一种低温真空浓缩机组的制作方法

文档序号:15440196发布日期:2018-09-14 22:42阅读:189来源:国知局

本发明涉及一种低温真空浓缩机组,属于食品机械技术领域。



背景技术:

果汁是以水果或者蔬菜为原料经过物理方法如压榨、离心、萃取等得到的汁液产品,一般是指纯果汁或100%果汁,果汁按形态分为澄清果汁和混浊果汁,澄清果汁澄清透明,如苹果汁,而混浊果汁均匀混浊,如橙汁;按果汁含量分为原果汁、水果汁、果汁饮料、果粒果汁饮料、果汁类汽水、果味型饮料,而浓缩果汁是指通过一定的工艺或者设备将果汁中水分蒸发并浓缩后得到的果汁,这种浓缩果汁主要是更便于储存、生产和运输,因为不经过浓缩的果汁,如果直接进行灌装,会给企业增加3-14倍的包装物成本、以及增加3-14倍运输成本,从而无形中增加了企业的成本。

现有的水果浓缩的方法比较多,常用的方法有离心薄膜浓缩、冷冻浓缩、膜分离浓缩、反渗透浓缩以及加热浓缩,但是以上的方法较为复杂,并且在浓缩过程中会破坏果汁的营养成分,特别是加热浓缩,对果汁的营养成分破坏更为严重。

果汁在浓缩过程中,随着水分的蒸发会挥发出大量的香气物质,这种香气物质就是果汁中含有的天然香精,这种天然香精是果汁中的精华并且非常昂贵,现有的果汁浓缩生产中,还没有设备能够对这种香气物质进行回收利用,从而给用户带来了一定的浪费。

随着技术的进步,真空离心浓缩得到了一定的发展,真空离心浓缩是指将待浓缩的果汁放置于真空离心机中,通过真空离心机对果汁进行浓缩,这种方法能够实现在常温状态下对果汁进行浓缩的目的,浓缩效率较高,并且能够较为完整保存好果汁中的营养成分,然而现有的真空离心机结构较为复杂、物料加热温度高、极大损失产品营养物质、损失产品的色泽,并且处理的量较小,不能满足用户日益扩大的生产需求,而且目前整个市场现有的浓缩装置没有设置香气回收装置,导致高附加值的副产品大量流失、造成极大的资源浪费。

下面简单的阐述一下真空蒸发的原理,真空浓缩也称为真空蒸发,是指是在真空下进行的蒸发操作。液体(或固体)在真空中蒸发(或升华)变成蒸汽时需要吸收热量,称为汽化热。物质的汽化热随着汽化温度的升高而略有降低。比如lmol水,在50oc汽化,汽化热为42780j,而在100oc汽化,汽化热为40680j。蔬菜水果的真空保鲜,让蔬菜的部分水份在真空中蒸发,这些水蒸发时要从蔬菜体内吸取汽化热,使蔬菜在脱水同时降温,利用了水蒸发吸热的原理。

针对上述问题,行业中需要一种结构新颖、超低蒸发温度、超高工作效率的超低温真空浓缩机组,尤其适用于果汁、药品、保健品、保健食品、生物制剂、酶制剂中的水分蒸发提取,为相关产品后面的干燥工艺节约了50%-70%能源、同时提高2-3倍工作效率,并且能够随时调整不同的终端产品不同的浓缩倍数,一般的是3-14倍浓缩倍数,以解决行业中面临的系列问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种结构新颖的低温真空浓缩机组,

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方法来实现的:

一种低温真空浓缩机组,设置有低温真空浓缩机组,所述真空浓缩机组设置有进料装置,所述进料装置上连接有物料换热装置,所述物料换热装置上连接有蒸发浓缩装置,所述物料换热装置与所述蒸发浓缩装置通过水平放置的横向物料连接管连接到一起,所述蒸发浓缩装置上连接有香气冷却回收装置,所述蒸发浓缩装置和香气冷却回收装置通过第一冷却列管连接到一起,所述香气冷却回收装置上连接有箱式冷却水装置,所述香气冷却回收装置上还连接有真空发生装置,所述香气冷却回收装置与所述真空发生装置之间通过真空连接管连接到一起,所述物料换热装置上还设置有热水循环装置,所述蒸发浓缩装置的底部设置有浓缩液回收装置。

作为优选,所述物料换热装置设置有内部中空且呈圆柱形结构的热交换壳体,所述热交换壳体的上下两端分别设置有上锥形连接板和下锥形连接板,所述上锥形连接板和下锥形连接板与热交换壳体之间通过管板法兰连接到一起,所述管板法兰之间设置有多个物料换热管,所述热交换壳体的侧边还设置有进水口和出水口,所述上锥形连接板上设置有横向物料连接管。

