[發(fā)明專利]低溫濃縮裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210454265.X
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102895796A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永安;楊程
• 申請（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02;B01D1/00;B01D1/30;B01D3/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濃縮技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種低溫濃縮裝置。

背景技術(shù)

濃縮是從溶液中除去部分溶劑的單元操作，是溶質(zhì)和溶劑均勻混合液的部分分離過程。冷凍濃縮在低溫下完成,具有可阻止不良化學(xué)變化和生物化學(xué)變化的特點(diǎn)，同時(shí)風(fēng)味、香氣和營養(yǎng)損失小,特別適用于濃縮熱敏性液態(tài)食品、生物制藥、要求保留天然色香味的高檔飲品及中藥湯劑等。

現(xiàn)有技術(shù)中低溫濃縮有兩種型式:懸浮結(jié)晶法和界面漸進(jìn)法。

懸浮結(jié)晶法首先在熱交換器中將待濃縮料液變?yōu)檫^冷狀態(tài),然后進(jìn)入結(jié)晶罐形成大量的小冰晶,再將冰晶和濃縮液分離。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速形成潔凈的冰晶且濃縮終點(diǎn)的濃度較高,缺點(diǎn)是冰晶與濃縮液的固液分離比較困難。在實(shí)際應(yīng)用中,由于需將種晶生成、結(jié)晶成長、固液分離三個主要過程分別在不同的裝置中完成,系統(tǒng)相對復(fù)雜。為洗凈冰晶上附帶的濃縮液,需對冰晶進(jìn)行沖洗,產(chǎn)生大量清洗液需回流再濃縮。此裝置的投資大、操作成本高。

界面漸進(jìn)法是在待濃縮液的某側(cè)面形成一個冷凍界面,料液中的水不斷在冷凍界面凝固形成冰層,隨著冰層的生長變厚,界面附近的料液變濃,溶質(zhì)被排除到液相側(cè),液相中溶質(zhì)的濃度逐漸升高,直到達(dá)到所需的濃度。由于界面漸進(jìn)法形成一個整體的冰結(jié)晶,固液界面小,濃縮液與冰晶的分離非常容易,此方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冰晶純度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，濃縮效果好，能夠連續(xù)輸出濃縮液和冰結(jié)晶的低溫濃縮裝置。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種低溫濃縮裝置，其特征在于，包括筒體、用于將筒體下部的冰向上推進(jìn)的螺旋輸送器、用于加熱融化部分的冰的加熱裝置和用于凍結(jié)筒體內(nèi)溶液的冷凍裝置，所述筒體內(nèi)安裝有所述螺旋輸送器，所述筒體上設(shè)置有進(jìn)液口，所述進(jìn)液口上部的筒體外壁上安裝有所述加熱裝置，所述進(jìn)液口下部的筒體外壁上安裝有所述冷凍裝置，所述筒體的底部設(shè)置有濃溶液出口，所述筒體頂部設(shè)置有冰出口，所述螺旋輸送器上安裝有刮掉筒體內(nèi)壁上冰的刮刀；推進(jìn)到筒體上部的冰部分融化，沿所述螺旋輸送器向下流動，與上升的冰形成熱交換，流動到下部的溶液被再次凍結(jié)，在筒體內(nèi)形成較大的濃度梯度。

所述筒體為熱的良導(dǎo)體。

所述冷凍裝置為制冷系統(tǒng)中的低溫盤管。

所述加熱裝置為制冷系統(tǒng)中的高溫盤管。

所述筒體為不銹鋼、鈦鋼或陶瓷材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的低溫濃縮裝置利用螺旋輸送器自下而上輸送冰晶，在螺旋輸送器的下方設(shè)置低溫使溶液結(jié)冰，在螺旋輸送器的上方設(shè)置高溫使部分冰晶融化，在螺旋輸送器將冰結(jié)晶向上輸送過程中與由于高溫融化的溶液進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)“精餾”效果，利用不同溫度下溶液凍結(jié)率變化的特征實(shí)現(xiàn)濃縮，這樣在筒體內(nèi)形成較大的濃度梯度，最上部分的冰晶含溶質(zhì)最少，實(shí)現(xiàn)了較高的濃縮效果，整體結(jié)構(gòu)簡單，濃縮液和冰結(jié)晶能夠連續(xù)輸出，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的低溫濃縮裝置采用高溫盤管和低溫盤管分別實(shí)現(xiàn)加熱和冷凍，在制冷系統(tǒng)對溶液進(jìn)行凍結(jié)時(shí)可利用冷凝熱在筒體上部實(shí)現(xiàn)高溫，既節(jié)能又能保證工藝要求。

附圖說明

圖1所示為低溫濃縮裝置的示意圖。

圖中：1.筒體，2.加熱裝置，3.螺旋輸送器，4.冷凍裝置，5.進(jìn)液口，6.濃縮液出口，7.冰出口。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1所示為低溫濃縮裝置的示意圖,包括筒體1、用于將筒體下部的冰向上推進(jìn)的螺旋輸送器3、用于加熱融化部分冰的加熱裝置2和用于凍結(jié)筒體內(nèi)溶液的冷凍裝置4。所述筒體1內(nèi)安裝有所述螺旋輸送器3，所述筒體1上設(shè)置有進(jìn)液口5，所述進(jìn)液口5上部的筒體外壁上安裝有所述加熱裝置2，所述進(jìn)液口5下部的筒體外壁上安裝有所述冷凍裝置4，所述筒體1的底部設(shè)置有濃溶液出口6，所述筒體頂部設(shè)置有冰出口7，所述螺旋輸送器上安裝有刮掉筒體內(nèi)壁上冰的刮刀。推進(jìn)到筒體上部的冰部分融化，沿所述螺旋輸送器向下流動，與上升的冰形成熱交換，流動到下部的溶液被再次凍結(jié)，在筒體內(nèi)形成較大的濃度梯度。

所述筒體1為熱的良導(dǎo)體，材料不限，可以是不銹鋼、鈦鋼或陶瓷。

所述加熱裝置2為制冷系統(tǒng)中的高溫盤管。所述冷凍裝置4為制冷系統(tǒng)中的低溫盤管。