CN111013183B - 一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及溶液冷冻浓缩技术领域，尤其为一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺，包括罐体、冷冻装置、分离装置和除冰装置，所述罐体内侧顶端设有冷冻装置，所述罐体右端面顶端连通有进料管，且进料管上固定连接有电控阀，所述罐体右端面底端固定连接有控制器，所述罐体外侧底端固定连接有固定箱，本发明中，通过设置的内管和套管，这种设置配合内管与隔板的连通、套管与冷媒箱的连通和隔板与冷媒箱的固定连接，按照固形物浓度10%、终止固形物浓度26%的要求对萃取液进行浓缩时，通过进液管向冷媒箱内注入冷媒的冷冻浓缩方式，提高了萃取液被冷却的效率，从而可以最大程度的满足产品的生产需求，且保证了产品的品质和提高附加值，节省了能源。

Description

一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺

技术领域

本发明涉及溶液冷冻浓缩技术领域，具体为一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺。

背景技术

目前国内外速溶咖啡粉加工过程都是预处理工段、萃取（浓度5%～12%）工段、提香工段、热浓缩（浓度42%～55%）工段、调配工段、喷雾干燥工段或冷冻干燥工段，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。

在咖啡溶液冷冻浓缩领域，传统的热浓缩方式严重影响了产品的品质、降低产品的附加值、浪费能源和浪费水资源，虽然存在一些冷冻浓缩的方式，但是由于冷冻浓缩过程中咖啡料容易被夹带在冰块中，从而会造成物料损失很高，这就增加了成本的投入，还有就是部分冷冻浓缩方式不能进行冰块的自动排出，从而大大降低了装置的适用范围，更有部分冷冻浓缩的方式在进行冷冻浓缩时，冷却效率较低，从而不能最大程度的满足生产需求，因此，针对上述问题提出一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺，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：

一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺，包括罐体、冷冻装置、分离装置和除冰装置，所述罐体内侧顶端设有冷冻装置，所述罐体右端面顶端连通有进料管，且进料管内侧固定连接有电控阀，所述罐体右端面底端固定连接有控制器，所述罐体外侧底端固定连接有固定箱，所述罐体内侧底端设有分离装置，所述固定箱外侧设有除冰装置，所述固定箱底端面右侧固定连接有出液液位传感器，且出液液位传感器贯穿固定箱，所述罐体左端面顶端连通有进风管，所述进风管底端设有压缩空气管，且压缩空气管贯穿罐体，所述压缩空气管与罐体固定连接，所述压缩空气管内固定连接有电控阀，所述压缩空气管底端设有进液液位传感器，且进液液位传感器贯穿罐体，所述进液液位传感器与罐体固定连接。

优选的，所述冷冻装置包括冷媒箱、出液管、隔板、进液管、套管、内管、密封垫、罐体气缸、罐体限位开关、刮冰器气缸和刮冰器，所述罐体内侧顶端设有冷媒箱，所述罐体内侧顶端设有密封垫，且密封垫与罐体滑动连接，所述冷媒箱顶端左侧连通有出液管，所述冷媒箱内侧固定连接有隔板，所述隔板顶端右侧连通有进液管，且进液管贯穿冷媒箱，所述进液管与冷媒箱固定连接，所述冷媒箱底端连通有套管，所述隔板底端连通有内管，且内管位于套管内侧。

优选的，所述分离装置包括电机、第一固定杆、第二固定杆、主阀门、分离箱、定位杆、主阀门气缸、主阀门限位开关和分离网，所述固定箱底端面固定连接有电机，且电机的主轴贯穿固定箱和罐体，所述电机的主轴与固定箱转动连接，所述电机的主轴外侧顶端固定连接有呈上下设置的第一固定杆和第二固定杆，所述电机的主轴外侧底端滑动连接有主阀门，所述第一固定杆外侧固定连接有分离箱，且分离箱与第二固定杆固定连接，所述分离箱与罐体转动连接，所述主阀门顶端固定连接有定位杆，且定位杆贯穿第二固定杆，所述定位杆与第二固定杆滑动连接，所述固定箱底端左侧通过连接块固定连接有主阀门气缸，且主阀门气缸的连接杆贯穿固定箱，所述主阀门气缸的连接杆与固定箱滑动连接，所述主阀门气缸的连接杆呈7状设置，所述主阀门的底端呈工状设置，且主阀门气缸的连接杆顶端在主阀门的底端滑动，所述主阀门气缸外侧固定连接有主阀门限位开关，所述主阀门外侧滑动连接有分离网，且分离网与罐体固定连接。