作为优选,所述蒸发浓缩装置设置有内部中空的蒸发浓缩罐体,所述蒸发浓缩罐体的外侧设置有多个加强筋板,所述蒸发浓缩罐体的外侧还设置有多个cip清洗口,所述蒸发浓缩罐体的外侧上部还设置有物料进料口,所述横向物料连接管连接到所述物料进料口上,所述蒸发浓缩罐体的内部设置有斜向物料管,所述斜向物料管连接于所述物料进料口上,所述蒸发浓缩罐体的内部下方还设置有布料器,所述蒸发浓缩罐体的内部还均布有多个扑沫器。

作为优选,所述布料器呈阶梯状结构,所述布料器由多个呈圆锥形结构的布料板相互焊接而成,所述扑沫器呈半圆形结构,所述扑沫器上设置有多个扑沫孔。

作为优选,所述香气冷却回收装置设置有香精回收罐和安装于所述香精回收罐上的第一冷却装置、第二冷却装置,所述第一冷却装置和第二冷却装置竖直放置且相互平行,所述第一冷却装置和第二冷却装置的内部设置有多个冷却列管,所述冷却列管的底部通过底部冷却列管连接到一起,所述第一冷却装置的外侧上部设置有超低温冷却水出水孔,所述第二冷却装置的外侧上部设置有冷却水进水孔,所述冷却水出水孔和冷却水进水孔分别连接到所述箱式冷却水装置上。

作为优选,所述香精回收罐里设置有浮球式液位传感器,所述香精回收罐的底部设置有香精回收出料口,所述香精出料口上设置有香精出料蝶阀,所述香精出料蝶阀上还连接有出料离心泵。

作为优选,所述浓缩液回收装置设置有浓缩液抽取泵,所述浓缩液抽取泵的进料口通过浓缩液管道连接到所述蒸发浓缩装置的底部,所述浓缩液抽取泵的出料口设置有在线糖度检测仪,所述在线糖度检测仪上还设置有三通气动阀,所述三通气动阀还通过管道分别连接到浓缩液存储罐和物料换热装置上。

作为优选,所述浓缩液管道上还连接有清洗排放装置,所述清洗排放装置设置有清洗排放管,所述清洗排放管上设置有清洗手动球阀和疏水阀。

作为优选,所述真空发生装置设置有多个真空机组以及控制真空机组的真空机组控制柜。

作为优选,所述热水循环装置设置有储水罐,所述储水罐里设置有电加热器,所述储水罐上还设置有进水泵,所述进料装置设置有原料罐,所述原料罐上设置有进液泵,所述进液泵通过管道连接到所述物料换热装置上。

与现有技术相比,本发明的有益之处是:通过低温真空浓缩机组的各个部分,有效的对果汁中的水份进行蒸发,通过高真空状态下蒸发物料中所含有相应运动活跃水分子,在高真空的作用下产生气化状态而又继续被真空带走,并通过香气回收装置外层壳层里面的超低温冷却水的作用将真空力气带过来的气体而冷却、当气体受到极度低温的冷却水之时、即可迅速由气体转化为液体,由此原理将“香气”急速转化为香精液体之原理。香精回收罐对香精液进行冷却回收,从而有效的提高了物料的利用率,提高农产品附加值、避免副产品大量流失、造成极大的资源浪费以及环境污染。本发明结构新颖,智能化程度极高、运行可靠、节约能源、操作与维护及其方便。

附图说明:

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的总装配图。

图2是物料换热装置的结构示意图。

图3是图2的a-a剖视图。

图4是蒸发浓缩装置的主视图。

图5是蒸发浓缩装置的左视图。

图6是布料器的结构示意图。

图7是扑沫器的结构示意图。

图8是香气冷却回收装置的结构示意图。

图9是浓缩液回收装置的结构示意图。

图10是真空发生装置的结构示意图。

图11是热水循环装置的结构示意图。

图12是进料装置的结构示意图。

具体实施方式:

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述:

