CN102553278A - 真空降膜浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空降膜浓缩系统，其包括原料罐等元件，原料罐通过第一进料泵与板式换热器相连，板式换热器与一效加热器的顶部相连，一效加热器的底部与一效蒸发室下部相连，一效蒸发室的底部通过第二进料泵与二效加热器的顶部相连，二效加热器的底部与二效蒸发室下部相连，二效蒸发室通过第三进料泵与三效加热器的顶部相连，三效加热器的底部与三效蒸发室下部相连，三效蒸发室的底部通过第四进料泵与成品罐相连，三效蒸发室的顶部与冷凝器相连，一效加热器、二效加热器、三效加热器对物料进行加热，一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室对物料进行蒸发，第一进料泵至第四进料泵对物料进行输送。本发明操作简单且适合实验应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验型的浓缩系统，特别是涉及一种真空降膜浓缩系统。
背景技术
真空降膜浓缩系统通过加压加热方式，使物料中挥发性成分蒸发排除而达到浓缩目的，广泛应用于食品等加工行业，对牛奶、果蔬汁等液态物料进行浓缩。现有的浓缩系统大多为工业型设备，体积大，用料量大，操作复杂，不适应于实验室使用。应广大高等院校及科研院所小批量研发应用需求，需要研制和开发实验型的真空降膜浓缩系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空降膜浓缩系统，其操作简单且适合实验应用。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种真空降膜浓缩系统，其特征在于，其包括原料罐、板式换热器、一效加热器、二效加热器、三效加热器、一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室、冷凝器、成品罐、第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第四进料泵，原料罐通过第一进料泵与板式换热器相连，板式换热器与一效加热器的顶部相连，一效加热器的底部与一效蒸发室下部相连，一效蒸发室的底部通过第二进料泵与二效加热器的顶部相连，二效加热器的底部与二效蒸发室下部相连，二效蒸发室的底部通过第三进料泵与三效加热器的顶部相连，三效加热器的底部与三效蒸发室下部相连，三效蒸发室的底部通过第四进料泵与成品罐相连，三效蒸发室的顶部与冷凝器相连，其中板式换热器对物料进行预热，一效加热器、二效加热器、三效加热器对物料进行加热，一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室对物料进行蒸发，第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第四进料泵对物料进行输送。
依照本发明较佳实施例所述的真空降膜浓缩系统，一效蒸发室的容量、二效蒸发室的容量和三效蒸发室的容量依次增加。
依照本发明较佳实施例所述的真空降膜浓缩系统，板式换热器和一效加热器之间连接一个流量计，流量计用于统计物料进入一效加热器的流量。
依照本发明较佳实施例所述的真空降膜浓缩系统，真空降膜浓缩系统还包括缓冲罐，缓冲罐与二效加热器、三效加热器及冷凝器相连，缓冲罐对冷却水起缓冲作用。
依照本发明较佳实施例所述的真空降膜浓缩系统，真空降膜浓缩系统还包括真空泵，真空泵直接与冷凝器相连，真空泵使整个真空降膜浓缩系统保持真空状态。
依照本发明较佳实施例所述的真空降膜浓缩系统，真空降膜浓缩系统还包括第一取样阀、第二取样阀、第三取样阀，第一取样阀连接在第二进料泵和二效加热器之间，第二取样阀连接在第三进料泵和三效加热器之间，第三取样阀连接在第四进料泵和成品罐之间，第一取样阀、第二取样阀、第三取样阀分别对一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室蒸发后的物料进行取样。
本发明的积极进步效果在于：本发明真空降膜浓缩系统能实现工业化的所有需求，布局合理、操作简单，且结构紧凑，体积小，另外可保持牛奶、果汁的原有风味，不会破坏其营养成分，能保证成品的质量。
附图说明
图1为本发明真空降膜浓缩系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
如图1所示，本发明真空降膜浓缩系统包括原料罐1、板式换热器2、一效加热器31、二效加热器32、三效加热器33、一效蒸发室41、二效蒸发室42、三效蒸发室43、冷凝器5、成品罐6、第一进料泵(或物料泵)71、第二进料泵72、第三进料泵73、第四进料泵74，原料罐1通过第一进料泵71与板式换热器2相连，板式换热器2与一效加热器31的顶部相连，一效加热器31的底部与一效蒸发室41下部相连，一效蒸发室41的底部通过第二进料泵72与二效加热器32的顶部相连，二效加热器32的底部与二效蒸发室42下部相连，二效蒸发室42的底部通过第三进料泵73与三效加热器33的顶部相连，三效加热器33底部与三效蒸发室43下部相连，三效蒸发室43的底部通过第四进料泵74与成品罐6相连，三效蒸发室43的顶部与冷凝器5相连，这样结构紧凑且适合实验应用，能实现工业化的所有需求，布局合理操作简单。其中，实线代表物料的流向管路，虚线代表水和蒸汽的流向管路。一效蒸发室的容量、二效蒸发室的容量和三效蒸发室的容量依次增加，这样可以提高蒸发效果。在各效蒸发室上装有视孔、灯孔、压力表、破真空装置，这样可以观察物料的实际工作状况，蒸发室的温度显示、进料的温度显示都采用远程控制(比如可编程控制器控制)，最后在触摸屏上显示，这样便于观察加热器和蒸发室中物料的实际情况，操作简单，不需要人工对每个元件进行测量和控制。
