标准计算和验收。工艺指标和要求:工艺指标
16、和要求:l蒸发温度:蒸发温度:30。l加热:加热:温度3741。 l冷却:冷却:温度712 。流程和操作:流程和操作:l自动控制。l第一级番茄红素浓缩液自动控制进入蒸发器,蒸发的溶剂B进入冷凝器回收再利用,蒸发浓缩后的番茄红素浓缩液人工间歇控制排出。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标八、溶剂尾气回收系统八、溶剂尾气回收系统包括溶剂A、B尾气回收等装置。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标八、溶剂八、溶剂A尾气回收系统尾气回收系统-冷凝回收:冷凝回收:型式:型式:两级冷凝回收装置。用途和要求:用途和要求:l将番茄红
17、素提取液蒸发浓缩系统未回收下来的溶剂A尾气,以及整套生产线中的排空管中的溶剂A气体回收,减少浪费,确保生产过程安全和环境保护。l最后排放的尾气中残留溶剂A量达到 国家 排放标准。流程和操作:流程和操作:l自动控制。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标八、溶剂八、溶剂B尾气回收系统尾气回收系统-冷凝回收:冷凝回收:型式:型式:两级冷凝回收装置。用途和要求:用途和要求:l将番茄酱渣以及第二级蒸发浓缩回收系统未回收下来的溶剂B尾气,以及整套生产线中的排空管中的溶剂B气体回收,减少浪费,确保生产过程安全和环境保护。l最后排放的尾气中残留溶剂B量达到 国家 排放标
18、准。流程和操作:流程和操作:l自动控制。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标九、溶剂分离系统九、溶剂分离系统:用途和要求:用途和要求:l将回收下来的溶剂A、B进行分离。l分离出的溶剂A、B循环再使用。流程和操作:流程和操作:l自动控制。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十、十、PLC自动化操作控制系统自动化操作控制系统PLC电脑编程,实现程序控制。配备在线检测仪,实现工艺参数(进料量、进液量、温度、液位、料位、浓度等)的实时监控及自动化控制。显示屏幕,直观显示整套工艺路线及各个电气运行状况。电脑实时自动记录各个工
19、艺参数实际运行值。动力设备过载保护。故障报警装置。急停开关。现场开关。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十一、密封性能及材料十一、密封性能及材料全套设备密封连接,无泄漏,保证生产过程的安全性。静密封全部采用 聚四氟 材料密封垫,动密封采用公司特制机械密封。整套设备可使用多种溶剂,包括水,以及甲醇、乙醇、乙酸乙酯、石油醚等易燃易爆有机溶剂。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十二、泵十二、泵所有接触料、液的泵全部采用公司特制的 离心溶剂渣泵 ,防爆,不锈钢材质,既可输送各种有机溶剂,同时还可输送含渣的有机溶剂溶液,
20、但含渣量要求 20% 。所有水输送泵采用防爆离心不锈钢泵。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十三、材质十三、材质整套设备所有接触提取液部件的材质均采用 sus304 (国标GB为0Cr18Ni9,奥氏体不锈钢)。所有非接触提取液部件、储罐支腿、提取管支架等的材质均采用 sus430 (国标GB为0Cr13或1Cr13,铁索体不锈钢)。说明:可根据用户要求调整材质。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十四、平台及占地面积十四、平台及占地面积占地面积:长 50 米,宽 18 米,高度 7 米。 平台平台:l包括提取机
21、、挤压和蒸脱机平台;l蒸发浓缩器平台。说明:说明:平台尺寸及占地面积,需在合同签订后,根据用户现场的情况及要求进行设计后确定,以设计图纸为准。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十五、管路连接十五、管路连接所有接触料液管线、管件(阀门、弯头、三通、四通、端头等)全部采用卫生级 sus304 , 卡箍式 快接式连接,非接触料液的管件(卡箍等)采用普通不锈钢材质;非接触料液管路(蒸汽及回水管路、冷却水管路等)的材料采用镀锌管。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十六、防爆十六、防爆电气操作控制系统不防爆,放置于无危险气
