[實用新型]一種雙夾層結構的漸進式冷凍濃縮設備

有效

• 申請號: 201820315304.0
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN208049441U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 鐘瑞敏;廖彩虎;王錦紅;單斌;謝思蕓;門戈陽;肖仔君;周小偉
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘雯瑛

本實用新型涉及一種雙夾層結構的漸進式冷凍濃縮設備，該設備包括結晶濃縮單元、冷載體溫度控制單元以及參數控制與自動記錄單元；所述結晶濃縮單元包括結晶濃縮罐、外夾層溫度探頭和多組溫度記錄探頭；所述結晶濃縮罐的側壁為雙夾層結構，包括通有載體Ⅰ的內夾層和通有冷載體Ⅱ的外夾層，所述載體Ⅰ為具有傳熱緩沖特性的食品級載體，所述冷載體Ⅱ為抗凍冷載體；所述外夾層溫度探頭設在所述外夾層的內部；所述多組溫度記錄探頭設在所述結晶濃縮罐內。本實用新型的設備能在冷凍濃縮過程中實現對料液溫度的穩定、精確控制，其具有冷凍濃縮效果好、對不同料液的通用性強、自動化程度高、有利于優化工藝條件等優點。

技術領域

本實用新型屬于低溫加工技術領域，特別是涉及一種雙夾層結構的漸進式冷凍濃縮設備。

背景技術

冷凍濃縮是食品、營養制品和生物制藥等行業常用的、在冰點溫度以下操作的液態物料濃縮技術。與蒸發濃縮技術相比，在有效回收液態物料的熱敏性天然芳香風味物質、蛋白質、酶、多糖、多酚、水溶性維生素等生物活性成分方面具有極大的優勢。根據溶液中冰核形成和冰晶去除的不同方式，冷凍濃縮可分為懸浮式和漸進式兩大技術體系。其中懸浮式冷凍濃縮裝備結構非常復雜，造價高昂，在生產應用投資上受到一定限制。漸進式冷凍濃縮與傳統的懸浮式冷凍濃縮的操作原理不同，是將結晶罐中的溶液在冷載體層另一側形成大冰晶層，隨著冰層的逐漸增厚，溶液得到濃縮。漸進式冷凍濃縮的一個顯著特點是冰晶在結晶罐中形成一個片狀或環狀體冰晶，固液界面小，不僅使冰晶與濃縮液的分離變得非常容易，還可以降低因冰晶夾帶而造成的溶質損失，而且冰晶的生成、成長以及與濃縮液的分離都在一個系統內完成，設備結構相對簡單，操作方便。目前國內外漸進式冷凍濃縮已演化出管式、降膜式、部分結冰式、轉鼓式、帶式等基于不同操作方式的濃縮裝置。

現有的漸進式冷凍濃縮相關的裝置或方法，大多基于冷載體單夾層包裹的結晶濃縮罐結構，而且大多缺乏冷載體溫度控制裝置和操作參數控制與記錄系統，例如：CN104886702 A公開的“一種澄清濃縮果汁的制備方法”使用一種冷載體單夾層攪拌型漸進式局部結冰冷凍濃縮罐，由于沒有設置冷載體夾層溫度控制裝置，這種冷凍濃縮結晶罐雖然可以實現罐內料液的凍結，但難以克服樹枝狀的異相冰晶的生成，會影響濃縮效果。此外，目前公開的其它一些漸進式冷凍濃縮技術，如：CN 1593248 A公開的“前進冷凍濃縮控制方法”使用的是單夾層管式循環漸進式冷凍濃縮裝置；CN 1442222 A公開的“小型冷凍濃縮設備”屬于底部局部凍結的漸進式冷凍濃縮裝置；CN 104178408 A公開的“食醋的冷凍濃縮工藝”和CN 101991157 A公開的“一種果汁的冷凍濃縮方法”均為采用冷庫或冰箱將果汁或食醋凍結后再解凍的簡易方法，缺乏對冷凍濃縮工藝運行參數的精確控制。

由此可見，現有的漸進式冷凍濃縮裝置或設備主要存在以下問題：

1)缺乏結晶罐冷載體溫度變化速率的精確穩定控制，影響冷凍濃縮效果。為了實現料液的持續降溫，需要結晶罐冷載體夾層持續給罐內料液提供冷量，如果沒有冷載體溫度的精確穩定控制，往往導致罐內靠近壁面的液料出現較大的局部過冷度，形成枝狀異相冰晶，并在主干枝上產生更高級的分枝(即二次成核)，包裹溶質分子，導致溶質夾帶量增大，嚴重影響濃縮效果。

2)缺乏冷凍濃縮料液溫度變化速率的精確穩定控制，導致設備對不同性狀類型的液體冷凍濃縮的通用性低。

3)缺乏后期解凍階段的科學處理手段，影響生產效率。漸進式冷凍濃縮結束后，將進入夾帶冰的解凍工序，在保溫系統內大冰塊的自然解凍是非常緩慢的，甚至需要數天時間，將嚴重影響設備的生產效率。

4)缺乏全程運行工藝參數的實時記錄功能，不利于分析和優化冷凍濃縮工藝條件。

實用新型內容

基于此，本實用新型的目的在于，提供一種雙夾層結構的漸進式冷凍濃縮設備，該設備能在冷凍濃縮過程中實現對料液溫度的穩定、精確控制，其具有冷凍濃縮效果好、對不同料液的通用性強、自動化程度高、有利于優化工藝條件等優點。