CN208624520U - 一种用于果汁浓缩的连续式膜系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于果汁浓缩的连续式膜系统，包括果汁原液罐、高压泵、循环系统、滤液罐和浓缩液罐，所述循环系统的回路包括高压反渗透膜组件，本装置将果汁通过连续式膜系统透过大部分水，可作为蒸发浓缩系统的前工艺，可通过本装置先将果汁的浓度浓缩至40%，然后再使用蒸发浓缩系统进行浓缩，能够降低蒸发浓缩系统的能耗，减少资源的浪费；并且本实用新型通过特殊的反渗透膜组件结构设计，有效提高了蒸发浓缩效率，单位时间内能够产出更多浓度达标的浓缩果汁，大大提高了生产效率以及设备的产能。

Description

一种用于果汁浓缩的连续式膜系统

技术领域

本实用新型涉及一种果汁浓缩装置，特别是一种用于果汁浓缩的连续式膜系统。

背景技术

目前食品饮料行业中的果汁清汁的糖浓度一般为7%-9%之间，果汁浓缩的主要方法是采用多效蒸发脱水的方法；其方法是7%-9%的果汁直接进入多效蒸发塔中，将果汁中的水蒸发一部分除去，达到需求的浓度后（一般为50%-70%），排出蒸发塔。这一方法是目前果汁行业通用的方法，蒸发浓缩是将水以汽态的方法去除，汽态的水分子经冷凝系统后成为液位水。其能耗高，资源浪费严重，果汁内经过了长时间高温，果汁内大部分营养成分都流失殆尽。通过一般的反渗透膜对果汁进行浓缩，由于液流在反渗透膜组件的径向方向上流速小，普遍存在浓缩效率低下的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于果汁浓缩的连续式膜系统，将果汁通过连续式膜系统透过大部分水，可作为蒸发浓缩系统的前工艺，可通过本装置先将果汁的浓度浓缩至40%，然后再使用蒸发浓缩系统进行浓缩，能够降低蒸发浓缩系统的能耗，减少资源的浪费；并且本实用新型通过特殊的反渗透膜组件结构设计，有效提高了蒸发浓缩效率，单位时间内能够产出更多浓度达标的浓缩果汁，大大提高了生产效率以及设备的产能。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于果汁浓缩的连续式膜系统，包括果汁原液罐、高压泵、循环系统、滤液罐和浓缩液罐，果汁原液罐与高压泵和循环系统入口依次相连通，循环系统的滤液出口通过滤液管路与滤液罐相连通，循环系统的浓缩液出口通过浓缩液管路与浓缩液罐相连通；所述循环系统的回路包括通过循环管路顺次连接的循环泵、高压反渗透膜组件、压力表以及换热器；所述高压反渗透膜组件包括外腔壳以及由外至内依次安装在外腔壳内的内芯壳、反渗透膜和中心管，内芯壳、反渗透膜和中心管固定在网孔底板上并通过圆筒基座安装在外腔壳上，外腔壳上一端开有果汁原液入口，另一端开有浓缩液出口；所述内芯壳为具有上大下小圆台形内部空腔的圆柱形壳体，反渗透膜和中心管位于内芯壳的圆台形内部空腔中，所述圆台形内部空腔的楔形内壁面与反渗透膜之间形成由大变小的楔形流道，所述楔形流道大开口一端安装有叶轮，楔形流道小开口一端与所述网孔底板上的网孔相连通，叶轮转动形成压差，果汁原液从所述大开口一端被吸入楔形流道，在楔形流道内壁面的作用下果汁原液的流动状态改变，果汁原液在径向方向上向反渗透膜渗透的速度增大，单位时间通过反渗透膜被透出的滤液多，然后果汁浓缩液从所述小开口一端通过所述网孔底板以及圆筒基座的中空腔流出，通过外腔壳上的浓缩液出口被收集起来，滤液也即透过液通过中心管被导出。

所述浓缩液管路上安装有比例调节阀和流量计，在比例调节阀和流量计的作用下，系统既能保持膜装置内部高压存在，同时保证高压泵后端出液比例。

所述循环系统可根据需要在连续式膜系统中串联或并联设置一个或多个。

本实用新型具有以下优点：

1、将果汁通过连续式膜系统透过大部分水，可作为蒸发浓缩系统的前工艺，可通过本装置先将果汁的浓度浓缩至40%，然后再使用蒸发浓缩系统进行浓缩，能够降低蒸发浓缩系统的能耗，减少资源的浪费；系统在浓缩液管路中设置比例调节阀和流量计，在比例调节阀和流量计的作用下，既能保持膜装置内部高压存在，同时保证高压泵后端出液比例；

2、本实用新型设计了特殊的反渗透膜组件结构，在其具有楔形流道的内芯壳以及叶轮的作用下，叶轮转动形成压差，果汁原液从楔形流道大开口一端被吸入楔形流道，在楔形流道内壁面的作用下果汁原液的流动状态改变，然后果汁浓缩液从楔形流道小开口一端通过网孔底板以及圆筒基座的中空腔流出，通过外腔壳上的浓缩液出口被收集起来，果汁原液在径向方向上向反渗透膜渗透的速度增大，单位时间通过反渗透膜被透出的滤液多，单位时间内能够产出更多浓度达标的浓缩果汁，大大提高了生产效率以及设备的产能。

