一种全自动冷冻浓缩设备和制备浓缩液体工艺的制作方法

1.本发明涉及一种冷冻浓缩设备和制备浓缩液体工艺，具体涉及一种不但节约了能源，降低生产成本，不浪费原液，最大限度对原液进行浓缩的全自动冷冻浓缩设备和制备浓缩液体工艺。


背景技术：

2.冷冻浓缩是近年来发展迅速的一种浓缩方式，是在常压下利用稀溶液与冰在冰点以下固液相平衡关系来实现的，由于在低温常压下操作，具有可阻止不良化学变化和生物化学变化及风味、香气和营养损失小等优点，备受国内外学者的关注。冷冻浓缩技术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，这种低能耗、可生产高品质产品的加工技术具有巨大的发展潜力。随着社会对高档产品需求量的增加，冷冻浓缩技术将进一步显示出其优越性及必要性。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种不但节约了能源，降低生产成本，不浪费原液，最大限度对原液进行浓缩的全自动冷冻浓缩设备和制备浓缩液体工艺。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种全自动冷冻浓缩设备，所述全自动冷冻浓缩设备包括：plc控制柜、压缩机、第一冷冻浓缩桶、第二冷冻浓缩桶、第一储液槽、第二储液槽、搅拌机、第一泵、第二泵、冷凝管；plc控制柜控制整个全自动冷冻浓缩设备，第一冷冻浓缩桶和第二冷冻浓缩桶内均设置有冷凝管和搅拌机；第一冷冻浓缩桶的冷凝管和第二冷冻浓缩桶的冷凝管通过管道连接在压缩机上；第一储液槽、第二储液槽位于第一冷冻浓缩桶、第二冷冻浓缩桶的下方，第一冷冻浓缩桶和第二冷冻浓缩桶交替工作。
5.在本发明的具体实施例子中，所述全自动冷冻浓缩设备还包括：第一泵、第二泵、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀；第一泵通过管道连接第一储液槽、第一冷冻浓缩桶、第二冷冻浓缩桶；第二泵通过管道连接第一储液槽、第一冷冻浓缩桶、第二冷冻浓缩桶；
6.第一三通阀安装在第一泵和第一冷冻浓缩桶之间的管道上；
7.第二三通阀安装在第二泵和第二冷冻浓缩桶之间的管道上；
8.第三三通阀安装在第一泵和第一冷冻浓缩桶之间的管道上；
9.第四三通阀安装在第二泵和第二冷冻浓缩桶之间的管道上。
10.在本发明的具体实施例子中，压缩机分别连接第一冷冻浓缩桶和第二冷冻浓缩桶的冷凝管，制冷剂进口和出口在交换过程中，作为压缩机工作中产生热量的进出口。
11.一种采用全自动冷冻浓缩设备制备浓缩液体的浓缩工艺，浓缩工艺包括如下步骤：
12.设备工作时，打开第一三通阀和第三三通阀，将第一储液槽中的原液通过第一泵
加入第一冻液浓缩桶；第一冻液浓缩桶中布满冷凝管，此时，压缩机工作，第一冻液浓缩桶迅速降温，同时，开启冷冻第一冻液浓缩桶中的搅拌机，使原液降温均匀；当第一冻液浓缩桶中的原液水分析出后，开启第一泵及第一三通阀和第二三通阀，使浓缩液流入第一储液槽，从而完成原液浓缩；该过程完成后，第一冷冻浓缩桶中的冷凝管上吸附了很多水分升华时产的冰晶，必须除冰后使用；
13.开启另一浓缩过程，打开第二泵，将第一储液槽中的原液及第一次浓缩之后的浓缩混合液，通过第二三通阀和第四三通阀加入第二冷冻浓缩桶；浓缩过程重复之前第一冻液浓缩桶的流程，在第二冷冻浓缩桶浓缩过程中，压缩机制冷时产生的热量传输至第一冻液浓缩桶，帮助第一冻液浓缩桶中冷凝管上吸附的冰晶融化，之后冰晶融化的液体通过管道，流入第二冷冻浓缩桶储存；待第一储液槽中的混合液按照程序设定的比例浓缩完成后，将第二冷冻浓缩桶中的冰晶融化液体继续进行浓缩，保证原液不浪费，或者达到环保要求后排放。
14.本发明的积极进步效果在于：本发明提供的全自动冷冻浓缩设备和制备浓缩液体工艺有如下优点：本发明在浓缩原理不变的情况下，改变压缩机、储液槽及浓缩桶之间的连接及能量交换方式，大大降低能量浪费，降低生产成本，提高生产效率。本发明有效利用压缩机制冷时产生的热量进行冰晶融化，节约能耗。本发明的两个浓缩桶交替使用，一桶浓缩的同时一桶化冰，提高生产效率。本发明采用双储液罐设计，将原液及析出液体分别存放，实现二次浓缩。
附图说明
15.图1为本发明的整体结构示意图之一(一个侧面)。
16.图2为本发明的整体结构示意图之二(另一个侧面)。
17.下面是本发明中标号对应的名称：
18.plc控制柜1、压缩机2、第一冻液浓缩桶3、第二冻液浓缩桶4、第一储液槽5、第二储液槽6、搅拌机7、第一泵8、第二泵9、冷凝管10、第一三通阀11、第二三通阀12、第三三通阀13、第四三通阀14、第一制冷剂出口15、第二制冷剂出口16、第一制冷剂入口17、第二制冷剂入口18。
