CN103041608B - 蒸发器出料闪冷装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的蒸发器出料闪冷装置及其使用方法，结构包含：进料喷嘴、切线进料管、闪冷器、出料管、出料泵，CIP清洗及辅助装置、真空引射器、真空压力表、蒸汽截止阀、蒸汽管道过滤器、蒸汽汽水分离器、蒸汽疏水阀，真空引射器分别与闪冷器、冷却器连接，真空引射器内具有拉法尔喷嘴，真空引射器的作用是将一定压力的蒸汽通过拉法尔喷嘴以超音速射出，由压力能转化为速度能，在拉法尔喷嘴出口处由于高速气流的引射作用形成负压而使闪冷器内产生真空，而拉法尔喷嘴喷出的蒸汽则进入冷却器冷凝，本发明具有CIP在线清洗、在线瞬时降温、提高产品浓度、操作简单、投资少及能耗低等优势。

Description

蒸发器出料闪冷装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及产品蒸发、闪蒸及降温等领域，尤其涉及蒸发器出料闪冷装置及其使用方法。

背景技术

由于国内的蒸发器产品出料温度普遍在50℃以上，在产品最终进入冷库储存时由于温度过高，无形中加大冷库的制冷功率，增加投资及运行成本；对产品的降温通常采用交换器等方式进行间接降温，这种方式会造成交换器表面结垢等相关问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种蒸发器出料闪冷装置及其使用方法，克服了现有设备存在的一些弊病，避免了交换器表面结垢等相关问题，是一种新型的最为出众的闪冷形式之一，在效率、能耗、运行成本、操作维修等方面都优于其它的闪冷降温装置。

实现本发明的技术方案如下：蒸发器出料闪冷装置，其结构包含：进料喷嘴、切线进料管、闪冷器、出料管、出料泵，进料喷嘴连接切线进料管，切线进料管连通闪冷器，使物料进入闪冷器内，闪冷器的底端连接出料管，出料管连接出料泵，闪冷器为内、外两层结构，分为内壁和外壁，还包括真空引射器、真空压力表、蒸汽截止阀、蒸汽管道过滤器、蒸汽汽水分离器、蒸汽疏水阀，所述蒸汽截止阀连接蒸汽管道过滤器，蒸汽管道过滤器连接蒸汽压力表，之后连接蒸汽汽水分离器，蒸汽汽水分离器分别连接真空引射器与蒸汽疏水阀，真空引射器分别与闪冷器、冷却器连接，真空引射器内具有拉法尔喷嘴，真空压力表连接在闪冷器上，

闪冷器的作用是通过减压使产品沸腾，从而使产品上的液体产生汽液两项的状态，

真空引射器的作用是将一定压力的蒸汽通过拉法尔喷嘴以超音速射出，由压力能转化为速度能，在拉法尔喷嘴出口处由于高速气流的引射作用形成负压而使闪冷器内产生真空，而拉法尔喷嘴喷出的蒸汽则进入冷却器冷凝，

蒸汽汽水分离器的作用是使蒸汽在流动中突然改变流动方向，将蒸汽中含有的水滴，即蒸汽冷凝水分离出来，减少蒸汽中的含水量，分离出的水滴集聚在蒸汽汽水分离器底部，通过蒸汽疏水阀自动排出。

优选的，还包括CIP在线清洗装置，所述CIP在线清洗装置包括CIP清洗球、CIP清洗阀、CIP清洗管道，CIP清洗管道一端在闪冷器内，一端在空气中，空气中的CIP清洗管道端连接CIP清洗阀，在闪冷器内的CIP清洗管道端连接CIP清洗球，CIP清洗球在闪冷器内。

优选的，所述进料喷嘴为文丘里喷嘴结构。

蒸发器出料闪冷装置的使用方法：首先打开蒸汽截止阀，蒸汽从蒸汽截止阀经蒸汽管道过滤器进行过滤，观察蒸汽压力表，然后进入蒸汽汽水分离器进行汽液两项分离，分离出的洁净蒸汽最后进入真空引射器，蒸汽冷凝水则通过蒸汽疏水阀自动排出；进入真空引射器之后，保持一定压力的蒸汽供应使闪冷器内形成高真空仓，闪冷器内为高真空仓时，产品经进料喷嘴进入切线进料管，然后从切线进料管进入闪冷器，产品沿闪冷器内壁向下成薄膜状均匀分布并高速旋转，高温产品突然进入高真空仓，产品在闪冷器中迅速沸腾汽化，而产品上更多的溶液此时也闪蒸为汽态，并进行汽液两相分离，由于产品压力降低，会有大量汽体挥发出去带走热量，在高真空下达到降温及浓缩的目的，降温后的产品从出料管经出料泵出来，在生产过程中产生的汽体经真空引射器进入冷却器冷凝。

