专利名称：一种对溶液的浓缩制备方法
技术领域：
本发明涉及食品饮料、药剂溶液加工方法，更具体发涉及一种对溶液的浓缩制备方法。
在食品加工或制药过程中，对溶液进行浓缩这一工艺较为常见，传统的溶液浓缩方法有降膜浓缩、离心薄膜浓缩、板片浓缩等，其中降膜浓缩应用较为广泛，其基本过程是，物料被送入浓缩塔，使料液在浓缩塔的加热管表面呈液膜自上而下顺沿加热管流下，加热管的另一侧为蒸汽，料液中的水份受热作用大量蒸发，料液流至加热管的底部，再经分离器分离后，料液的浓度得以提高，这一过程称为单效浓缩。若经单效浓缩后的料液还需进行浓缩，则可以重复上述浓缩过程，再进行双效、三效浓缩。在单效浓缩设备的基础上，随之也出现了双效、三效降膜浓缩设备，在浓缩过程中，将料液泵送至下一级浓缩，将前一次的二次蒸汽用于二级的加热蒸汽，再用二级的二次蒸汽用于三级的加热蒸汽，这种降膜浓缩的过程复杂，所用的设备体积庞大，设备的操作、维护、使用也复杂。浓缩成本高，料液经长时间的加热后易结焦于加热管，浓缩过程不易控制。
为此，本发明的目的是针对上述传统的对溶液的浓缩方法存在的缺点，提出全新的一种对溶液的浓缩制备方法。
为了实现上述目的，本发明的对溶液的浓缩方法采用如下技术方案首先将待浓缩料液进行加压；再将加压后料液输入至微波加热装置中，同时馈入微波能加热，并使料液保持加热此装置中一段时间；此后将加热后的料液再送入至缓冲罐中进行释放压力和蒸发，并将保留在缓冲罐底部浓缩的溶液送至下一道工序。
本发明采用微波加热的方式将待浓缩的料液进行加压和加热，并使料液在加热装置中保持一段时间后送至缓冲罐中进行释放压力和蒸发，以此来完成对料液进行浓缩，因此，本发明的方法与传统的浓缩方法相比，它具有如下优点浓缩效率高，料液经一次浓缩后可去除高达总含水量的70％的水分；由于微波功率易于控制，可以按要求蒸发预定量的水分；微波不通过热传导，不存在料液在壁上结焦问题；用该方法所使用的设备体积和重量将会大减少、蒸发的热量可回用热量散失少；料液受热时间少，有利于提成品的质量；用电作为能源，最大限度减少了废水和废气产生。
下面通过实施例，对本发明作进一步地详细说明微波加热与普通的热交换不同，微波是一种高频电磁波，其波长从1mm-1m频率在300MHz-300000MHz之间。随着电磁波在空间的不断变换方向，使被加热物中的极性分子，以每秒上亿次的速度振动，分子间由于摩擦挤压作用而产生热量，从而迅速升温，分子的极性越强，越容易受到微波作用而发热，含水量越高的物质，越容易吸收微波，发热也越快。微波使浓缩的料液内外同时升温，因此具有极高的加热效率。本发明的方法就是利用这一基本的原理，对溶液进行浓缩，即，当料液中的水吸收微波后，温度迅速上升，压力也随之上升，当该压力突然释放，其内的大量水分化为蒸汽，剩余溶液的浓度就会被瞬间提高。本发明的方法具体步骤如下首先将待浓缩料液进行加压，再将加压后料液输入至微波加热装置中，同时馈入微波能加热，料液在微波加热装置中保持时间为10秒以内，微波加热装置中料液的温度和压力均上升，此后将加热后的料液再送入至缓冲罐中进行释放压力和蒸发，并将保留在缓冲罐底部浓缩的溶液送至下一道工序，对进入缓冲罐内的料液在释放压力和蒸发同时，可辅以温度为100-300℃的热风。如果被浓缩的料液浓度达不到所需要的浓度，则可以再将该料液循环或送至下一级进行加压和加热微波装置中进行加热、释放压力和蒸发，顺序重复循环上述步骤二次或三次，乃至若干次，直至达到所需要的浓度。
