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冷冻浓缩技术汇报:xxx
-目录CONTENT01一、冷冻浓缩原理02二、冷冻浓缩装置的构成03三、冷冻浓缩装置系统04参考文献
冷冻浓缩技术一、冷冻浓缩原理冷冻浓缩是利用低温条件下水分的冻结特性通过控制温度和压力,将溶液中的水分凝结成固态的冰晶然后从液相中除去,使溶液被浓缩的方法【1】。这项技术通常用于食品加工、药物制造、化工等领域
冷冻浓缩技术(1)冷冻浓缩过程如图3-28所示,横坐标表示溶液的浓度X,纵坐标表示溶液的温度T。曲线BHDE是溶液的冰点线,B点是纯水的冰点,E是低共溶点。当溶液的浓度增加时,其冰点是下降的(在一定的浓度范围内)【2】
冷冻浓缩技术(2)冷冻浓缩与常规冷却法结晶不同常规冷却法结晶当溶液中的溶质浓度超过低共溶度时,过饱溶液冷却的结果表现为溶质转化成晶体析出,冷冻浓缩溶液中所含溶质浓度低于低共熔浓度时,则冷却结果表现为溶剂(水分)成晶体(冰晶)析出
冷冻浓缩技术(3)冰晶—浓缩液的分离一般而言,结晶操作的成本随着晶体尺寸的增大而增加,然而结晶操作与分离操作相比较,关键还在分离效果,分离与生产力密切相关。分离设备的生产能力与浓缩液的黏度成反比,与冰晶粒度大小的平方成反比。所以浓缩液的黏度越大,越不利于过滤分离。目前所用的分离设备有压榨机、过滤式离心机和洗涤塔,这些设备的分离原理主要是悬浮液分离原理。【3】
冷冻浓缩技术二、冷冻浓缩装置的构成冷冻浓缩装置主要由结晶设备和分离设备两部分构成。结晶设备包括管式、板式、搅拌夹套式、刮板式等热交换器,以及真空结晶器、内冷转鼓式结晶器、带式冷却结晶器等设备;分离设备有压滤机、过滤式离心机、洗涤塔,以及由这些设备组合而成的分离装置等。在实际应用中,根据不同的物料性质及生产要求采用不同的装置系统
冷冻浓缩技术(1)结晶装置冷冻浓缩用的结晶器有直接冷却式和间接冷却式两种直接冷却式可利用水分部分蒸发的方法,也可利用辅助冷媒(如丁烷)蒸发的方法间接冷却式是利用间壁将冷媒与被加工料液隔开的方法
冷冻浓缩技术1、直接冷却式真空冻结器直接冷却法的优点是不必设置冷却面但缺点是蒸发掉部分的芳香物质,随同蒸汽或者是惰性气体一起挥发而损失。由于芳香物质的损失问题,直接冷却法冻结装置的应用受到了限制,但是这种冻结器若与适当的吸收性组合起来,可以显著的减少芳香物质的损失。(图3—29)
冷冻浓缩技术2、外冷式结晶器如图3-31料液1进入经刮板换热器吸,在换热器中停留的时间很短产生晶体极小,当其进去结晶器后,与结晶器内含大晶体悬浮液均匀混合,在结晶器内停留至少半个小时,小晶体溶解,溶解热就消耗于大晶体成长
冷冻浓缩技术EmslieAL等人设计的连续搅拌柱结晶器如图所示,在冷却浓缩过程中不断施加冷却当溶液达到-5.7°C的温度时,并向体系中加入冰粒以引发结晶。由于冰密度低于溶液的密度,它漂浮到结晶器的顶部,在那里它被收集为冰浆溢出。【4】
冷冻浓缩技术(2)分离设备如图3-33所示,从结晶器出来的晶体悬浮液从塔的下端进人,浓缩液从同一端经过滤器排出。因冰晶密度比浓缩液小,故冰晶就逐渐上浮到顶端。塔顶设有熔化器(加热器),使部分冰晶熔解。熔化后的水分即返行下流,与上浮冰晶逆流接触,洗去冰晶间浓缩液。这样晶体就沿着液相溶质浓度逐渐降低的方向移动,因而晶体随浮随洗,残留溶质越来越少
冷冻浓缩技术三、冷冻浓缩装置系统冷冻浓缩装置主要由结晶设备和分离设备两部分组成DingZ等人设计并使用智能冷冻浓缩装置系统浓缩苹果汁,装置系统图示所示
冷冻浓缩技术使用的冷冻浓缩器是具有2.5升负载能力的实验室规模原型。它在间歇悬浮结晶模式下工作。该仪器由一个用于冷却和冷冻的制冷单元、一个用于制冰的螺杆式SSHE、一个用于冰晶生长和分离的组合结晶器/洗涤塔、一个电机和机械驱动单元以及一个带触摸屏显示器的智能控制单元组成。【5】
冷冻浓缩技术[1]Zhong-xiangD,FrankGFQIN,Ke-wenP,etal.Studyonfull-bedcentrifugalfiltrationusedforsuspensionfreezeconcentrationsofapplejuice[J].FoodandMachinery,2021,37(2):104-110
[2]冯毅,宁方芹.冷冻浓缩分离技术在中药口服液制造过程中的应用研究[J].低温工程,2021(4):43-46参考文献
冷冻浓缩技术[3]Julian,Helen,etal.Latestdevelopmentinlow-pressureosmotic-basedmembraneseparationforliquidfoodconcentratio
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