优选的，在产品进入出料管之后，根据出料温度对真空引射器内的蒸汽供应压力进行调节，通过蒸汽截止阀的阀门开度，将真空引射器内的蒸汽供应压力调整至与最终出料温度相符的压力。采用这样的方式，可以保证产品的最终出料温度符合生产工艺要求，提高了生产效率及产品品质。

任何产品因温度、流量、浓度、粘度等因素造成换热系数差异，为达到出料温度符合生产工艺要求并节约能耗为目的，在设备运行过程中需根据产品特性对真空引射器内的蒸汽压力进行调节。

综上所述，此闪冷装置能与任何蒸发器实现在线连接、可实现全自动化生产、能将蒸发器产品出料温度从50℃瞬时降到15℃、能在最短的时间内以最节能的方式对产品进行降温，同时可移除产品的部分水份、进一步提高产品的浓度且最大程度的保持产品的天然色泽和风味。相比国内其它闪冷装置，具有CIP在线清洗、在线瞬时降温、提高产品浓度、操作简单、投资少及能耗低等优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为真空引射器局部放大图

附图标记说明：1-蒸汽截止阀、2-蒸汽管道过滤器、3-蒸汽压力表、4-蒸汽汽水分离器、5-蒸汽疏水阀、6-真空引射器、7-拉法尔喷嘴、8-闪冷器、9-真空压力表、10-CIP清洗球、11-CIP清洗阀、12-进料喷嘴、13-切线进料管、14-冷凝水排放阀、15-温度表、16-出料管、17-出料泵

具体实施方式

本发明中进料喷嘴12为文丘里喷嘴结构，进料喷嘴12连接在切线进料管13前端，进料喷嘴12根据产品的特性及流量进行特殊定制，进料喷嘴12就是一个将压力能转换为动力能的机构，产品经加压后顺着喷嘴的开口方向喷出，并呈现特定的形状，维持连续不断的使产品与设备接触，主要目的是为了让产品分布均匀，增加分离效果的一种装置；其具体的形状必须根据产品的流量、压力、粘度、温度、材质、应用等因素经进行特殊设计加工。切线进料管13连接在闪冷器8中部，闪冷器8的上端连接有密闭管道，密闭管道一端在空气中，另一端在闪冷器8内，CIP清洗阀11连接在密闭管道一端，在闪冷器8的外面，密闭管道另一端连接有CIP清洗球10，CIP清洗球10在闪冷器内。

其中闪冷器8的作用就是通过减压使产品上的溶液(一般是水)沸腾，而使产品产生汽液两项状态。其原理主要是高温产品突然进入高真空仓，产品中的溶液因为高压体积会迅速膨胀并汽化，使更多的溶液(一般是水)闪蒸为汽态，在高真空下达到降温及浓缩的目的。

真空引射器6连接在闪冷器8的下端，真空引射器6内具有拉法尔喷嘴7，拉法尔喷嘴7安装在真空引射器6底部中间，一定压力的蒸汽通过拉法尔喷嘴7以超音速射出，由压力能转化为速度能，在喷嘴出口处由于高速气流的引射作用形成负压使闪冷器内产生真空，而拉法尔喷嘴喷出的蒸汽则进入冷却器(图中未示出)冷凝，闪冷器的外壁最低点还连接有冷凝水排放阀14。

蒸汽汽水分离器4的作用是使蒸汽在流动中突然改变流动方向，将蒸汽中含有的水滴分离出来，减少蒸汽中的含水量，分离出来的水滴集聚在蒸汽汽水分离器4的底部，通过安装在蒸汽汽水分离器4底部的蒸汽疏水阀5自动排出，蒸汽汽水分离器4能保证用汽设备所用蒸汽的干燥性，提高用汽设备的工作效率，延长设备的使用寿命。

本发明的工作原理为：物料产品从进料喷嘴12进入切线进料管13，之后进入闪冷器8，之后进入出料管16，之后进入出料泵17，最后产品出。

蒸汽从蒸汽截止阀1进入蒸汽管道过滤器2进行过滤，观察蒸汽压力表3，使蒸汽达到预定的压力值，蒸汽经蒸汽压力表3进入蒸汽汽水分离器4进行汽液两项分离，分离出的洁净蒸汽最后进入真空引射器6，分离出的蒸汽冷凝水经蒸汽疏水阀5自动排出，产品降温过程中产生的汽体通过真空引射器6经拉法尔喷嘴7进入冷却器冷凝。