优选的，所述除冰装置包括风箱、气泵、过滤网、连接管、转接管、定位箱、电动伸缩杆、挡板、金属网、固定板、托板、弹簧和收集箱，所述固定箱右端面顶端固定连接有风箱，所述风箱底端面内侧连通有气泵，所述风箱内侧顶端滑动连接有过滤网，且过滤网贯穿风箱，所述气泵底端连通有连接管，所述连接管底端连通有转接管，且转接管内侧和连接管内侧均固定连接有电控阀，所述转接管的左端与固定箱连通，所述固定箱左端面底端连通有定位箱。

优选的，所述冷媒箱与密封垫固定连接，所述密封垫是由橡胶材质的板材制成的，且密封垫包围在冷媒箱外侧，所述冷媒箱外侧设有罐体气缸，且罐体气缸通过连接块与冷媒箱固定连接，所述罐体气缸外侧固定连接有罐体限位开关。

优选的，所述冷媒箱顶端中心位置固定连接有刮冰器气缸，且刮冰器气缸的连接杆贯穿冷媒箱和隔板，所述刮冰器气缸的连接杆与冷媒箱和隔板滑动连接，所述刮冰器气缸的连接杆底端固定连接有刮冰器。

优选的，所述定位箱内侧左端固定连接有电动伸缩杆，且电动伸缩杆贯穿定位箱，所述电动伸缩杆右端面固定连接有挡板，且挡板与定位箱滑动连接，所述定位箱顶端固定连接有金属网，所述定位箱底端面右侧固定连接有固定板，所述固定板左侧底端滑动连接有托板，所述托板底端面右侧固定连接有弹簧，且弹簧的另一端与固定板固定连接，所述托板顶端滑动连接有收集箱，且收集箱与定位箱滑动连接。

优选的，溶液的冷冻浓缩工艺：

步骤一：工作人员通过控制器设定好工艺参数，然后启动装置；

步骤二：工作人员通过控制器启动冷冻装置，冷冻装置此时会控制冷媒流经装置内的列管，并每隔五分钟自动进行刮冰处理；

步骤三：工作人员通过进料管把萃取液加入到装置内进行冷冻浓缩处理，当进液液位传感器感应到液位时，进料管内的电控阀自动关闭，接着自动进行冷冻浓缩处理，萃取液完成冷冻浓缩后，高浓度萃取液会经装置底部右侧的管道流入高浓度萃取液收集罐内；

步骤四：通过进风管向装置内泵入热风，然后工作人员通过控制器启动分离装置对冰内的原料进行分离，分离的回流液此时会经装置右下方的管道流入回流罐内；

步骤五：工作人员通过控制器启动除冰装置进行自动除冰操作，最后复位装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置的内管和套管，这种设置配合内管与隔板的连通、套管与冷媒箱的连通和隔板与冷媒箱的固定连接，按照固形物浓度10%、终止固形物浓度26%的要求对萃取液进行浓缩时，通过进液管向冷媒箱内注入冷媒的冷冻浓缩方式，提高了萃取液被冷却的效率，从而可以最大程度的满足产品的生产需求，且保证了产品的品质和附加值，节省了能源；

2、本发明中，通过设置的内管和套管，这种设置配合内管与隔板的连通、套管与冷媒箱的连通和隔板与冷媒箱的固定连接，按照固形物浓度10%、终止固形物浓度42%的要求对萃取液进行浓缩时，通过进液管向冷媒箱内注入冷媒的冷冻浓缩方式，提高了萃取液的冷却效率，从而可以最大程度的满足产品的生产需求，且保证了产品的品质和附加值，节省了能源；

3、本发明中，通过设置的分离箱，这种设置配合电机对第一固定杆和第二固定杆的带动、分离箱与第一固定杆及第二固定杆的固定连接和定位杆与第二固定杆的滑动连接，在放出高浓度萃取液后，通过启动电机和注入热风，可以分离出冰块内附着的溶液和溶质，从而避免了物料的浪费，最大程度的减少了成本的投入；

4、本发明中，通过设置的转接管和收集箱，这种设置配合连接管与转接管的连通、挡板与定位箱的滑动连接、收集箱与托板及定位箱的滑动连接和弹簧对托板的弹力，在控制器的控制下，当萃取液完成冷冻浓缩时，可以实现冰块的自动排出收集和循环利用，从而增加了装置的适用范围，且避免了能源的浪费，节约了水资源。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明内管的安装结构示意图；