具体实施方式
19.下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
20.图1为本发明的整体结构示意图之一(一个侧面)，图2为本发明的整体结构示意图之二(另一个侧面)，如图1
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2所示：本发明提供的全自动冷冻浓缩设备，包括plc控制柜1、压缩机2、第一冷冻浓缩桶3、第二冷冻浓缩桶4、第一储液槽5、第二储液槽6、搅拌机7、第一泵8、第二泵9、冷凝管10；plc控制柜1控制整个全自动冷冻浓缩设备，第一冷冻浓缩桶3和第二冷冻浓缩桶4内均设置有冷凝管10和搅拌机17；第一冷冻浓缩桶的冷凝管10和第二冷冻浓缩桶的冷凝管10通过管道连接在压缩机2上；第一储液槽5、第二储液槽6位于第一冷冻浓缩桶3、第二冷冻浓缩桶4的下方，第一冷冻浓缩桶3和第二冷冻浓缩桶4交替工作。
21.本发明提供的全自动冷冻浓缩设备还包括：第一泵8、第二泵9、第一三通阀11、第二三通阀12、第三三通阀13、第四三通阀14；第一泵8通过管道连接第一储液槽5、第一冷冻
浓缩桶3、第二冷冻浓缩桶4；第二泵9通过管道连接第一储液槽5、第一冷冻浓缩桶3、第二冷冻浓缩桶4。
22.第一三通阀11安装在第一泵8和第一冷冻浓缩桶3之间的管道上；第二三通阀12安装在第二泵9和第二冷冻浓缩桶4之间的管道上；第三三通阀13安装在第一泵8和第一冷冻浓缩桶3之间的管道上；第四三通阀14安装在第二泵9和第二冷冻浓缩桶4之间的管道上。
23.第一三通阀11右侧的管道是浓缩完成后的浓缩液由管道流出，由三通阀控制，或者是接储液罐和收集装置，看生产需要。
24.第二三通阀12右侧的管道是浓缩完成后的浓缩液由管道流出，由三通阀控制，或者是接储液罐和收集装置，看生产需要。
25.压缩机分别连接第一冷冻浓缩桶3和第二冷冻浓缩桶4的冷凝管，制冷剂进口和出口在交换过程中，作为压缩机工作中产生热量的进出口。
26.如图1所示，压缩机2分别连接第一冻液浓缩桶3、第二冻液浓缩桶4的冷凝管10，制冷剂进口和出口(第一制冷剂入口17、第二制冷剂入口18、第一制冷剂出口15、第二制冷剂出口16)在交换过程中，作为压缩机2工作中产生热量的进出口。具体为当制冷剂通过第一制冷剂入口17，进入第一冷冻浓缩桶3时，压缩机工作，第一冷冻浓缩桶3中的浓缩液温度降低，进入浓缩结晶过程；同时，压缩机2工作时产生的热量通过第二制冷剂入口18进入第二冷冻浓缩桶4，将吸附在冷凝管上的冰晶融化，为下一浓缩过程做好准备，缩短设备准备时间的，减少能源浪费，大大节约生产成本。
27.如图2所示，设备工作时，打开第一三通阀11和第三三通阀13，将第一储液槽5中的原液通过第一泵8加入第一冻液浓缩桶3(原液加入量由水位计控制)。第一冻液浓缩桶3中布满冷凝管10，此时，压缩机工作，第一冻液浓缩桶3迅速降温，同时，开启冷冻第一冻液浓缩桶3中的搅拌机7，使原液降温均匀。由于共阱点不同，原液中的水分吸附于冷凝管10上，使原液达到浓缩目的。当第一冻液浓缩桶3中的原液水分析出后，开启第一泵8及第一三通阀11和第二三通阀12，使浓缩液流入第一储液槽5，从而完成原液浓缩。该过程完成后，第一冷冻浓缩桶3中的冷凝管10上吸附了很多水分升华时产的冰晶，必须除冰后使用。
28.此时，开启另一浓缩过程，打开第二泵9，将第一储液槽5中的原液及第一次浓缩之后的浓缩混合液，通过第二三通阀12和第四三通阀14加入第二冷冻浓缩桶4(原液加入量由水位计控制)。浓缩过程重复之前第一冻液浓缩桶3的流程，不同的是，在第二冷冻浓缩桶4浓缩过程中，压缩机2制冷时产生的热量通过交换机，传输至第一冻液浓缩桶3，帮助第一冻液浓缩桶3中冷凝管上吸附的冰晶融化，之后，冰晶融化的液体通过管道，流入第二冷冻浓缩桶4储存。待第一储液槽5中的混合液按照程序设定的比例浓缩完成后，可以将第二冷冻浓缩桶4中的冰晶融化液体继续进行浓缩，保证原液不浪费，或者达到环保要求后排放。
29.本发明有效利用压缩机制冷时产生的热量进行冰晶融化，节约能耗。
30.本发明的两个浓缩桶交替使用，一桶浓缩的同时一桶化冰，提高生产效率。
31.本发明采用双储液罐设计，将原液及析出液体分别存放，实现二次浓缩。
32.本发明一体化设计，压缩机散热回收利用，不但节约了能源，降低生产成本，同时有利于环境保护。
33.本发明的双储液槽设计，不浪费原液，最大限度对原液进行浓缩。
34.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。