【正文】 塞上方。當活塞抵達 S2位置時，活塞上方建立起一個冰床，冰床在頂部擠壓刮板，刮下的冰屑與其融化水一起在換熱器內(nèi)循環(huán)，少部分融化水往下流動用于洗滌夾帶在冰晶中的濃縮液，大部分融化水經(jīng)閥 C排走。（四） 壓榨機與洗滌塔的組合l 可實現(xiàn)最經(jīng)濟的分離過程。l 圖 8. 21為一個典型實例。l 過程：從結(jié)晶器出來的冰晶懸浮液在壓榨機中分離， 仍然含有濃縮液約 40％的冰餅 在混合器中與進料稀液混合，成為含冰晶的中濃縮液。此含冰晶的中濃縮液在洗滌塔內(nèi)被完全洗滌。純水與中濃縮液分別從塔頂塔低側(cè)排出，而進入結(jié)晶器的中濃縮液與壓榨機來的濃縮液相混合。l 組合流程的優(yōu)點l組合流程的優(yōu)點? 只需采用簡單的洗滌塔，而不必使用價格昂貴得多的復雜洗滌塔。? 洗滌塔處理的是經(jīng)進料稀液混合過的中等濃度料液 ，而不是直接從壓榨機來的濃縮液，濃度的降低使黏度劇烈下降，從而使洗滌塔生產(chǎn)能力大增。? 即使離開結(jié)晶器的晶體懸浮液黏度很高，或者晶體平均直徑很小，這種組合方法仍能使冰晶與濃縮達到完全分離。三、 冷凍濃縮設(shè)備的裝置系統(tǒng) 將冷凍結(jié)晶裝置與冰晶懸浮液分離裝置有機地結(jié)合在一起，便可構(gòu)成冷凍濃縮裝置系統(tǒng)。冷凍濃縮裝置系統(tǒng)可以分為 單級系統(tǒng) 和 多級系統(tǒng) 。l單級系統(tǒng)? 單級冷凍濃縮系統(tǒng)一次性使料液中的部分水分結(jié)成冰晶，然后對冰晶懸浮液分離，得到冷凍濃縮液。? 系統(tǒng)流程舉例（圖 8. 22） ：原料罐中稀溶液通過循環(huán)泵首先輸入到刮板式熱交換器，在冷媒作用下冷卻，生成細微的冰晶，然后進入再結(jié)晶罐（成熟罐）。結(jié)晶罐保持一個較小的過冷卻度，溶液的主體溫度將介于該冰晶體系的大、小晶體平衡溫度之間，高于小晶體的平衡溫度而低于大晶體的平衡溫度。小冰晶開始融化，大冰晶成長。結(jié)晶罐下部有一個過濾網(wǎng)，通過濾網(wǎng)從罐底出來的濃縮液，一部分作為濃縮產(chǎn)物排出系統(tǒng)，另一部分與進料液一道再循環(huán)冷卻進行結(jié)晶。未通過濾網(wǎng)的大冰晶料漿從罐底出來后進入活塞式洗滌塔。洗滌塔出來的濃縮液再循環(huán)冷卻結(jié)晶，融化的冰水由系統(tǒng)排出。? 單級冷凍濃縮裝置可將 8~14oBx原果汁濃縮至 40~60oBx濃縮汁。食品工廠機械與設(shè)備 —— 第八章 濃縮設(shè)備冷凍濃縮裝置系統(tǒng)示意High speed freezer是起晶器 ,而 slow speed freezer 是最后階段才使用的冰晶成長器 , plug flow ripener是正常運行時使用的冰晶成長與分離器 .l多級系統(tǒng)? 多級冷凍濃縮系統(tǒng)將前一級的濃縮液作為原料液進一步地通過更低的溫度使部分水結(jié)成冰晶，再進行分離。? 控制料液在結(jié)晶器中的循環(huán)速度，可以使料液獲得不同的過冷度，從而可以利用同一狀態(tài)制冷劑實現(xiàn)多級冷凍濃縮所要求的凍結(jié)溫度差異。? 應(yīng)用舉例： 三級逆流冷凍濃縮系統(tǒng) u 系統(tǒng)如圖 8. 23所示。 系統(tǒng)構(gòu)成特點u 工作過程：原料液進入進料罐后與從洗滌塔排代出來的稀溶液混合后由泵抽出，與第 3級結(jié)晶罐中抽出的一部分溶液混合后，通過3級旋轉(zhuǎn)刮板凍結(jié)器冷卻成過冷液，進入第 3級成熟罐。在此形成大的冰晶懸浮液。此懸浮液分離后，浮在上面的冰晶漿由泵抽至洗滌塔洗滌融化成水，沉在下層的濃縮液通過過濾網(wǎng)被泵抽出。抽出的濃縮液一部分與進料液混合后在本級再進行凍結(jié)，另一部分則由泵抽送至第 2級進行結(jié)晶。第 2級和第 1級的工作原理基本與第 3級的類似，但此二級成熟罐上層冰晶漿料是由螺旋輸送器輸送至下級成熟罐的，另外，第 1級的濃縮液有一部作為最終濃縮物形式輸出系統(tǒng)。?