附图说明

图1 为本实用新型中连续式膜系统的结构示意图；

图2 为高压反渗透膜组件的剖面正视图；

图3 为高压反渗透膜组件的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1~3所示，一种用于果汁浓缩的连续式膜系统，包括果汁原液罐1、高压泵2、循环系统、滤液罐7和浓缩液罐8，果汁原液罐1与高压泵2和循环系统入口依次相连通，循环系统的滤液出口通过滤液管路9与滤液罐7相连通，循环系统的浓缩液出口通过浓缩液管路6与浓缩液罐8相连通；所述循环系统的回路包括通过循环管路5顺次连接的循环泵3、高压反渗透膜组件4、压力表10以及换热器13；所述高压反渗透膜组件包括外腔壳22以及由外至内依次安装在外腔壳内的内芯壳19、反渗透膜18和中心管17，内芯壳19、反渗透膜18和中心管17固定在网孔底板23上并通过圆筒基座20安装在外腔壳22上，外腔壳上一端开有果汁原液入口14，另一端开有浓缩液出口15；所述内芯壳19为具有上大下小圆台形内部空腔的圆柱形壳体，反渗透膜18和中心管17位于内芯壳19的圆台形内部空腔中，所述圆台形内部空腔的楔形内壁面与反渗透膜之间形成由大变小的楔形流道，所述楔形流道大开口一端安装有叶轮21，楔形流道小开口一端与所述网孔底板23上的网孔相连通，叶轮21转动形成压差，果汁原液从所述大开口一端被吸入楔形流道，在楔形流道内壁面的作用下果汁原液的流动状态改变，果汁原液在径向方向上向反渗透膜渗透的速度增大，单位时间通过反渗透膜被透出的滤液也即透过水多，然后果汁浓缩液从所述小开口一端通过所述网孔底板23以及圆筒基座20的中空腔流出，通过外腔壳上的浓缩液出口被收集起来，透过水通过中心管17的滤液出口16被导出。

所述浓缩液管路上安装有比例调节阀11和流量计12，在比例调节阀和流量计的作用下，系统既能保持膜装置内部高压存在，同时保证高压泵后端出液比例。

所述循环系统可根据需要在连续式膜系统中串联或并联设置一个或多个。

当系统对果汁进行浓缩时，通过高压泵2将果汁泵入高压循环装置中。循环泵使果汁在高压反渗透膜组件4内进行循环，加大了内部溶液流动性，同时原液经过换热器13进行热量交换，保持原液温度始终在一定的范围内，在比例调节阀11和流量计12的作用下，既能保持膜装置内部高压存在，同时保证高压泵后端出液比例；而膜在高压存在的条件下不断的透过水，果汁浓度不断升高；而当浓缩液未达到浓缩指标时通过循环管路5返回循环泵3前，与新进入的溶液形成混合液，由循环泵带动果汁再次进入膜系统进行浓缩，如此循环；若第一组不能达到浓缩要求，再进入下一组，再进行同第一组同一样的循环方式进行浓缩，直浓缩液达到浓缩指标后，通过调节阀进入浓缩液管路6进入浓缩液罐8，透过水则通过滤液管路9进入滤液罐7。

Claims (5)

1.一种用于果汁浓缩的连续式膜系统，其特征在于：包括果汁原液罐、高压泵、循环系统、滤液罐和浓缩液罐，所述循环系统的回路包括高压反渗透膜组件，所述高压反渗透膜组件包括外腔壳以及由外至内依次安装在外腔壳内的内芯壳、反渗透膜和中心管，内芯壳、反渗透膜和中心管固定在网孔底板上并通过圆筒基座安装在外腔壳上，外腔壳上一端开有果汁原液入口，另一端开有浓缩液出口；所述内芯壳为具有上大下小圆台形内部空腔的圆柱形壳体，反渗透膜和中心管位于内芯壳的圆台形内部空腔中，所述圆台形内部空腔的楔形内壁面与反渗透膜之间形成由大变小的楔形流道，所述楔形流道大开口一端安装有叶轮，楔形流道小开口一端与所述网孔底板上的网孔相连通，叶轮转动形成压差，果汁原液从所述大开口一端被吸入楔形流道，果汁浓缩液从所述小开口一端通过所述网孔底板以及圆筒基座的中空腔流出，并通过外腔壳上的浓缩液出口被收集起来，滤液通过中心管被导出。

2.根据权利要求1所述的连续式膜系统，其特征在于：所述循环系统的回路包括通过循环管路顺次连接的循环泵、高压反渗透膜组件、压力表以及换热器。

3.根据权利要求1所述的连续式膜系统，其特征在于：所述果汁原液罐与高压泵和循环系统入口依次相连通，循环系统的滤液出口通过滤液管路与滤液罐相连通，循环系统的浓缩液出口通过浓缩液管路与浓缩液罐相连通。

4.根据权利要求1所述的连续式膜系统，其特征在于：所述浓缩液管路上安装有比例调节阀和流量计。

5.根据权利要求1所述的连续式膜系统，其特征在于：所述循环系统可根据需要在连续式膜系统中串联或并联设置一个或多个。