图3为本发明挡板的安装结构示意图；

图4为本发明转接管的整体结构示意图；

图5为本发明刮冰器的整体结构示意图。

图中：1-罐体、2-冷冻装置、201-冷媒箱、202-出液管、203-隔板、204-进液管、205-套管、206-内管、207-密封垫、208-罐体气缸、209-罐体限位开关、210-刮冰器气缸、211-刮冰器、3-进料管、4-控制器、5-固定箱、6-分离装置、601-电机、602-第一固定杆、603-第二固定杆、604-主阀门、605-分离箱、606-定位杆、607-主阀门气缸、608-主阀门限位开关、609-分离网、7-除冰装置、701-风箱、702-气泵、703-过滤网、704-连接管、705-转接管、706-定位箱、707-电动伸缩杆、708-挡板、709-金属网、710-固定板、711-托板、712-弹簧、713-收集箱、8-出液液位传感器、9-进风管、10-压缩空气管、11-进液液位传感器。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明提供一种技术方案：

一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺，包括罐体1、冷冻装置2、分离装置6和除冰装置7，罐体1内侧顶端设有冷冻装置2，冷冻装置2包括冷媒箱201、出液管202、隔板203、进液管204、套管205、内管206、密封垫207、罐体气缸208、罐体限位开关209、刮冰器气缸210和刮冰器211，罐体1内侧顶端设有冷媒箱201，冷媒箱201顶端中心位置固定连接有刮冰器气缸210，且刮冰器气缸210的连接杆贯穿冷媒箱201和隔板203，刮冰器气缸210的连接杆与冷媒箱201和隔板203滑动连接，刮冰器气缸210的连接杆底端固定连接有刮冰器211，这种设置便于套管205外侧的冰块进行清除，罐体1内侧顶端设有密封垫207，且密封垫207与罐体1滑动连接，冷媒箱201与密封垫207固定连接，密封垫207是由橡胶材质的板材制成的，且密封垫207包围在冷媒箱201外侧，冷媒箱201外侧设有罐体气缸208，且罐体气缸208通过连接块与冷媒箱201固定连接，罐体气缸208外侧固定连接有罐体限位开关209，这种设置保证了冷媒箱201与罐体1之间连接的密封性，冷媒箱201顶端左侧连通有出液管202，冷媒箱201内侧固定连接有隔板203，隔板203顶端右侧连通有进液管204，且进液管204贯穿冷媒箱201，进液管204与冷媒箱201固定连接，冷媒箱201底端连通有套管205，隔板203底端连通有内管206，且内管206位于套管205内侧，这种设置通过进液管204向冷媒箱内注入冷媒的冷冻浓缩方式，提高了萃取液的冷却效率，从而可以最大程度的满足产品的生产需求，且保证了产品的品质和附加值，节省了能源，罐体1右端面顶端连通有进料管3，且进料管3内侧固定连接有电控阀，罐体1右端面底端固定连接有控制器4，罐体1外侧底端固定连接有固定箱5，罐体1内侧底端设有分离装置6，分离装置6包括电机601、第一固定杆602、第二固定杆603、主阀门604、分离箱605、定位杆606、主阀门气缸607、主阀门限位开关608和分离网609，固定箱5底端面固定连接有电机601，且电机601的主轴贯穿固定箱5和罐体1，电机601的主轴与固定箱5转动连接，电机601的主轴外侧顶端固定连接有呈上下设置的第一固定杆602和第二固定杆603，电机601的主轴外侧底端滑动连接有主阀门604，第一固定杆602外侧固定连接有分离箱605，且分离箱605与第二固定杆603固定连接，分离箱605与罐体1转动连接，主阀门604顶端固定连接有定位杆606，且定位杆606贯穿第二固定杆603，定位杆606与第二固定杆603滑动连接，固定箱5底端左侧通过连接块固定连接有主阀门气缸607，且主阀门气缸607的连接杆贯穿固定箱5，主阀门气缸607的连接杆与固定箱5滑动连接，主阀门气缸607的连接杆呈7状设置，主阀门604的底端呈工状设置，且主阀门气缸607的连接杆顶端在主阀门604的底端滑动，主阀门气缸607外侧固定连接有主阀门限位开关608，主阀门604外侧滑动连接有分离网609，且分离网609与罐体1固定连接，这种设置在放出高浓度萃取液后，通过启动电机601和注入热风，可以分离出冰块内附着的溶液和溶质，从而避免了物料的浪费，最大程度的减少了成本的投入，固定箱5外侧设有除冰装置7，除冰装置7包括风箱701、气泵702、过滤网703、连接管704、转接管705、定位箱706、电动伸缩杆707、挡板708、金属网709、固定板710、托板711、弹簧712和收集箱713，固定箱5右端面顶端固定连接有风箱701，风箱701底端面内侧连通有气泵702，风箱701内侧顶端滑动连接有过滤网703，且过滤网703贯穿风箱701，气泵702底端连通有连接管704，连接管704底端连通有转接管705，且转接管705内侧和连接管704内侧均固定连接有电控阀，转接管705的左端与固定箱5连通，固定箱5左端面底端连通有定位箱706，定位箱706内侧左端固定连接有电动伸缩杆707，且电动伸缩杆707贯穿定位箱706，电动伸缩杆707右端面固定连接有挡板708，且挡板708与定位箱706滑动连接，定位箱706顶端固定连接有金属网709，定位箱706底端面右侧固定连接有固定板710，固定板710左侧底端滑动连接有托板711，托板711底端面右侧固定连接有弹簧712，且弹簧712的另一端与固定板710固定连接，托板711顶端滑动连接有收集箱713，且收集箱713与定位箱706滑动连接，这种设置便于对冰块进行集中收集，避免了水资源的浪费，这种设置在控制器4的控制下，当萃取液完成冷冻浓缩时，可以实现冰块的自动排出收集和循环利用，从而增加了装置的适用范围，且避免了能源的浪费，节约了水资源，固定箱5底端面右侧固定连接有出液液位传感器8，且出液液位传感器8贯穿固定箱5，罐体1左端面顶端连通有进风管9，进风管9底端设有压缩空气管10，且压缩空气管10贯穿罐体1，压缩空气管10与罐体1固定连接，压缩空气管10内固定连接有电控阀，压缩空气管10底端设有进液液位传感器11，且进液液位传感器11贯穿罐体1，进液液位传感器11与罐体1固定连接。