22、体、通风、干燥的隔离间中。防爆车间内的所有电机、灯、动力电气、分线盒、开关等采用防爆型的,达到GB 3836.1-2000的防爆要求。各个防爆电器电缆引入装置执行GB3836.1-2000中附录D的规定。电气安装施工执行GB50257-96中第3章爆炸危险环境的电气线路中3.2条电缆布线的有关规定要求。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十七、十七、WIP在线清洗在线清洗l设备均匀排布WIP在线清洗系统;l配备快开式手孔,确保设备内部可彻底清洗干净。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十八、循环水十八、循环水整套系
23、统加热和冷却水采用软化水,循环使用。循环水用量: t/h。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标十九、蒸汽十九、蒸汽蒸汽为1kg、110左右的饱和蒸汽。蒸汽用量: 78 kg/h。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标二十、电源和装机动力二十、电源和装机动力电源:380v 50Hz。装机总功率: 111 kW。第三部分:第三部分:系统构成、工艺流程和技术指标系统构成、工艺流程和技术指标二十一、用户自备设备和配套设施:二十一、用户自备设备和配套设施:水处理设备;水处理设备;锅炉。锅炉。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相
24、比)(和传统罐提技术相比)1、新工艺、新技术,操作简便,提取率显著、新工艺、新技术,操作简便,提取率显著提高提高 创新出一种混合溶剂,提取收率 90 %。创新出一种分散技术,解决了番茄酱在溶剂中凝胶结团的难题,确保物料在系统中畅通运行。 第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)2、连续化作业、规模化生产、自动化控制生产效率提高5倍以上。能耗降低2倍以上。降低劳动强度,单班操作人员减少3倍以上。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)3、超声技术、超声技术提取时间显著缩短6倍以上。快速提取,减少杂质含量。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)4、动态
25、逆流提取。、动态逆流提取。提取管全程逆流状态,每一段浓度差保持最大,保证了使用最小量的溶剂达到最好的提取效果。提取溶媒用量节约30%60%。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)5、搅拌回流提取、搅拌回流提取保证了提取的均一性。提高了提取效率。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)6、自动排渣装置、自动排渣装置避免了渣料从罐中不易排出,清理过程麻烦又不安全的问题。克服了排渣阀门频繁开启,密封性难以保证的难题。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)7、渣料脱溶回收装置、渣料脱溶回收装置提高收率,减少浪费,保证生产过程的安全性
26、。脱溶后,渣料中残留溶剂量 %。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)8、连续自动排渣过滤、连续自动排渣过滤密封下过滤,保证安全性。连续化作业,提高过滤的效率。自动化控制排渣、清理筛网,提高生产效率。第四部分:优越性能(和传统罐提技术相比)(和传统罐提技术相比)9、全程密闭运行、全程密闭运行减少了过程损失,提高了生产过程的安全性。特种密封结构和材料,适合于各种易燃、易爆、毒性大等挥发性有机溶剂的提取。第四部分:优越性能(和传统外循环蒸发浓缩技术相比)(和传统外循环蒸发浓缩技术相比)10、动态循环低温蒸发浓缩、动态循环低温蒸发浓缩蒸发温度小于30,确保番茄红素的品质。快速
27、循环加热和蒸发,加热效率和蒸发效率提高了410倍,有效地节约了能耗。物料无粘壁、糊层、结垢。易于清洗。第四部分:优越性能11、两级低温蒸发浓缩:确保成品中残留溶剂含量达到国际标准。第四部分:优越性能12、溶剂尾气回收系统:确保排放的尾气中残留溶剂量达到国家标准,减少浪费,保证安全,减少对环境的污染。第五部分:结论1、 本方案是一个系统工程技术,凝聚了超声提取、动态逆流提取、连续渣料脱溶回收、连续自动排渣过滤、动态循环低温蒸发浓缩、溶剂尾气回收、特种密封、特种溶剂渣泵等15项专利和关键创新技术,实现了全程连续化密封作业,自动控制,快速低温提取、浓缩,是一套高效、节能、安全、环保的生物技术装备,虽然相比传统设备一次性投入高,但提取率显著提高,运营成本大幅度降低,经济效益显著。2、 保证了生产过程的安全,减少了对环境的污染,具有重大的社会意义。