甘蔗果汁分子蒸馏的热泵浓缩技术的制作方法

本发明涉及分离蒸馏、提取浓缩技术，尤其涉及分子蒸馏、热泵真空低温浓缩技术领域。

背景技术：

果汁、医药生物制品热敏性，高温变性，氧化酸败，活性物质失活等，甘蔗汁高温发生水解反应，葡萄糖代谢速率加快，导致肥胖三高糖尿病。传统多效蒸发浓缩和mvr蒸发浓缩设备工艺复杂，设备巨大，加上换热面积大，蒸发效率低，不能适应现代多品种、小批量、投资少、占地小的生产需求。

本发明利用热泵三联供技术融合超声空化效应，实现低温浓缩，热量搬运反复使用，不使用电热热能或其他能源，实现低能耗零排放的技术要求。

技术实现要素：

超声耦合脉冲自振空化射流，强化蒸发。

空化混合流体产生空化空穴效应，撞击在蒸发器表面，产生微观剧烈沸腾加速蒸发。

狭缝形射流喷嘴，撞击蒸发器表面，流程短边界层薄对流换热系数提高27％。

超声变幅杆空化耦合脉冲自激空化射流，打断分子氢键释放结合水，加快蒸发速率。

蒸发器表面红外发射涂层，红外波段与果汁红外波段匹配，从而实现对流、辐射、传导三种加热方式同步进行。

蒸发器表面分布有超疏水涂层，实现滴状冷凝，换热系数提升3-5倍。

28-60hkz超声波降低水分子扩散阻力，间接增大水分蒸发面积。

迷宫式冷凝除湿，全热回收返供蒸发器。

同轴套管式换热器进排料，出料已冷却，进料已加热。

浓度检测仪反馈，强制循环，单机浓缩，一步到位。

进料管用文丘里管效应，自然吸入，加热氮气，加速循环。

n2在真空环境加速沸腾。

n2抽出后经除湿分离循环使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1.浓度检测仪2.阵列球状换热板3.射流激振布水器4.双级水环真空泵5.加热循环水6.浓溶液7.同轴套管换热器。

具体实施方式

圆筒形蒸发器，内置热流道式凸点换热板，以圆心为轴点分两侧，渐收与外壁保持5-10cm距离。

凸点换热板(陈列球状)间距为7-15cm，上端间距10-15cm，下端间距10-15cm。

蒸发器为圆锥底，用盛料及原液强制循环。

锥底装有浓度或糖度检测仪。

双级水环真空泵+旋片式真空泵达到负压，极限真空10-100pa。

迷宫式冷凝除湿，制冷剂的冷凝热90％以上由冷凝器带走。

大气旁通换热器采用拉瓦尔喷嘴。

超声变幅杆耦合脉冲自激振空化。

帘式射流布水器，空化微射流布水器，高频水力振动。

进料三通。

间歇式超疏水处理，形成滴状冷凝，换热效率提升200％。

纳米氧化锌+纳米金刚石+200mm备长炭+电气石粉涂层，形成红外辐射加热，打断水分子使水更易淅出。

要求：冷凝除湿放热蒸发加热；大气旁通换热随时补助；进出料液同轴套管换热器；通入n2加速沸腾，单机循环；占地面积为mvr蒸发或多效蒸发的1/3-1/6；设备所用材料为多效蒸发或mvr的20-25％；能耗仅为mvr的70-75％；单机循环，一步到位；抗菌抑菌，红外辐射加热。

技术特征：

1.一种基于分子蒸馏的热泵浓缩技术，其特征在于，冷凝除湿全热回收给蒸发加热。

2.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，大气旁通换热随时补助。

3.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，进出料液同轴套管换热器。

4.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，超声耦合脉冲自振空化射流，强化蒸发；空化混合流体产生空化空穴效应，撞击在蒸发器表面，产生微观剧烈沸腾加速蒸发；狭缝形射流喷嘴，撞击蒸发器表面，流程短边界层薄对流换热系数提高。

5.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，超声变幅杆空化耦合脉冲自激空化射流，打断分子氢键释放结合水，加快蒸发速率；蒸发器表面红外发射涂层，红外波段与果汁红外波段匹配，从而实现对流、辐射、传导三种加热方式同步进行。

6.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，蒸发器表面分布有超疏水涂层，实现滴状冷凝，换热系数提升3-5倍；28-60hkz超声波降低水分子扩散阻力，间接增大水分蒸发面积。

7.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，迷宫式冷凝除湿，全热回收返供蒸发器。

8.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，同轴套管式换热器进排料，出料已冷却，进料已加热。

9.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，浓度检测仪反馈，强制循环，单机浓缩，一步到位。

10.根据权利要求1所述的热泵浓缩技术，其特征在于，进料管用文丘里管效应，自然吸入，加热氮气，加速循环；n2在真空环境加速沸腾；n2抽出后经除湿分离循环使用。

技术总结
本发明公开了一种甘蔗果汁分子蒸馏的热泵浓缩技术，所述甘蔗果汁分子蒸馏的热泵浓缩技术是利用热泵三联供技术融合超声空化传热的分子蒸馏浓缩技术。由板壳式蒸发器、冷凝除湿器、热泵机组、超声空化进料泵、浓度检测仪、温湿度传感器、冷凝除湿机等组成。专为甘蔗汁果汁低温无氧高效浓缩设计使用。空气源热泵加热蒸发器、原液水分蒸发，水蒸气被真空抽到冷凝除湿器腔体内循环，冷凝除湿，全热回收，供应蒸发器加热，同轴套管式换热器排料降温加热进料，从而实现全热回收，冷热平衡，能效比(COP)达6.5以上，实现单机循环，达到减少能源消耗，减少硬件投入目的。同比传统多效蒸发和MVR蒸发浓缩具有占地少(约30％)投资少(约75％)效率高无污染等优点。

技术研发人员：朱德恩
受保护的技术使用者：上海谷励智能设备有限公司
技术研发日：2019.07.03
技术公布日：2021.01.05