一種對溶液的濃縮製備方法
2023-10-04 11:42:54 1
專利名稱：一種對溶液的濃縮製備方法
技術領域：
本發明涉及食品飲料、藥劑溶液加工方法，更具體發涉及一種對溶液的濃縮製備方法。
在食品加工或製藥過程中，對溶液進行濃縮這一工藝較為常見，傳統的溶液濃縮方法有降膜濃縮、離心薄膜濃縮、板片濃縮等，其中降膜濃縮應用較為廣泛，其基本過程是，物料被送入濃縮塔，使料液在濃縮塔的加熱管表面呈液膜自上而下順沿加熱管流下，加熱管的另一側為蒸汽，料液中的水份受熱作用大量蒸發，料液流至加熱管的底部，再經分離器分離後，料液的濃度得以提高，這一過程稱為單效濃縮。若經單效濃縮後的料液還需進行濃縮，則可以重複上述濃縮過程，再進行雙效、三效濃縮。在單效濃縮設備的基礎上，隨之也出現了雙效、三效降膜濃縮設備，在濃縮過程中，將料液泵送至下一級濃縮，將前一次的二次蒸汽用於二級的加熱蒸汽，再用二級的二次蒸汽用於三級的加熱蒸汽，這種降膜濃縮的過程複雜，所用的設備體積龐大，設備的操作、維護、使用也複雜。濃縮成本高，料液經長時間的加熱後易結焦於加熱管，濃縮過程不易控制。
為此，本發明的目的是針對上述傳統的對溶液的濃縮方法存在的缺點，提出全新的一種對溶液的濃縮製備方法。
為了實現上述目的，本發明的對溶液的濃縮方法採用如下技術方案首先將待濃縮料液進行加壓；再將加壓後料液輸入至微波加熱裝置中，同時饋入微波能加熱，並使料液保持加熱此裝置中一段時間；此後將加熱後的料液再送入至緩衝罐中進行釋放壓力和蒸發，並將保留在緩衝罐底部濃縮的溶液送至下一道工序。
本發明採用微波加熱的方式將待濃縮的料液進行加壓和加熱，並使料液在加熱裝置中保持一段時間後送至緩衝罐中進行釋放壓力和蒸發，以此來完成對料液進行濃縮，因此，本發明的方法與傳統的濃縮方法相比，它具有如下優點濃縮效率高，料液經一次濃縮後可去除高達總含水量的70％的水分；由於微波功率易於控制，可以按要求蒸發預定量的水分；微波不通過熱傳導，不存在料液在壁上結焦問題；用該方法所使用的設備體積和重量將會大減少、蒸發的熱量可回用熱量散失少；料液受熱時間少，有利於提成品的質量；用電作為能源，最大限度減少了廢水和廢氣產生。
下面通過實施例，對本發明作進一步地詳細說明微波加熱與普通的熱交換不同，微波是一種高頻電磁波，其波長從1mm-1m頻率在300MHz-300000MHz之間。隨著電磁波在空間的不斷變換方向，使被加熱物中的極性分子，以每秒上億次的速度振動，分子間由於摩擦擠壓作用而產生熱量，從而迅速升溫，分子的極性越強，越容易受到微波作用而發熱，含水量越高的物質，越容易吸收微波，發熱也越快。微波使濃縮的料液內外同時升溫，因此具有極高的加熱效率。本發明的方法就是利用這一基本的原理，對溶液進行濃縮，即，當料液中的水吸收微波後，溫度迅速上升，壓力也隨之上升，當該壓力突然釋放，其內的大量水分化為蒸汽，剩餘溶液的濃度就會被瞬間提高。本發明的方法具體步驟如下首先將待濃縮料液進行加壓，再將加壓後料液輸入至微波加熱裝置中，同時饋入微波能加熱，料液在微波加熱裝置中保持時間為10秒以內，微波加熱裝置中料液的溫度和壓力均上升，此後將加熱後的料液再送入至緩衝罐中進行釋放壓力和蒸發，並將保留在緩衝罐底部濃縮的溶液送至下一道工序，對進入緩衝罐內的料液在釋放壓力和蒸發同時，可輔以溫度為100-300℃的熱風。如果被濃縮的料液濃度達不到所需要的濃度，則可以再將該料液循環或送至下一級進行加壓和加熱微波裝置中進行加熱、釋放壓力和蒸發，順序重複循環上述步驟二次或三次，乃至若干次，直至達到所需要的濃度。
