两种连续式冷冻浓缩分离装置及其应用特性

郭全举　陈东　谢继红　周长明

（天津科技大学机械工程学院)



应用研究

两种连续式冷冻浓缩分离装置及其应用特性

郭全举*陈东谢继红周长明

（天津科技大学机械工程学院)

冷冻浓缩分离技术具有能耗少、设备腐蚀弱、操作温度低、浓缩产品质量好等优点，在热敏性食品和化工、生物、制药料液的浓缩分离中有很好的应用潜力。给出了两种连续式冷冻浓缩分离装置，介绍了其基本构成、工作原理、主要特点，并对冷冻浓缩分离装置的能耗规律和需要解决的问题进行了分析。

冷冻浓缩分离盘管式刮片式能耗料液腐蚀

0　背景

冷冻浓缩分离技术是通过低温方法使料液中的水结冰固化，从而实现水与浓缩液分离。该技术在果汁、啤酒、牛奶、咖啡、药液、废水等料液的浓缩分离中具有较好的应用效果[1-3]。

由于水的结冰潜热远低于汽化潜热[4]（前者约为后者的1/7），因此，冷冻浓缩分离技术的能耗相对较低。料液中水的结冰温度一般低于0℃，料液中易挥发有效成分的损失少，有利于获得较高质量的浓缩液。低温下料液对设备表面的腐蚀缓慢，这就延长了设备的使用寿命[5]。

冷冻浓缩分离主要有两条技术路线[6]，或者说有两种方法，即悬浮结晶法和界面渐进法。悬浮结晶法是使料液过冷形成大量冰晶，从而实现料液的浓缩分离，冰晶的后处理复杂；界面渐进法是使料液流经冷表面，直接在冷表面上形成片状冰，冰的后处理简单。基于此，本文给出了两种易于实现工业化生产的界面渐进型连续式冷冻浓缩分离装置——盘管式冷冻浓缩分离装置和内刮片式冷冻浓缩分离装置，并分析了其基本构成、工作原理、主要特点。……