如图1所示,一种超低温真空浓缩机组,设置有低温真空浓缩机组,所述真空浓缩机组设置有进料装置1,所述进料装置1上连接有物料换热装置2,所述物料换热装置2上连接有蒸发浓缩装置3,所述物料换热装置2与所述蒸发浓缩装置3通过水平放置的横向物料连接管4连接到一起,所述蒸发浓缩装置3上连接有香气冷却回收装置5,所述蒸发浓缩装置3和香气冷却回收装置5通过第一冷却列管6连接到一起,所述香气冷却回收装置5上的第二组连接有箱式冷却水装置7,所述香气冷却回收装置5上还连接有真空发生装置8,所述香气冷却回收装置5与所述真空发生装置8之间通过真空连接管11连接到一起,所述物料换热装置2上还设置有热水循环装置9,所述蒸发浓缩装置3的底部设置有浓缩液回收装置10。

如图2和图3所示,所述物料换热装置2设置有内部中空且呈圆柱形结构的热交换壳体201,所述热交换壳体201的上下两端分别设置有上锥形连接板202和下锥形连接板203,所述上锥形连接板202和下锥形连接板203与热交换壳体201之间通过管板法兰204连接到一起,所述管板法兰204之间设置有多个物料换热管205,所述热交换壳体201的侧边还设置有进水口206和出水口207,所述上锥形连接板202上设置有横向物料连接管4。

如图4和图5所示,所述蒸发浓缩装置3设置有内部中空的蒸发浓缩罐体301,所述蒸发浓缩罐体301的外侧设置有多个加强筋板302,所述蒸发浓缩罐体301的外侧还设置有多个cip清洗口303,所述蒸发浓缩罐体301的外侧上部还设置有物料进料口304,所述横向物料连接管4连接到所述物料进料口304上,所述蒸发浓缩罐体301的内部设置有斜向物料管305,所述斜向物料管305连接于所述物料进料口304上,所述蒸发浓缩罐体301的内部下方还设置有布料器306,所述蒸发浓缩罐体301的内部还均布有多个扑沫器307。

如图6和图7所示,所述布料器306呈阶梯状结构,所述布料器306由多个呈圆锥形结构的布料板相互焊接而成,所述扑沫器307呈半圆形结构,所述扑沫器307上设置有多个扑沫孔308。

如图8所示,所述香气冷却回收装置5设置有香精回收罐501和安装于所述香精回收罐501上的第一冷却装置502、第二冷却装置503,所述第一冷却装置502和第二冷却装置503竖直放置且相互平行,所述第一冷却装置502和第二冷却装置中503的内部设置有多个冷却列管504,所述冷却列管504的底部通过底部冷却列管连接到一起,所述第一冷却装置502的外侧上部设置有冷却水出水孔505,所述第二冷却装置503的外侧上部设置有冷却水进水孔506,所述冷却水出水孔505和冷却水进水孔506分别连接到所述箱式冷却水装置7上。

所述香精回收罐501里设置有浮球式液位传感器507,所述香精回收罐501的底部设置有香精出料口508,所述香精出料口508上设置有香精出料蝶阀509,所述香精出料蝶阀509上还连接有出料离心泵510。

如图9所示,所述浓缩液回收装置10设置有浓缩液抽取泵1001,所述浓缩液抽取泵1001的进料口通过浓缩液管道1002连接到所述蒸发浓缩装置3的底部,所述浓缩液抽取泵1001的出料口设置有在线糖度检测仪1003,所述在线糖度检测仪1003上还设置有三通气动阀1004,所述三通气动阀1004还通过管道分别连接到浓缩液存储罐1005和物料换热装置2上。

所述浓缩液管道1002上还连接有清洗排放装置,所述清洗排放装置设置有清洗排放管1006,所述清洗排放管1006上设置有清洗手动球阀1007和疏水阀1008。

如图10所示,所述真空发生装置8设置有多个真空机组801以及控制真空机组801的真空机组控制柜802。

如图11和图12所示,所述热水循环装置9设置有储水罐901,所述储水罐901里设置有电加热器902,所述储水罐901上还设置有进水泵903,所述进料装置1设置有原料罐101,所述原料罐101上设置有进液泵102,所述进液泵102通过管道连接到所述物料换热装置2上。

使用前,首先启动真空发生装置8,通过真空机组控制柜802启动多个真空机组801,由于真空发生装置8通过真空连接管11连接到香气冷却回收装置5上,并且香气冷却回收装置5通过第一冷却列管6连接到蒸发浓缩装置3上,这样通过真空发生装置8对香气冷却回收装置5和蒸发浓缩装置3进行抽真空操作,使的香气冷却回收装置5和蒸发浓缩装置3处于高真空状态。