溶液的冷冻浓缩工艺：

步骤一：工作人员通过控制器4设定好工艺参数，然后启动装置；

步骤二：工作人员通过控制器4启动冷冻装置2，冷冻装置2此时会控制冷媒流经装置内的列管，并每隔五分钟自动进行刮冰处理；

步骤三：工作人员通过进料管3把萃取液加入到装置内进行冷冻浓缩处理，当进液液位传感器11感应到液位时，进料管3内的电控阀自动关闭，接着自动进行冷冻浓缩处理，萃取液完成冷冻浓缩后，高浓度萃取液会经装置底部右侧的管道流入高浓度萃取液收集罐内；

步骤四：通过进风管9向装置内泵入热风，然后工作人员通过控制器4启动分离装置6对冰内的原料进行分离，分离的回流液此时会经装置右下方的管道流入回流罐内；

步骤五：工作人员通过控制器4启动除冰装置7进行自动除冰操作，最后复位装置。

工作流程：装置内的所有用电器均为外接电源，使用装置时，通过控制器4输入开始固形物浓度10%、终止固形物浓度26%，开始冷却温度为-5℃，运行60分钟后在100分钟内逐渐下降到-25℃再运行30分钟，然后输入净风温度、净风风速，转桶转速及转动时间，接着通过进液管204向冷媒箱201内注入冷媒，冷媒此时会进入到隔板203底端，然后进入到套管205内侧，接着经内管206流到隔板203顶端，最后经出液管202流出，注入冷媒后，通过进料管3向装置内注入萃取液，当进液液位感应器11感应到液位时，进料管3内的电控阀会关闭，此时完成了萃取液的添加，接着进行萃取液的冷冻浓缩即可，在萃取液冷冻浓缩的过程中，萃取液内会不断析出冰块附着在套管205外侧，所以装置运行六十分钟后，控制器4此时会每隔五分钟控制刮冰器气缸210进行一次上下运动，从而带动底端的刮冰器211对套管205外侧的冰块进行刮除，当萃取液达到冷冻浓缩时间时，冷媒停止注入，主阀门气缸607此时会向下拉动主阀门604，当主阀门限位开关608被触发时，主阀门气缸607停止运行，此时主阀门604仍与分离网609接触，冷冻浓缩后的高浓度萃取液此时会穿过分离网609，然后经转接管705的右端流入到高浓度萃取液收集罐内，当出液液位传感器8感应到高浓度萃取液完全排出时，转接管705内的阀门控制转接管705左端与连通有回流罐的底端导通，此时罐体气缸208会伸出，罐体1会向下运动，当罐体限位开关209被触发时，罐体气缸208停止运动，接着进风管9内的阀门会打开，热风会进入到装置内对冰块进行融化，与此同时，控制器4会控制电机601通过第一固定杆602和第二固定杆603带动分离箱605转动五分钟，把冰块外侧融化的溶液及附着的溶质分离出，最后分离出的回流液通过转接管705的底端流入到回流罐内，当出液液位传感器8感应到液体完全排出时，转接管705内的阀门关闭，主阀门气缸607此时会拉动主阀门604运动到最底端，然后压缩空气管10内的阀门打开，从而通过压缩空气对分离箱605底部斜面进行吹扫，让全部冰块进入下部，此时电机601会在带动分离箱605低速转动两分钟后停机，最后控制器4控制电动伸缩杆707收缩，挡板708会运动到最左侧，与此同时，连接管704内阀门打开，气泵702会牵引外界风经过滤网703过滤，然后经连接管704和转接管705吹向冰块，最后冰块被吹进定位箱706内，然后落入到收集箱713内，当气泵702运行五分钟时，电动伸缩杆707复位，气泵702断电，接着向下按压托板711，此时弹簧712被压缩，最后取下装有冰块的收集箱713把冰块用于冷却萃取液，冰熔化成的水再用于萃取系统的用水实现了水的循环使用，完成以上操作后，在控制器4的控制下，装置复位，此时完成了一个流程，冷冻浓缩机又处于开始的待机状态。