物料(如浓缩果蔬汁)进入原料罐1后，先由第一进料泵71送入板式换热器2中进行预热，紧接着进入一效加热器31顶部的分配盘，均匀分配于一效加热器31的加热管内，沿管壁呈膜状下降浓缩，产生的二次蒸汽与物料液由一效加热器31的底部进入一效蒸发室41内蒸发，一效蒸发室41的蒸发温度为65～75℃，浓缩率达到45％～60％。然后由第二进料泵72送入二效加热器32顶部的分配盘，均匀分配于二效加热器32的加热管内，产生的二次蒸汽与料液由二效加热器32的底部进入二效蒸发室42内蒸发，二效蒸发室42的蒸发温度为50～55℃，浓缩率达到20％～30％。再然后由第三进料泵73送入三效加热器33顶部的分配盘，均匀分配于三效加热器33的加热管内，产生的二次蒸汽与料液由加热器底部进入三效蒸发室43内蒸发，三效蒸发室43的蒸发温度为43～48℃，浓缩率达到10％～20％。最后物料由第四进料泵74送入成品罐6，再进入下一环节。
另外，板式换热器2和一效加热器31之间连接一个流量计8，流量计8用于统计物料进入一效加热器31的流量，最后再和成品罐6中浓缩后的物料进行对比。
本发明真空降膜浓缩系统还包括缓冲罐10，缓冲罐10与二效加热器32、三效加热器33及冷凝器5相连，通过第五进料泵75排出。缓冲罐10对冷却水起缓冲作用，防止冷却水过快进入冷凝器5，其中冷却水是从冷凝器5的底部进入的。
本发明真空降膜浓缩系统还包括真空泵76，真空泵76直接与冷凝器5相连，真空泵76使整个真空降膜浓缩系统保持真空状态。真空泵是用水来做密封剂的，自来水由进水口进入泵体内，由于偏心叶轮的高速旋转，形成水环，产生压力差，由排水管排出，这样会不断吸入由蒸发室产生的二次蒸汽。冷却水由下而上与二次蒸汽换热，使二次蒸汽和冷却水进行热交换凝结为冷凝水，同时夹带不凝性气体随冷却水一起排出，这样既达到冷凝，又起到抽真空作用。
本发明真空降膜浓缩系统还包括第一取样阀91、第二取样阀92、第三取样阀93，第一取样阀91连接在第二进料泵72和二效加热器32之间，第二取样阀92连接在第三进料泵73和三效加热器33之间，第三取样阀93连接在第四进料泵74和成品罐6之间，第一取样阀91、第二取样阀92、第三取样阀93可以分别对一效蒸发室41、二效蒸发室42、三效蒸发室43蒸发后的物料进行取样，便于观察和控制物料的蒸发效果，根据取样结果再控制泵阀等元件。
本发明真空降膜浓缩系统适用于牛奶、果汁等热敏感性物质在真空条件下进行低温蒸发水份来浓缩物料，这样可保持物料的原有风味，不会破坏其营养成分，能保证成品的质量。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种真空降膜浓缩系统，其特征在于，其包括原料罐、板式换热器、一效加热器、二效加热器、三效加热器、一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室、冷凝器、成品罐、第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第四进料泵，原料罐通过第一进料泵与板式换热器相连，板式换热器与一效加热器的顶部相连，一效加热器的底部与一效蒸发室下部相连，一效蒸发室的底部通过第二进料泵与二效加热器的顶部相连，二效加热器的底部与二效蒸发室下部相连，二效蒸发室的底部通过第三进料泵与三效加热器的顶部相连，三效加热器的底部与三效蒸发室下部相连，三效蒸发室的底部通过第四进料泵与成品罐相连，三效蒸发室的顶部与冷凝器相连，其中板式换热器对物料进行预热，一效加热器、二效加热器、三效加热器对物料进行加热，一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室对物料进行蒸发，第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第四进料泵对物料进行输送。
2.如权利要求1所述的真空降膜浓缩系统，其特征在于，所述一效蒸发室的容量、二效蒸发室的容量和三效蒸发室的容量依次增加。
3.如权利要求1所述的真空降膜浓缩系统，其特征在于，所述板式换热器和一效加热器之间连接一个流量计，流量计用于统计物料进入一效加热器的流量。
4.如权利要求1所述的真空降膜浓缩系统，其特征在于，所述真空降膜浓缩系统还包括缓冲罐，缓冲罐与二效加热器、三效加热器及冷凝器相连，缓冲罐对冷却水起缓冲作用。
5.如权利要求1所述的真空降膜浓缩系统，其特征在于，所述真空降膜浓缩系统还包括真空泵，真空泵直接与冷凝器相连，真空泵使整个真空降膜浓缩系统保持真空状态。
6.如权利要求1所述的真空降膜浓缩系统，其特征在于，所述真空降膜浓缩系统还包括第一取样阀、第二取样阀、第三取样阀，第一取样阀连接在第二进料泵和二效加热器之间，第二取样阀连接在第三进料泵和三效加热器之间，第三取样阀连接在第四进料泵和成品罐之间，第一取样阀、第二取样阀、第三取样阀分别对一效蒸发室、二效蒸发室、三效蒸发室蒸发后的物料进行取样。
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