[发明专利]用于冷冻浓缩的结晶生长罐

说明书

技术领域

本发明属于冷冻浓缩技术领域，具体涉及一种用于冷冻浓缩的结晶生长罐。

背景技术

人类对冷冻浓缩技术的研究已经有较长的历史。冷冻浓缩是利用固体冰晶与水溶液的固—液相平衡原理来实现浓缩的，是将溶液温度降到溶液的冰点以下，使溶液中的溶剂水冻结成冰晶体，分离出冰晶体，从而减少了溶液中溶剂水的含量，溶液浓度增加，得以浓缩。冷冻浓缩主要包括以下三步：结晶、重结晶、分离。结晶是指使溶液中的水形成冰晶，重结晶是指使形成的冰晶成长，小冰晶重结晶生长成为大冰晶，分离是指将生长完成的大冰晶与溶液分开。由冷冻浓缩的原理可知，冷冻浓缩是在低温条件下也即溶液冰点以下利用溶液中的水冻结成冰晶体并分离出冰晶体，从而除去液态食品物料中的水分，整个过程没有经过加热处理，很好地避免了食品中营养物质的热分解和芳香性成分的挥发，最大限度地保持了食品原有的品质和风味。另外由于冷冻浓缩整个加工过程都是在低温条件下进行的，可以有效地抑制微生物的生长和繁殖。目前，冷冻浓缩技术已在酿酒业、果汁工业、制药业、污水处理、海水淡化等行业得以应用。

现有技术中的冷冻浓缩系统由由冰晶生成、成长、及冰晶分离三个过程组成，整个系统操作较为复杂，要对三个过程做到有效控制相对较难，且投资大、操作成本高。一方面导致了高昂的设备费用，另一方面由于程序较多，早生产过程中不可避免的增加了操作污染的风险，这对产品尤其是经过杀菌后的果蔬汁的浓缩极为不利。因此，如何在有效地保证浓缩效果的同时又对浓缩过程进行合并达到必要的简化成为亟待解决的问题。

因此，本领域技术人员需要提供一种结构简单，能耗低，运行稳定，且能有效地保证浓缩效果的用于冷冻浓缩的结晶生长罐。

发明内容

针对上述的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，能耗低，运行稳定，且能有效地保证浓缩效果的用于冷冻浓缩的结晶生长罐。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于冷冻浓缩的结晶生长罐，包括筒状的结晶罐体和生长罐体，所述结晶罐体设置在生长罐体的下侧，二者同轴设置且彼此联通为一体；本结晶生长罐在结晶罐体和生长罐体的中轴线处设置有旋转轴，所述旋转轴可转动地固定密封在生长罐体的顶部和结晶罐体的底部之间；所述结晶罐体的底部设有进料口，所述生长罐体的底部侧壁上设有浓溶液流出口，生长罐体的顶部设有排冰口；所述生长罐体在所述浓溶液流出口处罩设有过滤装置。

优选的，所述结晶罐体为由空心的物料筒和套设在物料筒外侧的换热筒构成的双层筒状结构；所述物料筒与生长罐体的内腔彼此联通，所述进料口设置在物料筒的底部；所述换热筒的对称两侧壁上分别设有位于结晶罐体底端的冷媒水进口和位于结晶罐体顶端的冷媒水出口。

进一步的，所述物料筒内的旋转轴段也即刮刀轴上设置有若干彼此错开的刮刀，若干所述刮刀的设置位置使得每当刮刀轴转动一周，物料筒内壁上的每个位置均能至少被刮刀刮到两次。

进一步的，所述生长罐体内的旋转轴段也即搅拌轴上固设有均匀分布的空心环状搅拌器，所述搅拌器呈椭圆形，且椭圆形搅拌器的长轴方向沿着生长罐体的径向排布；所述生长罐体靠近顶部的中心处还开设有排冰管，所述排冰管穿过生长罐体的侧壁向外延伸出排冰口。

进一步的，所述刮刀包括刮刀杆和刮刀片，所述刮刀杆的一端与刮刀轴铰接，刮刀杆的另一端斜向下与刮刀片固定联接在一起；处于工作状态时的所述刮刀片的长度方向与刮刀轴的轴向平行。

进一步的，所述过滤装置包括作为支撑架的导向筒，所述导向筒与物料筒同轴设置且二者彼此联通，且导向筒的内径与物料筒的内径相吻合；所述过滤装置还包括环设在导向筒与生长罐体内侧壁之间的过滤筛网。

进一步的，所述排冰管的靠近搅拌轴的入口处设置有吸滤头，所述吸滤头呈扁圆状的筒体，吸滤头的上端为与排冰管相联通的端盖，吸滤头的下端为敞口状；所述端盖呈坡面状，且坡面状的端盖自其周侧边缘至与排冰管的联通处逐渐倾斜；所述端盖上开设有若干滤孔，所述滤孔的孔直径小于排冰管的管直径。

进一步的，所述刮刀杆和刮刀片之间的夹角角度α在75～85°之间；

进一步的，所述旋转轴由刮冰电机驱动，所述刮冰电机固定在刮冰电机座上，所述刮冰电机座固设在生长罐体顶部。

进一步的，所述生长罐体长度与内径的尺寸分别是结晶罐体长度与内径尺寸的1.5～2.5倍。

本发明的有益效果在于：