[实用新型]基于CO2相变平衡调控的浓缩液制造装置

说明书

本实用新型涉及一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置，装置包括浓缩处理器、CO₂杜瓦瓶、水合物晶体罐、浓缩液罐、冷凝循环系统、热循环系统，浓缩处理器用于液态物料发生相变结晶反应以生成浓缩液和水合物晶体，CO₂杜瓦瓶的出气口通过一气泡发生器以与浓缩处理器的进气口相连通，水合物晶体罐的进料口与浓缩处理器的水合物出口相连通，浓缩液罐的进料口与浓缩处理器的浓缩液出口相连通，浓缩液罐的进气口与水合物晶体罐的出气口相连通，浓缩液罐的出气口与气泡发生器的进气口相连通，冷凝循环系统用于为浓缩处理器制冷，热循环系统用于为水合物晶体罐制热。

技术领域

本实用新型涉及生物制药、食品、化学合成等领域的浓缩液态物料技术领域，特别是涉及一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置。

背景技术

浓缩液作为一种半成品或产品广泛流通于生物制药、食品加工领域，高效、高品质、低成本的浓缩手段一直是浓缩行业的迫切需求。

水合物法浓缩是在一定压力与温度下，客体气体水分子与溶液中主体水分子形成类似冰晶的笼形结构物质，固液分离后，获得浓缩液的浓缩方法；其与目前公认相对最佳的冷冻浓缩的效果相似，也存在类似的晶体夹带溶质损失的问题，但较之无需零下低温，耗能低。因此，有效调控水合物晶体的形成速度、形状、尺寸，获得稳定、多且纯的水合物晶体，从而获得高浓缩率、低夹带率的浓缩液，是促进水合物法浓缩液态食品技术推广的重要保证。

水合物的形成包括晶体成核和晶体生长两个阶段，在成核前期，气体分子进入溶液内部，随着气液传质的进行，气体气泡逐渐变小，气体分子进入由主体水分子逐渐形成笼状孔穴结构，发生成核现象，主客体分子之间通过范德华力相互关联，不断聚集，慢慢形成稳定的笼，最终结晶完成。

浓缩液是生物制药、食品等行业一种常见的半成品或产品，常见的浓缩方式包括膜浓缩、蒸发浓缩、冷冻浓缩，其中冷冻浓缩的浓缩品质最佳，但由于能耗高，其应用受到相对程度上的限制。当前，气体水合物浓缩技术，一种可与冷冻浓缩相媲美的浓缩技术，可最大程度保留物料品质。但同时也与冷冻浓缩类似，溶液溶质在晶体形成过程中(形成笼形结构物质)，易被夹带甚至包埋，水合物夹带率将是限制其推广与应用的主要因素之一。

因此，目前浓缩技术都存在一些不足之处，主要表现为：

(1)现有浓缩技术中，浓缩效率高的蒸发浓缩，对物料中热敏性的功能性、营养性成分破坏严重。

(2)相对较高品质的冷冻浓缩，其冷冻低温的条件需求使得浓缩能耗高、时间长，此外仍需给予杀菌处理，才能长期储存其成品浓缩汁。

(3)单一水合物浓缩，对物料的杀菌效果有限，出现微生物亚致死现象，需辅助以额外的杀菌处理才能长期贮藏。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置，其不仅可获得高品质浓缩液，而且安全，保证了储存品质。

一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置，所述装置包括浓缩处理器、CO₂杜瓦瓶、水合物晶体罐、浓缩液罐、冷凝循环系统、热循环系统，所述浓缩处理器用于液态物料发生相变结晶反应以生成浓缩液和水合物晶体，所述CO₂杜瓦瓶的出气口通过一气泡发生器以与浓缩处理器的进气口相连通，所述水合物晶体罐的进料口与所述浓缩处理器的水合物出口相连通，所述浓缩液罐的进料口与所述浓缩处理器的浓缩液出口相连通，所述浓缩液罐的进气口与所述水合物晶体罐的出气口相连通，所述浓缩液罐的出气口与所述气泡发生器的进气口相连通，所述冷凝循环系统用于为所述浓缩处理器制冷，所述热循环系统用于为所述水合物晶体罐制热。

进一步地，在所述进料罐的出料口与所述浓缩处理器的进料口之间设置有进料泵。