实施例2：

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明提供一种技术方案：

一种溶液冷冻浓缩装置及其高效浓缩工艺，包括罐体1、冷冻装置2、分离装置6和除冰装置7，罐体1内侧顶端设有冷冻装置2，冷冻装置2包括冷媒箱201、出液管202、隔板203、进液管204、套管205、内管206、密封垫207、罐体气缸208、罐体限位开关209、刮冰器气缸210和刮冰器211，罐体1内侧顶端设有冷媒箱201，冷媒箱201顶端中心位置固定连接有刮冰器气缸210，且刮冰器气缸210的连接杆贯穿冷媒箱201和隔板203，刮冰器气缸210的连接杆与冷媒箱201和隔板203滑动连接，刮冰器气缸210的连接杆底端固定连接有刮冰器211，这种设置便于套管205外侧的冰块进行清除，罐体1内侧顶端设有密封垫207，且密封垫207与罐体1滑动连接，冷媒箱201与密封垫207固定连接，密封垫207是由橡胶材质的板材制成的，且密封垫207包围在冷媒箱201外侧，冷媒箱201外侧设有罐体气缸208，且罐体气缸208通过连接块与冷媒箱201固定连接，罐体气缸208外侧固定连接有罐体限位开关209，这种设置保证了冷媒箱201与罐体1之间连接的密封性，冷媒箱201顶端左侧连通有出液管202，冷媒箱201内侧固定连接有隔板203，隔板203顶端右侧连通有进液管204，且进液管204贯穿冷媒箱201，进液管204与冷媒箱201固定连接，冷媒箱201底端连通有套管205，隔板203底端连通有内管206，且内管206位于套管205内侧，这种设置通过进液管204向冷媒箱内注入冷媒的冷冻浓缩方式，提高了萃取液的冷却效率，从而可以最大程度的满足产品的生产需求，且保证了产品的品质和附加值，节省了能源，罐体1右端面顶端连通有进料管3，且进料管3内侧固定连接有电控阀，罐体1右端面底端固定连接有控制器4，罐体1外侧底端固定连接有固定箱5，罐体1内侧底端设有分离装置6，分离装置6包括电机601、第一固定杆602、第二固定杆603、主阀门604、分离箱605、定位杆606、主阀门气缸607、主阀门限位开关608和分离网609，固定箱5底端面固定连接有电机601，且电机601的主轴贯穿固定箱5和罐体1，电机601的主轴与固定箱5转动连接，电机601的主轴外侧顶端固定连接有呈上下设置的第一固定杆602和第二固定杆603，电机601的主轴外侧底端滑动连接有主阀门604，第一固定杆602外侧固定连接有分离箱605，且分离箱605与第二固定杆603固定连接，分离箱605与罐体1转动连接，主阀门604顶端固定连接有定位杆606，且定位杆606贯穿第二固定杆603，定位杆606与第二固定杆603滑动连接，固定箱5底端左侧通过连接块固定连接有主阀门气缸607，且主阀门气缸607的连接杆贯穿固定箱5，主阀门气缸607的连接杆与固定箱5滑动连接，主阀门气缸607的连接杆呈7状设置，主阀门604的底端呈工状设置，且主阀门气缸607的连接杆顶端在主阀门604的底端滑动，主阀门气缸607外侧固定连接有主阀门限位开关608，主阀门604外侧滑动连接有分离网609，且分离网609与罐体1固定连接，这种设置在放出高浓度萃取液后，通过启动电机601和注入热风，可以分离出冰块内附着的溶液和溶质，从而避免了物料的浪费，最大程度的减少了成本的投入，固定箱5外侧设有除冰装置7，除冰装置7包括风箱701、气泵702、过滤网703、连接管704、转接管705、定位箱706、电动伸缩杆707、挡板708、金属网709、固定板710、托板711、弹簧712和收集箱713，固定箱5右端面顶端固定连接有风箱701，风箱701底端面内侧连通有气泵702，风箱701内侧顶端滑动连接有过滤网703，且过滤网703贯穿风箱701，气泵702底端连通有连接管704，连接管704底端连通有转接管705，且转接管705内侧和连接管704内侧均固定连接有电控阀，转接管705的左端与固定箱5连通，固定箱5左端面底端连通有定位箱706，定位箱706内侧左端固定连接有电动伸缩杆707，且电动伸缩杆707贯穿定位箱706，电动伸缩杆707右端面固定连接有挡板708，且挡板708与定位箱706滑动连接，定位箱706顶端固定连接有金属网709，定位箱706底端面右侧固定连接有固定板710，固定板710左侧底端滑动连接有托板711，托板711底端面右侧固定连接有弹簧712，且弹簧712的另一端与固定板710固定连接，托板711顶端滑动连接有收集箱713，且收集箱713与定位箱706滑动连接，这种设置便于对冰块进行集中收集，避免了水资源的浪费，这种设置在控制器4的控制下，当萃取液完成冷冻浓缩时，可以实现冰块的自动排出收集和循环利用，从而增加了装置的适用范围，且避免了能源的浪费，节约了水资源，固定箱5底端面右侧固定连接有出液液位传感器8，且出液液位传感器8贯穿固定箱5，罐体1左端面顶端连通有进风管9，进风管9底端设有压缩空气管10，且压缩空气管10贯穿罐体1，压缩空气管10与罐体1固定连接，压缩空气管10内固定连接有电控阀，压缩空气管10底端设有进液液位传感器11，且进液液位传感器11贯穿罐体1，进液液位传感器11与罐体1固定连接。

