一種溶液凍結(jié)濃縮裝置的制造方法
【專利摘要】一種溶液凍結(jié)濃縮裝置，屬于溶液濃縮裝置。該溶液濃縮裝置包括：溶液濃縮器、冰庫、制冷裝置和刮板機(jī)；制冷裝置的冷氣出口通過風(fēng)管與溶液濃縮器相通，冰庫和溶液濃縮器之間通過風(fēng)管相連通；在溶液濃縮器內(nèi)連接有刮板機(jī)，刮板機(jī)的一端位于制冷裝置的冷氣出口的下端，一端穿過冰庫和溶液濃縮器之間的風(fēng)管位于冰庫內(nèi)；所述的制冷裝置，上端有回氣管，側(cè)面中間部位有冷氣出口，回氣與溶液濃縮器的空氣出風(fēng)口連接，制冷裝置的冷氣出口與冷空氣進(jìn)風(fēng)口連接。優(yōu)點(diǎn)：該濃縮裝置，避免了濃縮過程對溶質(zhì)的破壞，也無需復(fù)雜的濃縮設(shè)備；絮狀冰層被推出以后可以二次利用，作為工業(yè)生產(chǎn)的冷源，減少了能源的消耗。運(yùn)動(dòng)部件少，初投資低，維護(hù)管理方便。
【專利說明】
一種溶液凍結(jié)濃縮裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種溶液濃縮裝置，特別是一種溶液凍結(jié)濃縮裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]冷凍濃縮是利用冰水溶液之間的固液相平衡原理，將水以固態(tài)的方式從溶液中去除的一種濃縮方法。具有可在低溫下操作;氣液界面小;微生物增值、溶質(zhì)的劣化和揮發(fā)性芳香成分的損失可控制在極低水平等方面的優(yōu)點(diǎn)。目前，冷凍濃縮裝置的工作過程分為冷卻過程、冰結(jié)晶生成過程、長大的結(jié)晶過程及冰和濃溶液分離過程，實(shí)現(xiàn)上述過程的冷凍濃縮裝置價(jià)格昂貴，維護(hù)管理繁鎖。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是要提供一種投資低，維護(hù)管理方便的溶液凍結(jié)濃縮裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:該溶液濃縮裝置包括:溶液濃縮器、冰庫、制冷裝置和刮板機(jī);制冷裝置的冷氣出口通過風(fēng)管與溶液濃縮器相通，冰庫和溶液濃縮器之間通過風(fēng)管相連通;在溶液濃縮器內(nèi)連接有刮板機(jī)，刮板機(jī)的一端位于制冷裝置的冷氣出口的下端，一端穿過冰庫和溶液濃縮器之間的風(fēng)管位于冰庫內(nèi)。
[0005]所述的溶液濃縮器有一保溫箱體，在保溫箱體上有冷空氣進(jìn)風(fēng)口、空氣出風(fēng)口、溶液進(jìn)口和溶液出口；空氣出風(fēng)口和溶液進(jìn)口位于保溫箱體的上端，冷空氣進(jìn)風(fēng)口位于保溫箱體的中間部位，并與制冷裝置的冷氣出口相通;溶液出口位于保溫箱體的底部，在溶液進(jìn)口和溶液出口上均連接有閥門。
[0006]所述的刮板機(jī)，位于溶液濃縮器中的部分為水平放置，進(jìn)入冰庫的部分有向上的夾角。
[0007]所述的制冷裝置，上端有回氣管，側(cè)面中間部位有冷氣出口，回氣與溶液濃縮器的空氣出風(fēng)口連接，冷氣出口與冷空氣進(jìn)風(fēng)口連接。
[0008]有益效果，由于采用了上述方案，制冷裝置通過風(fēng)管與溶液濃縮器連接，干冷空氣從制冷裝置吹出后，干冷空氣通過管道從冷空氣進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入溶液濃縮器，經(jīng)過熱質(zhì)交換以后從空氣出風(fēng)口經(jīng)過風(fēng)管回到制冷裝置，低溫干燥的冷空氣掠過液面所產(chǎn)生的熱質(zhì)交換現(xiàn)象，使得溶液降溫;降溫后的溶液中的一部分水逐漸凍結(jié)，在溶液的表層部分形成絮狀的冰層;溶液濃縮器在制冷裝吹來的干冷空氣的作用下生成溶液濃縮物一一冰漿，冰庫和溶液濃縮器通過風(fēng)管連接相通，刮板機(jī)的刮板開始工作的時(shí)候，刮板從右向左運(yùn)動(dòng);通過傾斜刮板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，將溶液表層絮狀冰層從溶液濃縮器推出到冰庫中，達(dá)到固液分離的目的。
