一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺的制作方法

本发明涉及咖啡粉萃取技术领域，具体为一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺。

背景技术：

目前国内外速溶咖啡粉加工过程的萃取系统采用连续多级一梯度的方式，为了获取更高的得粉率，现在技术的萃取系统只能提高压力（2mpa）、温度（200℃）以及延长萃取时间（从进水到出液315分钟，每45分钟更换一罐咖啡豆），取得的萃取液浓度为6%～10%，为了能使咖啡液浓度达到冷冻干燥或喷雾干燥需要的浓度要求，只好通过热浓缩让其浓度达到42%～55%，由于热浓缩破坏咖啡的风味、香气和营养成分等热敏性物质，故在热浓缩之前萃取咖啡液先通过提香设备蒸馏出部分香液，然后才进行热浓缩，热浓缩后把香液还原回到咖啡浓缩液中即调配工段，热浓缩会产生大量的蒸汽，蒸汽的温度较高，因此，对一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺的需求日益增长。

目前市场上存在的大部分咖啡粉萃取用的浓缩设备在使用过程中热浓缩出来的冷凝水不能循环使用，直接进入污水站处理，对蒸汽中的热量没有经过任何的回收利用，导致资源损失较多，并且在加工使用的过程中，浓缩反应釜的蒸汽增加过多，但是没有任何的保护措施，容易引发危害，因此，针对上述问题提出一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺，包括以下步骤：

第一步：生物制品加工步骤中热浓缩所产生的大量蒸汽，导致浓缩反应釜中的气压增大，蒸汽从浓缩反应釜的顶端连通管排出；

第二步：温度较低的生物制品加工中所需要的水加入热能回收用的二级热交换装置中，再将二级热交换装置中的水通过水泵抽入一级热交换装置中；

第三步：蒸汽通入热交换装置中冷凝呈液体，同时释放本身热量，释放的热量通过热交换装置的侧壁，先对一级热交换装置中的水进行升温；

第四步：冷凝后的水通过连通管流入底侧的二级热交换装置的内侧，利用冷凝水的余温继续进行散热，对二级热交换装置中的水进行初级的断凉处理，提高热能回收的效率；

第五步：将一级热交换装置中的水通过水泵排出，进入升温装置进行进一步的升温加热，以达到额定温度，进一步的可以利用高温的水资源进行保温或者供热，同时将二级热交换装置中的水通过水泵抽入一级热交换装置的内侧，并利用蒸汽进行升温工作，并且新的水源再流入二级热交换装置中进行断凉操作；

第六步：从二级热交换装置的底端连通管流出的蒸汽冷凝水流入过滤装置中进行过滤操作，滤除大颗粒物质后，可以排出集中处理。

优选的，所述浓缩反应釜的顶端与连通管的连接处设有压力检测器和阀门，在正常使用的过程中，阀门闭合，用来保证浓缩反应釜内部的温度，避免热气通过连通管进行散出，当浓缩反应釜的内侧产生较多的水蒸气后，浓缩反应釜内侧的气压会变大，在压力检测器检测到压力较大时，通过控制器控制阀门开启，此时的蒸汽可以通过连通管进行散发。

优选的，所述连通管的中段位置的内侧设有叶轮，在蒸汽流通的过程中会带动叶轮进行转动，当装置内产生大量的蒸汽时，会带动叶轮进行高速转动，同时连通管的外侧有转速表在蒸汽流通的过程中对叶轮的转速进行检测，当叶轮的转速过高后，控制器控制侧排气阀开启，多余的蒸汽通过侧排管排出，防止出现意外情况导致压力增加过大，起到对装置内的保护效果。

优选的，所述一级热交换装置和二级热交换装置中连通管的形状呈竖螺旋状设置，蒸汽冷凝后的水顺着连通管向下滑落并流出。

优选的，所述水资源与蒸汽冷凝水的流动方向相反，水资源在二级热交换装置中被温度较低的冷凝水加热成低温水，随后将二级热交换装置中的水抽入一级热交换装置中被刚刚凝结散发较高热量的蒸汽热交换成中温水，温度达到40℃后再次排出。

优选的，所述过滤装置的内侧设有活性炭层和过滤棉层，利用活性炭层和过滤棉层对冷凝水中的大颗粒物质进行过滤和收集，同时过滤装置的内侧设有反冲洗结构，在过滤装置堵塞后通过反冲洗设备对过滤装置进行疏通，在正常工作中不影响蒸汽冷凝水的排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置的侧排管和连通管内侧的叶轮和侧排气阀，转速表在蒸汽流通的过程中对叶轮的转速进行检测，当叶轮的转速过高后，控制器控制侧排气阀开启，多余的蒸汽通过侧排管排出，用来降低连通管内侧的气流压力，防止出现意外情况导致压力增加过大，起到对装置内的保护效果；