闪冷装置开始工作时，根据出料管内的温度表15，利用蒸汽截止阀1的阀门开度改变闪冷器8内的真空度来改变出料温度，通过连接在闪冷器8上的真空压力表9可以查看闪冷器内的真空度，闪冷器8内为高真空仓时，产品从进料喷嘴12进入切线进料管13，然后从切线进料管13进入闪冷器8，此时的闪冷器8内为高真空仓，产品沿闪冷器8内壁向下成薄膜状均匀分布并高速旋转，高温产品突然进入高真空仓，产品在闪冷器8中迅速沸腾汽化，而产品上更多的溶液(一般是水)此时也闪蒸为汽态，并进行汽液两相分离，由于产品压力降低，会有大量汽体挥发出去带走热量，在高真空下达到降温及浓缩的目的，降温后的产品从出料管16进入出料泵17，之后产品出，在生产过程中产生的汽体进入冷却器冷凝。

其中CIP在线清洗就是在不用分解、拆卸、移动生产设备，在闭合的回路中即采用高温、高浓度的清洗液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。此方法可提高产品的安全性、节约操作时间、提高效率、保障操作安全。

本发明具有如下优点：

1)能与任何蒸发器进行在线闪蒸降温，减少生产操作环节；

2)降温速度仅需3-5秒，可进一步提高产品浓度；

3)采用直接闪蒸降温，避免了交换器表面结垢等相关问题；

4)可实现设备CIP在线清洗功能；

5)采用模块化设计，便于运输及现场组装；

6)注重节能，减少投资，操作及维修极其简单；

本发明主要是应用在食品、制药、化工等行业的蒸发器的出料闪冷装置。

以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.蒸发器出料闪冷装置，其结构包括：进料喷嘴、切线进料管、闪冷器、出料管、出料泵，进料喷嘴连接切线进料管，切线进料管连接闪冷器，闪冷器的底端连接出料管，出料管连接出料泵，闪冷器为内、外两层结构，为内壁和外壁，其特征在于：还包括真空引射器、真空压力表、蒸汽截止阀、蒸汽管道过滤器、蒸汽汽水分离器、蒸汽疏水阀，所述蒸汽截止阀连接蒸汽管道过滤器，蒸汽管道过滤器连接蒸汽压力表，之后连接蒸汽汽水分离器，蒸汽汽水分离器分别连接真空引射器与蒸汽疏水阀，真空引射器分别与闪冷器、冷却器连接，真空引射器内具有拉法尔喷嘴，真空压力表连接在闪冷器上，

闪冷器的作用是通过减压使产品沸腾，从而使产品上的液体产生汽液两项的状态，

真空引射器的作用是将一定压力的蒸汽通过拉法尔喷嘴以超音速射出，由压力能转化为速度能，在拉法尔喷嘴出口处由于高速气流的引射作用形成负压而使闪冷器内产生真空，而拉法尔喷嘴喷出的蒸汽则进入冷却器冷凝，

蒸汽汽水分离器的作用是使蒸汽在流动中突然改变流动方向，将蒸汽中含有的水滴分离出来，减少蒸汽中的含水量，分离出的水滴集聚在蒸汽汽水分离器底部，通过蒸汽疏水阀自动排出。

2.根据权利要求1所述的蒸发器出料闪冷装置，其特征在于：还包括CIP在线清洗装置，所述CIP在线清洗装置包括CIP清洗球、CIP清洗阀、CIP清洗管道，CIP清洗管道一端在闪冷器内，一端在空气中，空气中的CIP清洗管道端连接CIP清洗阀，在闪冷器内的CIP清洗管道端连接CIP清洗球，CIP清洗球在闪冷器内。

3.根据权利要求1所述的蒸发器出料闪冷装置，其特征在于：所述进料喷嘴为文丘里喷嘴结构。

4.蒸发器出料闪冷装置的使用方法：首先打开蒸汽截止阀，蒸汽从蒸汽截止阀经蒸汽管道过滤器进行过滤，观察蒸汽压力表，然后进入蒸汽汽水分离器进行汽液两项分离，分离出的洁净蒸汽最后进入真空引射器，蒸汽冷凝水则通过蒸汽疏水阀自动排出；进入真空引射器之后，保持一定压力的蒸汽供应使闪冷器内形成高真空仓，闪冷器内为高真空仓时，产品经进料喷嘴进入切线进料管，然后从切线进料管进入闪冷器，产品沿闪冷器内壁向下成薄膜状均匀分布并高速旋转，高温产品突然进入高真空仓，产品在闪冷器中迅速沸腾汽化，而产品上更多的溶液此时也闪蒸为汽态，并进行汽液两相分离，由于产品压力降低，会有大量汽体挥发出去带走热量，在高真空下达到降温及浓缩的目的，降温后的产品从出料管经出料泵出来，在生产过程中产生的汽体经真空引射器进入冷却器冷凝。

5.根据权利要求4所述的蒸发器出料闪冷装置的使用方法，其特征在于：在产品进入出料管之后，根据出料温度对真空引射器内的蒸汽供应压力进行调节，通过蒸汽截止阀的阀门开度，将真空引射器内的蒸汽供应压力调整至与最终出料温度相符的压力。