[发明专利]低温浓缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种浓缩技术领域，特别是涉及一种低温浓缩装置。

背景技术

浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作，是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。冷冻浓缩在低温下完成,具有可阻止不良化学变化和生物化学变化的特点，同时风味、香气和营养损失小,特别适用于浓缩热敏性液态食品、生物制药、要求保留天然色香味的高档饮品及中药汤剂等。

现有技术中低温浓缩有两种型式:悬浮结晶法和界面渐进法。

悬浮结晶法首先在热交换器中将待浓缩料液变为过冷状态,然后进入结晶罐形成大量的小冰晶,再将冰晶和浓缩液分离。该方法的优点是能够迅速形成洁净的冰晶且浓缩终点的浓度较高,缺点是冰晶与浓缩液的固液分离比较困难。在实际应用中,由于需将种晶生成、结晶成长、固液分离三个主要过程分别在不同的装置中完成,系统相对复杂。为洗净冰晶上附带的浓缩液,需对冰晶进行冲洗,产生大量清洗液需回流再浓缩。此装置的投资大、操作成本高。

界面渐进法是在待浓缩液的某侧面形成一个冷冻界面,料液中的水不断在冷冻界面凝固形成冰层,随着冰层的生长变厚,界面附近的料液变浓,溶质被排除到液相侧,液相中溶质的浓度逐渐升高,直到达到所需的浓度。由于界面渐进法形成一个整体的冰结晶,固液界面小,浓缩液与冰晶的分离非常容易,此方法结构复杂，冰晶纯度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种结构简单，浓缩效果好，能够连续输出浓缩液和冰结晶的低温浓缩装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种低温浓缩装置，其特征在于，包括筒体、用于将筒体下部的冰向上推进的螺旋输送器、用于加热融化部分的冰的加热装置和用于冻结筒体内溶液的冷冻装置，所述筒体内安装有所述螺旋输送器，所述筒体上设置有进液口，所述进液口上部的筒体外壁上安装有所述加热装置，所述进液口下部的筒体外壁上安装有所述冷冻装置，所述筒体的底部设置有浓溶液出口，所述筒体顶部设置有冰出口，所述螺旋输送器上安装有刮掉筒体内壁上冰的刮刀；推进到筒体上部的冰部分融化，沿所述螺旋输送器向下流动，与上升的冰形成热交换，流动到下部的溶液被再次冻结，在筒体内形成较大的浓度梯度。

所述筒体为热的良导体。

所述冷冻装置为制冷系统中的低温盘管。

所述加热装置为制冷系统中的高温盘管。

所述筒体为不锈钢、钛钢或陶瓷材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的低温浓缩装置利用螺旋输送器自下而上输送冰晶，在螺旋输送器的下方设置低温使溶液结冰，在螺旋输送器的上方设置高温使部分冰晶融化，在螺旋输送器将冰结晶向上输送过程中与由于高温融化的溶液进行热交换，实现“精馏”效果，利用不同温度下溶液冻结率变化的特征实现浓缩，这样在筒体内形成较大的浓度梯度，最上部分的冰晶含溶质最少，实现了较高的浓缩效果，整体结构简单，浓缩液和冰结晶能够连续输出，实现连续生产。

2、本发明的低温浓缩装置采用高温盘管和低温盘管分别实现加热和冷冻，在制冷系统对溶液进行冻结时可利用冷凝热在筒体上部实现高温，既节能又能保证工艺要求。

附图说明

图1所示为低温浓缩装置的示意图。

图中：1.筒体，2.加热装置，3.螺旋输送器，4.冷冻装置，5.进液口，6.浓缩液出口，7.冰出口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1所示为低温浓缩装置的示意图,包括筒体1、用于将筒体下部的冰向上推进的螺旋输送器3、用于加热融化部分冰的加热装置2和用于冻结筒体内溶液的冷冻装置4。所述筒体1内安装有所述螺旋输送器3，所述筒体1上设置有进液口5，所述进液口5上部的筒体外壁上安装有所述加热装置2，所述进液口5下部的筒体外壁上安装有所述冷冻装置4，所述筒体1的底部设置有浓溶液出口6，所述筒体顶部设置有冰出口7，所述螺旋输送器上安装有刮掉筒体内壁上冰的刮刀。推进到筒体上部的冰部分融化，沿所述螺旋输送器向下流动，与上升的冰形成热交换，流动到下部的溶液被再次冻结，在筒体内形成较大的浓度梯度。

所述筒体1为热的良导体，材料不限，可以是不锈钢、钛钢或陶瓷。

所述加热装置2为制冷系统中的高温盘管。所述冷冻装置4为制冷系统中的低温盘管。