溶液的冷冻浓缩工艺：

步骤一：工作人员通过控制器4设定好工艺参数，然后启动装置；

步骤二：工作人员通过控制器4启动冷冻装置2，冷冻装置2此时会控制冷媒流经装置内的列管，并每隔五分钟自动进行刮冰处理；

步骤三：工作人员通过进料管3把萃取液加入到装置内进行冷冻浓缩处理，当进液液位传感器11感应到液位时，进料管3内的电控阀自动关闭，接着自动进行冷冻浓缩处理，萃取液完成冷冻浓缩后，高浓度萃取液会经装置底部右侧的管道流入高浓度萃取液收集罐内；

步骤四：通过进风管9向装置内泵入热风，然后工作人员通过控制器4启动分离装置6对冰内的原料进行分离，分离的回流液此时会经装置右下方的管道流入回流罐内；

步骤五：工作人员通过控制器4启动除冰装置7进行自动除冰操作，最后复位装置。

工作流程：装置内的所有用电器均为外接电源，使用装置时，通过控制器4输入开始固形物浓度10%、终止固形物浓度42%，开始冷却温度为-5℃，运行80分钟后在100分钟内逐渐下降到-25℃再运行30分钟，然后输入净风温度、净风风速，转桶转速及转动时间，接着通过进液管204向冷媒箱201内注入冷媒，冷媒此时会进入到隔板203底端，然后进入到套管205内侧，接着经内管206流到隔板203顶端，最后经出液管202流出，注入冷媒后，通过进料管3向装置内注入萃取液，当进液液位感应器11感应到液位时，进料管3内的电控阀会关闭，此时完成了萃取液的添加，接着进行萃取液的冷冻浓缩即可，在萃取液冷冻浓缩的过程中，萃取液内会不断析出冰块附着在套管205外侧，所以装置运行六十分钟后，控制器4此时会每隔八分钟控制刮冰器气缸210进行一次上下运动，从而带动底端的刮冰器211对套管205外侧的冰块进行刮除，当萃取液达到冷冻浓缩时间时，冷媒停止注入，主阀门气缸607此时会向下拉动主阀门604，当主阀门限位开关608被触发时，主阀门气缸607停止运行，此时主阀门604仍与分离网609接触，冷冻浓缩后的高浓度萃取液此时会穿过分离网609，然后经转接管705的右端流入到高浓度萃取液收集罐内，当出液液位传感器8感应到高浓度萃取液完全排出时，转接管705内的阀门控制转接管705左端与连通有回流罐的底端导通，此时罐体气缸208会伸出，罐体1会向下运动，当罐体限位开关209被触发时，罐体气缸208停止运动，接着进风管9内的阀门会打开，热风会进入到装置内对冰块进行融化，与此同时，控制器4会控制电机601通过第一固定杆602和第二固定杆603带动分离箱605转动五分钟，把冰块外侧融化的溶液及附着的溶质分离出，最后分离出的回流液通过转接管705的底端流入到回流罐内，当出液液位传感器8感应到液体完全排出时，转接管705内的阀门关闭，主阀门气缸607此时会拉动主阀门604运动到最底端，然后压缩空气管10内的阀门打开，从而通过压缩空气对分离箱605底部斜面进行吹扫，让全部冰块进入下部，此时电机601会在带动分离箱605低速转动两分钟后停机，最后控制器4控制电动伸缩杆707收缩，挡板708会运动到最左侧，与此同时，连接管704内阀门打开，气泵702会牵引外界风经过滤网703过滤，然后经连接管704和转接管705吹向冰块，最后冰块被吹进定位箱706内，然后落入到收集箱713内，当气泵702运行五分钟时，电动伸缩杆707复位，气泵702断电，接着向下按压托板711，此时弹簧712被压缩，最后取下装有冰块的收集箱713把冰块用于冷却萃取液，冰熔化成的水再用于萃取系统的用水实现了水的循环使用，完成以上操作后，在控制器4的控制下，装置复位，此时完成了一个流程，冷冻浓缩机又处于开始的待机状态。

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。

Claims (4)