使用时,首先将待浓缩的原料放置到原料罐101中,然后启动进液泵102,通过进液泵102将原料罐101中的原料抽取出来,并通过管道送到物料换热装置2的物料换热管205中,并通过物料换热管205和物料连接管4将原料送到蒸发浓缩罐体301中,同时启动热水循环装置9上的进水泵903,通过进水泵903将储水罐901中的热水从热交换壳体201上进水口206打进去,并从出水口207流出来,同时流进到储水罐901中,由于热交换壳体201中设置有物料换热管205,这样物料从物料换热管205的底部往上运动,而热水从物料换热管205的上部往下运动,这样物料能够得到充分预热,提高了蒸发的效果,为下一步的生产做好准备。

当物料经过物料换热装置2的充分预热后,并通过横向物料连接管4将物料输送到斜向物料管305中,由于斜向物料管305从蒸发浓缩罐体301的上部连接到蒸发浓缩罐体301的下部,这样物料就会顺着斜向物料管305流到斜向物料管305的底部,而斜向物料管305的下出口处设置有布料器306,这样物料就会溅到布料器306,由于布料器306呈阶梯状结构,这样物料就会均匀的布到布料器306上,由于蒸发浓缩罐体301处于高真空状态,这样均匀分布的物料就会受到充分的快速浓缩蒸发,由于蒸发浓缩罐体301中一直处于高真空状态,部分物料会由于压力在蒸发浓缩罐体301中飞溅,这时在蒸发浓缩罐体301中设置多个扑沫器307,通过扑沫器307将飞溅的物料挡住,防止飞溅的物料被抽出蒸发浓缩罐体301,为了提高扑沫器307的使用效率,将多个扑沫器307交叉放置,从而提高了扑沫器307的使用效率。

当物料在蒸发浓缩罐体301进行充分蒸发浓缩的时候,蒸发浓缩形成的浓缩液会流淌到蒸发浓缩罐体301的底部,这时浓缩液抽取泵1001会将浓缩液抽取出来,抽取出的浓缩液首先经过在线糖度检测仪1003的检测,在线糖度检测仪1003是一种检测浓缩液中含糖量、固形物含量的检测仪器,通过检测浓缩液中的含糖量、固形物含量的设定值,从而确定浓缩液是否达到设定的要求,如果浓缩液的含糖量、固形物含量的设定值符合设定的标准值、说明浓缩液已经合格,这时系统自动切换三通气动阀1004,通过三通气动阀1004将浓缩液输送到浓缩液存储罐1005,如果浓缩液的含糖量不符合设定值的要求,说明物料中的水分蒸发量还不够,那么三通气动阀1004此时不执行任何动作、执行原动作输送物料到换热装置2和蒸发浓缩罐体301中,进行正常蒸发浓缩,直到浓缩液达到设定的标准值即可自动出料、同时系统自动启动所述进料装置1实现自动补料动作(重复原来的加料动作)、如此自动、连续、重复运行。

蒸发浓缩罐体301中的物料在蒸发浓缩过程中,随着水分的蒸发会挥发出大量的香气物质,这种香气物质就是果汁中含有的天然香精,香气物质随着水分进入到香气冷却回收装置5中,并自动进入到501香精回收罐中,在此之前箱式冷却水装置7已经自动启动工作,此时香气冷却回收装置5已经具备将气态化的香气(也就是被蒸发的二次蒸汽)由气态化转换为液态化的过程,通过箱式冷却水装置7上的冷却水泵将冷却水从第二冷却装置503的冷却水进水孔506打进去,并从冷却水出水孔505打出来,冷却水就会在冷却列管504中进行快速连续冷却,而香气(气态)物质就会在冷却列管504列管的内侧受到冷却水的温度反差作用而导致由气态转化为液态的功能实现,香气物质就会被冷却水冷凝,从而形成香气冷凝液,并落到香精回收罐501中,由于所述香精回收罐501的底部设置有香精出料口508,并且在香精回收罐501里设置有浮球式液位传感器507,所述香精出料口508上设置有香精出料蝶阀509,所述香精出料蝶阀509上还连接有出料离心泵510,这样通过浮球式液位传感器507检测到香气冷凝液的液位达到设定的数值以后,打开香精出料蝶阀509,并启动出料离心泵510,通过出料离心泵510将香气冷凝液输送的设定好的存储容器内即可。

当设备需要加工多种物料的时候,就会需要对蒸发浓缩装置3进行清洗,这时将清洗液从cip清洗口303中输送进去,并通过清洗手动球阀1007将清洗产生的残余的清洗水排出去即可,在食品和药品行业中,cip的含义是在线清洗的意思。

需要强调的是:以上仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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