三級逆流冷凍濃縮系統(tǒng)u系統(tǒng)構(gòu)成特點該系統(tǒng)所用的洗滌塔與上面所介紹的單級冷凍濃縮系統(tǒng)相同。此洗滌塔上面的融冰加熱器利用制冷系統(tǒng)壓縮機出來的高壓制冷蒸氣。此加熱器實際上也是制冷系統(tǒng)冷凝器，制冷劑蒸氣在將冰水加熱融化的同時，自身被冷凝為液體，從而有能量回收利用功能。食品工廠機械與設(shè)備 —— 第八章 濃縮設(shè)備食品料液的性質(zhì)對濃縮過程影響很大，必須根據(jù)物料的特性，按不同需要具體選擇，在選用濃縮設(shè)備時必須考慮物料以下幾個方面的特性。(四 ) 濃縮設(shè)備的選擇：蛋白質(zhì)、糖、果膠等受熱過度會產(chǎn)生變性、結(jié)塊、焦化等現(xiàn)象。通常在傳熱面附近，物料溫度最高。發(fā)生這種現(xiàn)象就會在傳熱壁上形成污垢，嚴重影響傳熱速率。解決結(jié)垢問題的積極措施就是提高液速，經(jīng)驗證明，在其他條件相同時，提高液速，可顯著減輕污垢的形成，這是由于高液速的洗刷作用所致。因此在可能發(fā)生嚴重結(jié)垢現(xiàn)象的情況下，采用強制循環(huán)法是有效的。另外，對不可避免的結(jié)垢問題，必須有定期的清理措施。生物系統(tǒng)的物料多由蛋白質(zhì)、脂肪、糖漿、維生素以及其他許多色、香、味成分所組成，這些物質(zhì)在高溫下或長期受熱時受破壞，變性、氧化等作用，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，許多食品的蒸發(fā)要嚴格考慮加熱溫度和加熱時間，加熱溫度和加熱時間是不可分割的。食品蒸發(fā)的安全性與此二因素同時相關(guān)，這就是 “溫時結(jié)合 ”的概念，即把溫度和時間作為統(tǒng)一體來考慮。從食品蒸發(fā)的安全性看，力求 “低溫短時 ”，但還要考慮工藝上的經(jīng)濟性。在保證食品質(zhì)量的前提下，為提高生產(chǎn)能力，常采用 “高溫短時 ”蒸發(fā)。由于料液的沸點與外壓有關(guān)，低溫相應(yīng)就是低壓，所以真空蒸發(fā)是食品工業(yè)蒸發(fā)應(yīng)用的顯著特點之一。為了縮短蒸發(fā)操作時的加熱時間，一方面必須縮小料液在蒸發(fā)器內(nèi)的平均停留時間，另一方面，還要解決局部性的停留時間問題。關(guān)于這一點，目前已發(fā)現(xiàn)長管膜式蒸發(fā)器在物料停留時間問題上具有很大的優(yōu)點，從而在食品工藝上獲得廣泛的應(yīng)用。某些食品物料沸騰時要形成穩(wěn)定的泡沫，特別是真空蒸發(fā)和液層靜壓高的場合下更為顯著。泡沫易被二次蒸汽帶走，一方面污染其他加熱設(shè)備，另一方面，增加產(chǎn)品的損失，嚴重時會造成不能操作。一般，可使用表面活性劑以控制泡沫的形成，也可用各種機械裝置以消滅泡沫。 有些溶液在濃度增加時，會有晶粒析出，大量結(jié)晶沉積則會妨礙加熱面的熱傳導，嚴重時會堵塞加熱管。若使含有結(jié)晶的溶液正常蒸發(fā)，則需要選擇帶有攪拌裝置的或強制循環(huán)蒸發(fā)器，利用外力使結(jié)晶保持懸浮狀態(tài)。 許多食品含有豐富的蛋白質(zhì)、糖份、果膠等成分，其粘稠性較高。高粘性物料的蒸發(fā)，首先從流體動力學觀點看，有一個層流傾向問題，即使物料受到強烈的攪拌，傳熱附近總存在不能忽視的層流內(nèi)層，這就會嚴重影響傳熱的速率。同時，由于上述原因，也還會產(chǎn)生結(jié)垢，局部停留時間等一系列問題。料液的粘稠性隨濃度而增加，隨著蒸發(fā)的進行，料液的粘度也必然逐漸增加，所以蒸發(fā)過程中的傳熱速率預(yù)期也逐漸降低。對于粘性制品的蒸發(fā)，一般采用由外力強制的循環(huán)或攪拌措施。 特別是酸性食品，如果汁、蔬菜汁的濃縮，設(shè)計蒸發(fā)器必須考慮腐蝕性問題，對于食品，即使是輕度的腐蝕，其所引起污染往往為產(chǎn)品規(guī)格所不允許。一般蒸發(fā)器接觸液體部分多采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。