實施例1，如對某一濃度為6％的中藥製劑進行濃縮，先將該製劑進行加壓，將其加壓至4-8bar，然後用高壓泵將加壓後的該中藥製劑送入微波加熱裝置中，其送入微波加熱裝置中流量為0.12m3/h-0.26m3/h。通過波導管向微波加熱裝置中饋入95-130KW功率的微波，料液在此狀態下保持3-4秒後，再將料液送至緩衝罐，加熱後的料液在緩衝罐中釋放壓力和蒸發，其內的水份得以大量蒸發，此時剩餘料液的濃度上升到約16％，並送到下一道工序。若需要將該中藥製劑進一步濃縮，則重複上述步驟，進行加壓和微波加熱，並饋入25-40KW功率的微波到微波加熱裝置中進行二次濃縮，再將加壓加熱後的料液送到緩衝罐中進行蒸發，經過這一道的工序後，該中藥製劑的濃度可達33％。然後再進入下一道乾燥工序。在實際加工中，由於現有的微波技術使用於本方法的微波加熱裝置、緩衝罐的實現並不難，以及整個濃縮的工藝也不難實現，但要注意避免微波的洩漏，因此微波饋入口的設計較為重要。為了節省能耗，可用一套板式換熱器將從緩衝罐出來的二次蒸汽回收用於料液的預熱或其它用途。
實施例2，如對濃度為10％的牛奶進行濃縮，先將該牛奶進行加壓，將其加壓至4-20bar，然後用高壓泵將加壓後的該牛奶送入微波加熱裝置中，其送入微波加熱裝置中流量為0.4m3/h-0.6m3/h。通過波導管向微波加熱裝置中饋入200-260KW功率的微波，牛奶在此狀態下保持3-4秒後，再將料液送至緩衝罐，同時對緩衝罐中的料液輔以150-180℃的熱風，加熱後的牛奶在緩衝罐中釋放壓力和蒸發，其內的水份得以大量蒸發，此時剩餘牛奶的濃度上升到約35％，並送到下一道工序。若將該牛奶進一步濃縮，則重複上述步驟，對該濃度的牛奶進行加壓和微波加熱，先加壓力為4-9bar，之後並饋入20-50KW功率的微波到微波加熱裝置中進行二次濃縮，再將加壓加熱後的料液送到緩衝罐中進行蒸發，經過這一道的工序後，該牛奶的濃度可達45.5％。在加工過程中，同樣也可將抽出的熱風與水蒸汽用以加熱原料牛奶以便充分利用能源。
權利要求
1.一種對溶液的濃縮製備方法，其特徵在於，該濃縮方法包括以下步驟a，首先將待濃縮料液進行加壓；b，再將加壓後料液輸入至微波加熱裝置中，同時饋入微波能加熱，並使料液保持在加熱裝置中一段時間；c，此後，將加熱後的料液再送入至緩衝罐中進行釋放壓力和蒸發，並將保留在緩衝罐底部的濃縮溶液送至下一道工序。
2.如權利要求1所述的一種對溶液的濃縮製備方法，其特徵在於所述的步驟a、b、c可以順序重複循環二次或二次以上。
3.如權利要求1所述的一種對溶液的濃縮製備方法，其特徵在於所述的步驟a中所加的壓力在4bar-20bar之間；所述的步驟b中，料液在微波加熱裝置中保持時間為10秒以內。
4.如權利要求1所述的一種對溶液的濃縮製備方法，其特徵在於所述的步驟c中，對進入緩衝罐內的料液在釋放壓力和蒸發同時，可輔以溫度為100-300℃的熱風。
全文摘要
本發明公開了一種對溶液的濃縮製備方法,該方法採用微波加熱的方式將待濃縮的料液進行加壓和加熱,並使料液在加熱裝置中保持一段時間後送至緩衝罐中進行釋放壓力和蒸發,以此來完成對料液進行濃縮。與傳統的濃縮方法相比,它具有如下優點:濃縮效率高,不存在料液在壁上結焦問題;料液受熱時間少,有利於提成品的質量;最大限度減少了廢水和廢氣產生。
文檔編號B01D1/00GK1256165SQ99119939
公開日2000年6月14日 申請日期1999年10月29日 優先權日1999年10月29日
發明者湯大衛 申請人:湯大衛