專利名稱：低溫濃縮裝置的制作方法
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聞檔飲品及中藥湯劑等?，F(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(gè)主要過程分別在不同的裝置中完成，系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。為洗凈冰晶上附帶的濃縮液，需對(duì)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(gè)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(gè)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(duì)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(dòng)，與上升的冰形成熱交換，流動(dòng)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
I、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(duì)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。


圖I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)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I所示為低溫濃縮裝置的示意圖，包括筒體I、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I內(nèi)安裝有所述螺旋輸送器3，所述筒體I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I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(dòng)，與上升的冰形成熱交換，流動(dòng)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I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。液從進(jìn)液口 5進(jìn)入到筒體I內(nèi)部，在筒體I下部低溫盤管4將溶液部分凍結(jié)成冰附著在筒體I內(nèi)壁，由于螺旋輸送器3的運(yùn)動(dòng)，用螺旋輸送器3上的刀片將冰結(jié)晶從筒體I內(nèi)壁刮下，同時(shí)向筒體I上部輸送。當(dāng)冰結(jié)晶被螺旋輸送器3送到筒體I上部時(shí)，在高溫盤管2的作用下，部分冰結(jié)晶融化，融化后的溶液沿螺旋輸送器3的螺旋線向下流動(dòng)，與向上輸送的冰結(jié)晶實(shí)現(xiàn)熱交換，形成“精餾”效果。如此反復(fù)，被螺旋輸送器3輸送到筒體I上部的冰越來越純，筒體I下部的溶液越來越濃，濃縮液沿濃縮液出口 6流出。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種低溫濃縮裝置，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(dòng)，與上升的冰形成熱交換，流動(dòng)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫濃縮裝置，其特征在于，所述筒體為熱的良導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低溫濃縮裝置，其特征在于，所述冷凍裝置為制冷系統(tǒng)中的低溫盤管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫濃縮裝置，其特征在于，所述加熱裝置為制冷系統(tǒng)中的高溫盤管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫濃縮裝置，其特征在于，所述筒體為不銹鋼、鈦鋼或陶瓷材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫濃縮裝置，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。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，筒體內(nèi)安裝有所述螺旋輸送器，筒體上設(shè)置有進(jìn)液口，進(jìn)液口上部的筒體外壁上安裝有所述加熱裝置，進(jìn)液口下部的筒體外壁上安裝有冷凍裝置，筒體的底部設(shè)置有濃溶液出口，筒體頂部設(shè)置有冰出口，螺旋輸送器上安裝有刮掉筒體內(nèi)壁上冰的刮刀。該低溫濃縮裝置利用不同溫度下溶液凍結(jié)率變化實(shí)現(xiàn)濃縮，在筒體內(nèi)形成較大的濃度梯度，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)了連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01D1/30GK102895796SQ20121045426
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者楊永安, 楊程 申請(qǐng)人:天津商業(yè)大學(xué)