一種平板降膜式冷凍濃縮器及其冷凍濃縮方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于多個技術領域，如:制藥工程、食品工程、化工、生化工程和環(huán)保工程，涉及冷凍濃縮，具體涉及一種平板降膜式冷凍濃縮器及其冷凍濃縮方法。
【背景技術】
[0002]冷凍濃縮作為非加熱濃縮技術，可以最大限度地保留食品原有的生鮮風味和營養(yǎng)，其揮發(fā)性芳香成分的損失以及酶、色素等熱敏性成分的變化極小，其獨特的優(yōu)勢，將成為食品加工，中藥湯劑生產(chǎn)的熱點之一，在實踐應用中有著巨大的潛力。目前的冷凍濃縮技術主要有轉鼓式、懸浮結冰晶式、氣流式，上述技術所產(chǎn)生的冰晶夾帶率比較高且難以分離，從而限制了它的推廣與使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種平板降膜式冷凍濃縮器及其冷凍濃縮方法，從根本上解決了冰晶生長過程中的溶質(zhì)夾帶問題，形成的冰晶純度高，分離方便徹底，是很好的濃縮分離設備。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種平板降膜式冷凍濃縮器，包括殼體，所述的殼體內(nèi)通過導熱隔板分割為降膜結冰室、溫控室和濃縮液收集室，降膜結冰室設置在殼體內(nèi)的上層，溫控室和溶液收集室并列設置在殼體內(nèi)的下層；
[0006]溫控室和降膜結冰室之間的導熱隔板為降膜結冰板，濃縮液收集室和降膜結冰室之間的導熱隔板為冰水收集板，冰水收集板上靠近降膜結冰板的一端設置有連通降膜結冰室和溶液收集室的固液分離網(wǎng)口 ；
[0007]所述的降膜結冰室靠近降膜結冰板的頂端安裝有溶液進液管，所述的濃縮液收集室靠近冰水收集板的底端設置有濃縮液回收管;溶液進液管、濃縮液回收管、溶液栗和存儲罐連通回流；
[0008]所述的降膜結冰室靠近冰水收集板的底端設置有冰水回收管；
[0009]所述的溫控室上連接有載冷劑進液管、載冷劑出液管、解凍劑進液管、解凍劑出液管、載冷劑回收管和解凍劑回收管；
[0010]載冷劑進液管、載冷劑出液管和載冷劑栗連通回流，解凍劑進液管、解凍劑出液管和解凍劑栗連通回流。
[0011 ]本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術特征:
[0012]所述的降膜結冰室內(nèi)的頂端還安裝有與溶液進液管相連的溶液分布器。
[0013]—種平板降膜式冷凍濃縮方法，該方法采用如上所述的平板降膜式冷凍濃縮器，具體包括以下步驟:
[0014]步驟一，將殼體傾斜放置，使得降膜結冰板和冰水收集板形成一個傾斜面且降膜結冰板在傾斜面上半部；
[0015]步驟二，開啟載冷劑栗，保持載冷劑在溫控室內(nèi)循環(huán)，開啟溶液栗，使得待濃縮的溶液灑布在降膜結冰板上，一部分溶液在降膜結冰板上形成結冰面，剩余溶液通過固液分離網(wǎng)口進入濃縮液收集室中，所述的溶液在降膜結冰板上的流速控制在50?80mm/s;
[0016]步驟三，待結冰面的冰層厚度達到8?1mm時，關閉溶液栗，關閉載冷劑栗，打開載冷劑回收管，讓溫控室的載冷劑排出回收，關閉載冷劑回收管；
[0017]步驟四，開啟解凍劑栗，保持解凍劑在溫控室內(nèi)循環(huán)，打開冰水回收管，待結冰面完全脫落滑至冰水收集面，關閉解凍劑栗，打開解凍劑回收管，讓溫控室的解凍劑排出回收，關閉解凍劑回收管，待冰水回收管中的冰水排盡，關閉冰水回收管；
[0018]步驟五，重復上述步驟二至步驟四，直至待濃縮的溶液達到所需要的濃度。
[0019]所述的待濃縮的溶液預冷到0.5?1°C。
[0020]所述的載冷劑的溫度為-6?-4°C。
[0021 ]所述的載冷劑和解凍劑為同樣的物質(zhì)，區(qū)別僅僅在于溫度不同。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下技術效果:
[0023]本發(fā)明是的冷凍濃縮器，與轉鼓式、懸浮結冰晶式、氣流式冷凍濃縮相比，結構簡單，操作方便，而且通過溫度的科學控制解決了其他裝置和方法在濃縮過程中存在冰晶夾帶率比較高，冰晶純度低且難以分離的問題。本發(fā)明利用降膜原理，形成結冰面，通過有效控制結冰的溫度，控制溶液的流速，將結冰面夾帶的溶質(zhì)沖刷掉，使溶液生成的冰晶純凈透明，以達到溶質(zhì)中的溶液與水的分離，使溶液得到濃縮。
[0024]本發(fā)明的裝置和方法利用降膜方式進行冷量交換，科學的控制降膜溶液流速，精準控制溶液的預冷溫度以及載冷劑的溫度，使降膜結冰面的冰盡可能的以單晶體冰晶的方式集結生長，這樣形成的冰層夾帶溶質(zhì)少，有效成分損失也少。
[0025]通過該發(fā)明的結構特征和濃縮方法的運用，使溶液中的水生成高純度冰晶，一方面可以減少有效成分損失，另一方面，冰水分離簡單。從而達到溶液濃縮的目的，這是其他相關冷凍濃縮裝置無法達到的，也是該發(fā)明應用成功的關鍵。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明的側視圖。
[0028]圖中各個標號的含義為:1-殼體，2-降膜結冰室、3-溫控室，4-濃縮液收集室，5-降膜結冰板，6-冰水收集板，7-固液分離網(wǎng)口，8_溶液進液管，9-濃縮液回收管，10-溶液栗，11-冰水回收管，12-載冷劑進液管，13-載冷劑出液管，14-解凍劑進液管，15-解凍劑出液管，16-載冷劑回收管，17-解凍劑回收管，18-載冷劑栗，19-解凍劑栗，20-溶液分布器，21-
存儲觸。
[0029]以下結合附圖對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步詳細解釋說明。
【具體實施方式】
[0030]以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0031 ] 實施例:
[0032]遵從上述技術方案，如圖1和圖2所示，本實施例給出一種平板降膜式冷凍濃縮器，包括殼體I，所述的殼體I內(nèi)通過導熱隔板分割為降膜結冰室2、溫控室3和濃縮液收集室4，降膜結冰室2設置在殼體I內(nèi)的上層，溫控室3和濃縮液收集室4并列設置在殼體I內(nèi)的下層；
[0033]溫控室3和降膜結冰室2之間的導熱隔板為降膜結冰板5，濃縮液收集室4和降膜結冰室2之間的導熱隔板為冰水收集板6，冰水收集板6上靠近降膜結冰板5的一端設置有連通降膜結冰室2和濃縮液收集室4的固液分離網(wǎng)口7;
[0034]所述的降膜結冰室2靠