实施例1，如对某一浓度为6％的中药制剂进行浓缩，先将该制剂进行加压，将其加压至4-8bar，然后用高压泵将加压后的该中药制剂送入微波加热装置中，其送入微波加热装置中流量为0.12m3/h-0.26m3/h。通过波导管向微波加热装置中馈入95-130KW功率的微波，料液在此状态下保持3-4秒后，再将料液送至缓冲罐，加热后的料液在缓冲罐中释放压力和蒸发，其内的水份得以大量蒸发，此时剩余料液的浓度上升到约16％，并送到下一道工序。若需要将该中药制剂进一步浓缩，则重复上述步骤，进行加压和微波加热，并馈入25-40KW功率的微波到微波加热装置中进行二次浓缩，再将加压加热后的料液送到缓冲罐中进行蒸发，经过这一道的工序后，该中药制剂的浓度可达33％。然后再进入下一道干燥工序。在实际加工中，由于现有的微波技术使用于本方法的微波加热装置、缓冲罐的实现并不难，以及整个浓缩的工艺也不难实现，但要注意避免微波的泄漏，因此微波馈入口的设计较为重要。为了节省能耗，可用一套板式换热器将从缓冲罐出来的二次蒸汽回收用于料液的预热或其它用途。
实施例2，如对浓度为10％的牛奶进行浓缩，先将该牛奶进行加压，将其加压至4-20bar，然后用高压泵将加压后的该牛奶送入微波加热装置中，其送入微波加热装置中流量为0.4m3/h-0.6m3/h。通过波导管向微波加热装置中馈入200-260KW功率的微波，牛奶在此状态下保持3-4秒后，再将料液送至缓冲罐，同时对缓冲罐中的料液辅以150-180℃的热风，加热后的牛奶在缓冲罐中释放压力和蒸发，其内的水份得以大量蒸发，此时剩余牛奶的浓度上升到约35％，并送到下一道工序。若将该牛奶进一步浓缩，则重复上述步骤，对该浓度的牛奶进行加压和微波加热，先加压力为4-9bar，之后并馈入20-50KW功率的微波到微波加热装置中进行二次浓缩，再将加压加热后的料液送到缓冲罐中进行蒸发，经过这一道的工序后，该牛奶的浓度可达45.5％。在加工过程中，同样也可将抽出的热风与水蒸汽用以加热原料牛奶以便充分利用能源。
权利要求
1.一种对溶液的浓缩制备方法，其特征在于，该浓缩方法包括以下步骤a，首先将待浓缩料液进行加压；b，再将加压后料液输入至微波加热装置中，同时馈入微波能加热，并使料液保持在加热装置中一段时间；c，此后，将加热后的料液再送入至缓冲罐中进行释放压力和蒸发，并将保留在缓冲罐底部的浓缩溶液送至下一道工序。
2.如权利要求1所述的一种对溶液的浓缩制备方法，其特征在于所述的步骤a、b、c可以顺序重复循环二次或二次以上。
3.如权利要求1所述的一种对溶液的浓缩制备方法，其特征在于所述的步骤a中所加的压力在4bar-20bar之间；所述的步骤b中，料液在微波加热装置中保持时间为10秒以内。
4.如权利要求1所述的一种对溶液的浓缩制备方法，其特征在于所述的步骤c中，对进入缓冲罐内的料液在释放压力和蒸发同时，可辅以温度为100-300℃的热风。
全文摘要
本发明公开了一种对溶液的浓缩制备方法,该方法采用微波加热的方式将待浓缩的料液进行加压和加热,并使料液在加热装置中保持一段时间后送至缓冲罐中进行释放压力和蒸发,以此来完成对料液进行浓缩。与传统的浓缩方法相比,它具有如下优点:浓缩效率高,不存在料液在壁上结焦问题;料液受热时间少,有利于提成品的质量;最大限度减少了废水和废气产生。
文档编号B01D1/00GK1256165SQ99119939
公开日2000年6月14日 申请日期1999年10月29日 优先权日1999年10月29日
发明者汤大卫 申请人:汤大卫