[0009]和傳統(tǒng)的蒸餾濃縮方法相比，冷凍濃縮減少了能源的消耗，而且除去的絮狀冰可以作為冷源進(jìn)行2次利用，同時(shí)也避免了溶質(zhì)在高溫作用下的揮發(fā)、變質(zhì)、甚至產(chǎn)生大量的結(jié)垢和微生物增值；
[0010]和傳統(tǒng)的凍結(jié)方式相比，使用干燥低溫的冷空氣作為冷媒，一方面避免了傳統(tǒng)凍結(jié)方式下熱交換器表面的結(jié)冰問題，絮狀冰層在溶液表明形成的絮狀冰，可以輕松刮除；另一方面干燥冷空氣吹拂下的溶液降溫過程是熱質(zhì)傳遞過程，質(zhì)擴(kuò)散增強(qiáng)了溶液的降溫過程。投資低，維護(hù)管理方便，達(dá)到了本實(shí)用新型的目的。
[0011]優(yōu)點(diǎn):該濃縮裝置，避免了濃縮過程對溶質(zhì)的破壞，也無需復(fù)雜的濃縮設(shè)備；絮狀冰層被推出以后可以二次利用，作為工業(yè)生產(chǎn)的冷源，減少了能源的消耗。還具有運(yùn)動(dòng)部件少，初投資低，維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
:
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖中，1、冰庫；2、溶液濃縮器;3、制冷裝置;4、刮板機(jī);5、絮狀冰;Al、冷空氣進(jìn)風(fēng)口； A2、空氣出風(fēng)口；B1、溶液進(jìn)口；B2、溶液出口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]該溶液濃縮裝置包括:冰庫1、溶液濃縮器2、制冷裝置3和刮板機(jī)4;制冷裝置3的冷氣出口通過風(fēng)管與溶液濃縮器2相通，溶液濃縮器2和冰庫I之間通過風(fēng)管相連通;在溶液濃縮器2內(nèi)連接有刮板機(jī)4，刮板機(jī)4的一端位于制冷裝置3的冷氣出口的下端，一端穿過溶液濃縮器2和冰庫I之間的風(fēng)管位于冰庫I內(nèi)。
[0015]所述的溶液濃縮器2有一保溫箱體，在保溫箱體上有冷空氣進(jìn)風(fēng)口Al、空氣出風(fēng)口A2、溶液進(jìn)口 BI和溶液出口 B2;空氣出風(fēng)口 A2和溶液進(jìn)口 BI位于保濕箱體的上端，冷空氣進(jìn)風(fēng)口 Al位于保溫箱體的中間部位，并與制冷裝置3的冷氣出口相通;溶液出口 B2位于保溫箱體的底部，在溶液進(jìn)口BI和溶液出口B2上均連接有閥門。
[0016]所述的刮板機(jī)4，位于溶液濃縮器2中的部分為水平放置，進(jìn)入冰庫I的部分有向上的夾角。所述的刮板機(jī)4為市售產(chǎn)品。
[0017]所述的制冷裝置3，上端有回氣管，側(cè)面中間部位有冷氣出口，回氣與溶液濃縮器2的空氣出風(fēng)口 A2連接，冷氣出口與冷空氣進(jìn)風(fēng)口 Al連接。所述的制冷裝置為市售產(chǎn)品。
[0018]所述的冰庫I為保溫容器。
[0019]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述:
[0020]實(shí)施例1:如圖所示，本實(shí)用新型的溶液濃縮裝置，可以分為3大部分:
[0021]1、由低溫干燥的冷空氣通路構(gòu)成的制冷部分:寒冷干燥的冷空氣通過(Al)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入容器，平掠過溶液的液面，充分地和液面進(jìn)行熱質(zhì)交換過程，低溫干燥的空氣經(jīng)過升溫加濕后，由(A2)回風(fēng)口排出。
[0022]2、由溶液的液體通路構(gòu)成的溶液凍結(jié)部分:低濃度的溶液通過(BI)溶液進(jìn)口，進(jìn)入到裝置內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間的凍結(jié)，溶液表面產(chǎn)生絮狀冰層以后，啟動(dòng)(4)刮板，刮板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)將溶液內(nèi)的絮狀冰帶出溶液，留下容器內(nèi)高濃度的溶液，經(jīng)(B2)溶液出口排出。