1.一种溶液冷冻浓缩装置，包括罐体（1）、冷冻装置（2）、分离装置（6）和除冰装置（7），其特征在于，所述罐体（1）内侧顶端设有冷冻装置（2），罐体（1）右端面顶端连通有进料管（3），且进料管（3）上固定连接有电控阀，罐体（1）右端面底端固定连接有控制器（4），罐体（1）外侧底端固定连接有固定箱（5），罐体（1）内侧底端设有分离装置（6）；所述固定箱（5）外侧设有除冰装置（7），固定箱（5）底端面右侧固定连接有出液液位传感器（8），且出液液位传感器（8）贯穿固定箱（5）；罐体（1）左端面顶端连通有进风管（9），罐体（1）左端面顶端设有压缩空气管（10），且压缩空气管（10）贯穿罐体（1），压缩空气管（10）与罐体（1）固定连接，压缩空气管（10）上固定连接有电控阀；所述罐体（1）左端面顶端设有进液液位传感器（11），且进液液位传感器（11）贯穿罐体（1），进液液位传感器（11）与罐体（1）固定连接；所述冷冻装置（2）包括冷媒箱（201）、出液管（202）、隔板（203）、进液管（204）、套管（205）、内管（206）、密封垫（207）、罐体气缸（208）、罐体限位开关（209）、刮冰器气缸（210）和刮冰器（211），所述罐体（1）内侧顶端设有冷媒箱（201），罐体（1）内侧顶端设有密封垫（207），且密封垫（207）与罐体（1）滑动连接，冷媒箱（201）顶端左侧连通有出液管（202），冷媒箱（201）内侧固定连接有隔板（203），隔板（203）顶端右侧连通有进液管（204），且进液管（204）贯穿冷媒箱（201），进液管（204）与冷媒箱（201）固定连接；所述冷媒箱（201）底端连通有套管（205），隔板（203）底端连通有内管（206），且内管（206）位于套管（205）内侧；所述冷媒箱（201）顶端中心位置固定连接有刮冰器气缸（210），且刮冰器气缸（210）的连接杆贯穿冷媒箱（201）和隔板（203），刮冰器气缸（210）的连接杆与冷媒箱（201）和隔板（203）滑动连接，刮冰器气缸（210）的连接杆底端固定连接有刮冰器（211），刮冰器气缸（210）上下运动、带动底端的刮冰器（211）对套管（205）外侧的冰块进行刮除；所述冷媒箱（201）与密封垫（207）固定连接，密封垫（207）是由橡胶材质的板材制成的，且密封垫（207）包围在冷媒箱（201）外侧；冷媒箱（201）外侧设有罐体气缸（208），且罐体气缸（208）通过连接块与冷媒箱（201）固定连接，罐体气缸（208）外侧固定连接有罐体限位开关（209）；所述分离装置（6）包括电机（601）、第一固定杆（602）、第二固定杆（603）、主阀门（604）、分离箱（605）、定位杆（606）、主阀门气缸（607）、主阀门限位开关（608）和分离网（609），所述固定箱（5）底端面固定连接有电机（601），且电机（601）的主轴贯穿固定箱（5）和罐体（1），电机（601）的主轴与固定箱（5）转动连接，电机（601）的主轴外侧顶端固定连接有呈上下设置的第一固定杆（602）和第二固定杆（603）；电机（601）的主轴外侧底端滑动连接有主阀门（604），第一固定杆（602）外侧固定连接有分离箱（605），且分离箱（605）与第二固定杆（603）固定连接，分离箱（605）与罐体（1）转动连接；所述主阀门（604）顶端固定连接有定位杆（606），且定位杆（606）贯穿第二固定杆（603），定位杆（606）与第二固定杆（603）滑动连接；所述固定箱（5）底端左侧通过连接块固定连接有主阀门气缸（607），且主阀门气缸（607）的连接杆贯穿固定箱（5），主阀门气缸（607）的连接杆与固定箱（5）滑动连接，主阀门气缸（607）的连接杆呈7状设置，主阀门（604）的底端呈工状设置，且主阀门气缸（607）的连接杆顶端在主阀门（604）的底端滑动；所述主阀门气缸（607）外侧固定连接有主阀门限位开关（608），主阀门（604）外侧滑动连接有分离网（609），且分离网（609）与罐体（1）固定连接。