2、本发明中，水资源与蒸汽冷凝水的流动方向相反，水资源在二级热交换装置中被温度较低的冷凝水加热成低温水，随后将二级热交换装置中的水抽入一级热交换装置中被刚刚凝结散发较高热量的蒸汽热交换成中温水，温度达到40℃后再次排出，对蒸汽中所含的热量和气体液化产生的热量进行回收利用，充分的利用了热能资源，对所需要用的水进行初步的加热升温，降低了后续资源和能源的使用，进一步的降低了装置的使用成本；

3、本发明中，利用过滤装置可以保证连通管的流畅运行，同时在堵塞时利用反冲洗装置对过滤装置进行反冲洗，使装置可以正常运行，不会影响连通管内部冷凝水的流通，同时反冲洗设备的运行，可以提醒工作人员对过滤装置在闲置时进行及时的检修。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明蒸汽的流动方向示意图；

图3为本发明水的流动方向示意图。

图中：1-浓缩反应釜、2-连通管、3-侧排管、4-一级热交换装置、5-二级热交换装置、6-过滤装置。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：

一种生物制品加工萃取用蒸汽热能回收利用工艺，包括以下步骤：

第一步：生物制品加工步骤中热浓缩所产生的大量蒸汽，导致浓缩反应釜中1的气压增大，蒸汽从浓缩反应釜1的顶端连通管2排出；

第二步：温度较低的生物制品加工中所需要的水加入热能回收用的二级热交换装置5中，再将二级热交换装置5中的水通过水泵抽入一级热交换装置4中；

第三步：蒸汽通入热交换装置中冷凝呈液体，同时释放本身热量，释放的热量通过热交换装置的侧壁，先对一级热交换装置4中的水进行升温；

第四步：冷凝后的水通过连通管2流入底侧的二级热交换装置5的内侧，利用冷凝水的余温继续进行散热，对二级热交换装置5中的水进行初级的断凉处理，提高热能回收的效率；

第五步：将一级热交换装置4中的水通过水泵排出，进入升温装置进行进一步的升温加热，以达到额定温度，进一步的可以利用高温的水资源进行保温或者供热，同时将二级热交换装置5中的水通过水泵抽入一级热交换装置4的内侧，并利用蒸汽进行升温工作，并且新的水源再流入二级热交换装置5中进行断凉操作；

第六步：从二级热交换装置5的底端连通管2流出的蒸汽冷凝水流入过滤装置6中进行过滤操作，滤除大颗粒物质后，可以排出集中处理。

所述浓缩反应釜1的顶端与连通管2的连接处设有压力检测器和阀门，在正常使用的过程中，阀门闭合，用来保证浓缩反应釜1内部的温度，避免热气通过连通管2进行散出，当浓缩反应釜1的内侧产生较多的水蒸气后，浓缩反应釜1内侧的气压会变大，在压力检测器检测到压力较大时，通过控制器控制阀门开启，此时的蒸汽可以通过连通管进行散发；所述连通管2的中段位置的内侧设有叶轮，在蒸汽流通的过程中会带动叶轮进行转动，当装置内产生大量的蒸汽时，会带动叶轮进行高速转动，同时连通管2的外侧有转速表在蒸汽流通的过程中对叶轮的转速进行检测，当叶轮的转速过高后，控制器控制侧排气阀开启，多余的蒸汽通过侧排管3排出，防止出现意外情况导致压力增加过大，起到对装置内的保护效果；所述一级热交换装置4和二级热交换装置5中连通管2的形状呈竖螺旋状设置，蒸汽冷凝后的水顺着连通管2向下滑落并流出；所述水资源与蒸汽冷凝水的流动方向相反，水资源在二级热交换装置5中被温度较低的冷凝水加热成低温水，随后将二级热交换装置5中的水抽入一级热交换装置4中被刚刚凝结散发较高热量的蒸汽热交换成中温水，温度达到40℃后再次排出；所述过滤装置6的内侧设有活性炭层和过滤棉层，利用活性炭层和过滤棉层对冷凝水中的大颗粒物质进行过滤和收集，同时过滤装置6的内侧设有反冲洗结构，在过滤装置6堵塞后通过反冲洗设备对过滤装置6进行疏通，在正常工作中不影响蒸汽冷凝水的排出；本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。