[0023]3、由冰體運(yùn)動(dòng)通路構(gòu)成的蓄冰部分:溶液中的一部分水經(jīng)過降溫過程變成絮狀冰體以后，通過啟動(dòng)(4)刮板，在傾斜刮板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)作用下，冰體隨著刮板離開液面，經(jīng)過斜坡通道將絮狀冰里的溶液排出后，落入(I)冰庫中，以待后續(xù)利用。
[0024]該溶液濃縮裝置的工作步驟:
[0025 ] 1、從(BI)溶液進(jìn)口注入低溫溶液。
[0026]2、開啟制冷裝置，干燥低溫的冷空氣從(Al)干冷空氣進(jìn)風(fēng)口平掠過溶液表層后，經(jīng)過(A2)出風(fēng)口排出。
[0027]3、當(dāng)制冷裝置開啟一段時(shí)間以后，容器內(nèi)的溶液內(nèi)冰層達(dá)到一定的厚度，打開刮板開關(guān)，通過(4)擋板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，將絮狀冰層緩緩?fù)瞥觥?br>[0028]4、經(jīng)過除冰以后，開啟(B2)溶液出口，將高濃度溶液排出。
[0029]5、關(guān)閉(B2)排液口后，重新開啟(Al)溶液進(jìn)口進(jìn)行一次新的溶液濃縮過程。
[0030]其中:1、傾斜刮板高于液面一定高度;2、傾斜刮板插入液面的深度與溶液濃度有關(guān)(15 %濃度溶液時(shí)，刮板深度為1/2液面高度;溶液濃度為25%時(shí)，刮板深度為1/4液面高度)；3、傾斜刮板將絮狀冰層推上斜坡，排出絮狀冰的過程中，絮狀冰兩側(cè)夾角(刮板與斜坡夾角)大于90度。4.液面應(yīng)低于斜坡出口底部高度5公分以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溶液凍結(jié)濃縮裝置，其特征是:該溶液濃縮裝置包括:溶液濃縮器、冰庫、制冷裝置和刮板機(jī)；制冷裝置的冷氣出口通過風(fēng)管與溶液濃縮器相通，冰庫和溶液濃縮器之間通過風(fēng)管相連通;在溶液濃縮器內(nèi)連接有刮板機(jī)，刮板機(jī)的一端位于制冷裝置的冷氣出口的下端，一端穿過冰庫和溶液濃縮器之間的風(fēng)管位于冰庫內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶液凍結(jié)濃縮裝置，其特征是:所述的溶液濃縮器有一保溫箱體，在保溫箱體上有冷空氣進(jìn)風(fēng)口、空氣出風(fēng)口、溶液進(jìn)口和溶液出口；空氣出風(fēng)口和溶液進(jìn)口位于保溫箱體的上端，冷空氣進(jìn)風(fēng)口位于保溫箱體的中間部位，并與制冷裝置的冷氣出口相通;溶液出口位于保溫箱體的底部，在溶液進(jìn)口和溶液出口上均連接有閥門。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶液凍結(jié)濃縮裝置，其特征是:所述的刮板機(jī)，位于溶液濃縮器中的部分為水平放置，進(jìn)入冰庫的部分有向上的夾角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶液凍結(jié)濃縮裝置，其特征是:所述的制冷裝置，上端有回氣管，側(cè)面中間部位有冷氣出口，回氣與溶液濃縮器的空氣出風(fēng)口連接，冷氣出口與冷空氣進(jìn)風(fēng)口連接。
【文檔編號】B01D9/04GK205683631SQ201620555252
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月8日 公開號201620555252.5, CN 201620555252, CN 205683631 U, CN 205683631U, CN-U-205683631, CN201620555252, CN201620555252.5, CN205683631 U, CN205683631U
【發(fā)明人】高蓬輝, 周興業(yè), 程博
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)