2.根据权利要求1所述的溶液冷冻浓缩装置，其特征在于，所述除冰装置（7）包括风箱（701）、气泵（702）、过滤网（703）、连接管（704）、转接管（705）、定位箱（706）、电动伸缩杆（707）、挡板（708）、金属网（709）、固定板（710）、托板（711）、弹簧（712）和收集箱（713），所述固定箱（5）右端面顶端固定连接有风箱（701），风箱（701）底端面内侧连通有气泵（702），风箱（701）内侧顶端滑动连接有过滤网（703），且过滤网（703）贯穿风箱（701），气泵（702）底端连通有连接管（704），连接管（704）底端连通有转接管（705），且转接管（705）内侧和连接管（704）内侧均固定连接有电控阀，转接管（705）的左端与固定箱（5）连通，固定箱（5）左端面底端连通有定位箱（706）。

3.根据权利要求2所述的溶液冷冻浓缩装置，其特征在于，所述定位箱（706）内侧左端固定连接有电动伸缩杆（707），且电动伸缩杆（707）贯穿定位箱（706），电动伸缩杆（707）右端面固定连接有挡板（708），且挡板（708）与定位箱（706）滑动连接；定位箱（706）顶端固定连接有金属网（709），定位箱（706）底端面右侧固定连接有固定板（710），固定板（710）左侧底端滑动连接有托板（711），托板（711）底端面右侧固定连接有弹簧（712），且弹簧（712）的另一端与固定板（710）固定连接，托板（711）顶端滑动连接有收集箱（713），且收集箱（713）与定位箱（706）滑动连接。

4.一种基于权利要求1、2或3所述溶液冷冻浓缩装置的高效浓缩工艺，其特征在于：

步骤一：工作人员通过控制器（4）设定好工艺参数，然后启动装置；

步骤二：工作人员通过控制器（4）启动冷冻装置（2），冷冻装置（2）此时会控制冷媒流经装置内的列管，并每隔五分钟自动进行刮冰处理；

步骤三：工作人员通过进料管（3）把萃取液加入到装置内进行冷冻浓缩处理，当进液液位传感器（11）感应到液位时，进料管（3）上的电控阀自动关闭，接着自动进行冷冻浓缩处理，萃取液完成冷冻浓缩后，高浓度萃取液会经装置底部右侧的管道流入高浓度萃取液收集罐内；

步骤四：通过进风管（9）向装置内泵入热风，然后工作人员通过控制器（4）启动分离装置（6）对冰内的溶质进行分离，分离的回流液此时会经装置右下方的管道流入回流罐内；

步骤五：工作人员通过控制器（4）启动除冰装置（7）进行自动除冰操作，最后复位装置。