本發(fā)明涉及食品粘附性分析的裝置，更具體地說，涉及一種液體食品降膜過程粘附性分析模擬實驗裝置。

背景技術：

為了降低液體食品中的水分含量，實際生產中常用降膜工藝來進行液體食品的蒸發(fā)濃縮。降膜蒸發(fā)主要是將料液經液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內，在重力和真空誘導及氣流作用下，成均勻膜狀自上而下流動。流動過程中，被殼程加熱介質加熱汽化，產生的蒸汽與液相共同進入蒸發(fā)器的分離室，汽液得到充分分離。在降膜蒸發(fā)工藝中普遍存在的問題是物料在濃縮過程中，溶質常在加熱表面沉積、析出結晶而形成垢層，導致設備傳熱阻力增大，能耗增加，造成物料流失，嚴重結垢時甚至會堵塞換熱管，帶來安全隱患。

液體食品蒸發(fā)濃縮過程產生結垢現(xiàn)象與物料對換熱管接觸表面的粘附特性有關。不同的加工條件如溶液進料的溫度、容器內的真空度等，不同的換熱管表面質量均對物料的粘附特性有影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明液體食品降膜過程粘附性分析模擬實驗裝置，旨在深入研究不同環(huán)境、不同表面質量下液體食品對換熱管接觸表面的粘附特性。解決現(xiàn)有液體食品蒸發(fā)濃縮時的結垢問題，達到提高生產效率、節(jié)省物料、降低能耗以及減少清洗工序的目的。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種液體食品降膜過程粘附性分析模擬實驗裝置，仿真模擬蒸發(fā)濃縮設備的實際工作過程，將影響物料粘附特性因素設置為可調項，可通過該設備進行實驗分析各因素的影響情況。

具體說，本發(fā)明液體食品降膜過程粘附性分析模擬實驗裝置，包括設置中部透明外殼的密封容器、將所述容器分成上腔體、下腔體的分流盤，以及由上至下穿設于所述容器內的換熱管及其換熱系統(tǒng)；其中，所述下腔體底部通過管線連接循環(huán)泵，所述循環(huán)泵又通過管線連至所述上腔體的上部；所述上腔體、下腔體還連接了設置壓力表的真空泵。此外，所述上腔體設置了溫度傳感器、加熱棒以及加熱控制單元，用于控制腔體溫度在50～100℃之間，高了停止加熱，低了加熱。所述分流盤位于所述換熱管穿設部位的外圍密布有直徑3～8mm的小孔，位于所述小孔下部設置有斗形布膜器；所述換熱管位于所述斗形布膜器的斗口中，所述換熱管與所述斗形布膜器之間間隙為0.1～0.3mm。

此外，所述換熱系統(tǒng)由水或油作為介質，包括連接所述換熱管的多接口溫控設備?？蛇x用設備種類很多，如海邁機械HMC-6W模溫機，控制管溫度介于50～100℃即可。

優(yōu)選方式下，所述分流盤上設置六組所述換熱管，并配設布膜器。此外，所述容器底部設置支架，所述容器上下底盤以及中部分流盤分別穿設拉桿固定。

本發(fā)明的主要特點：

1、工作過程可視化現(xiàn)有的降膜過程采用換熱管內部成膜蒸發(fā)形式，對于管內的結垢狀況不可見，本發(fā)明采用換熱管外壁替代內壁，并采用有機玻璃作為裝置外殼，實現(xiàn)整個工作過程可視化。

2、液體成膜裝置由于物料與換熱管的接觸表面由內壁改為外壁的結構形式，本發(fā)明設計了分流盤加漏斗形布膜器的新型結構，實現(xiàn)了液體沿管外壁成膜狀流動。

3、物料溫控系統(tǒng)由加熱棒和熱傳感器組成，控制物料溫度可調。

4、換熱管溫控系統(tǒng)換熱管內通加熱介質(水/油)控制換熱管溫度。

5、真空度控制系統(tǒng)由真空泵和壓力表組成，可調節(jié)罐體上下兩部分內的真空度。

6、循環(huán)裝置由于實驗裝置管程較實際設備短很多，為了模擬實際設備的工作狀況，本發(fā)明設置了循環(huán)泵，將蒸發(fā)濃縮后的液體再泵入物料腔，再繼續(xù)經由布膜裝置沿換熱管壁流下，即貼合實際工作過程又節(jié)省物料。

7、換熱管可更換本發(fā)明在罐體內設置了6根換熱管，如圖2所示圓周均勻排布?？刹捎?種不同表面質量的換熱管在同樣條件下同時實驗，有利于實驗結果的對比。并將換熱管處設計成可更換結構，能夠完成更多參數(shù)的實驗。

本發(fā)明設置了可調節(jié)的物料溫控系統(tǒng)、可調的罐體真空度控制系統(tǒng)、可調的加熱管的溫控系統(tǒng)以及可更換的多個加熱管實驗系統(tǒng)，提供了深入研究各項參數(shù)對物料粘附特性影響的模擬分析裝置。

本發(fā)明有益效果是：

1)改進原有的物料與換熱管內壁接觸形式，使整個蒸發(fā)濃縮過程可視、可測量，提高了分析研究的便利性。

2)根據(jù)換熱管外壁接觸方式設計了新的布膜裝置，結構上有所創(chuàng)新。

3)實驗裝置中液體溫度、罐體上下真空度、加熱棒及其溫度均可調可換，提高了整個設備的實用性。

4)設置了循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)物料的有效利用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明模擬實驗裝置的俯視結構示意圖，其中未顯示底部支架結構。

圖2是分流盤結構示意圖。

圖3是圖1中A-A向剖視結構示意圖。

圖4是圖3中B-B向剖視結構示意圖。

圖5是布膜器結構示意圖。

圖中：1底盤、2可視外殼、3多接口溫控設備、4換熱管、5布膜器、6分流盤、7壓力表、8真空泵、9上盤、10密封套、11傳感器、12加熱棒、13長拉桿、14循環(huán)泵、15密封套2、16拉桿、17支架。

具體實施方式

如圖1～4所示的液體食品降膜過程粘附性分析模擬實驗裝置。裝置主體外框由底盤1、可視外殼2和上盤9組成，長拉桿13連接底盤1和上盤9，兩側螺母緊固實現(xiàn)整個罐體的緊固，可視外殼2與底盤1、上盤9連接處用密封圈密封，以上零件組裝后形成密閉罐體，整個罐體安裝在支架17上。分流盤6將罐體分為上下兩部分，上腔為加料腔，下腔用于儲存蒸發(fā)濃縮后的物料。拉桿16用于固定分流盤6，拉桿16上端用密封套15密封。真空泵8同時接入罐體的上下腔，控制上下腔具有相同的真空度，壓力表7與真空泵連接，用于顯示腔內真空度值。換熱管4貫穿整個罐體，在底盤1和上盤9外側均由密封套10進行密封，兩端螺母連接以便于更換。分流盤6在與換熱管4接觸周圍設計成多孔形狀，如圖4所示，以便于物料的分流，并經漏斗形布膜器5(結構如圖5所示)使物料成膜狀沿換熱管4外壁流下。換熱管4兩側連接多接口溫控設備3，多接口溫控設備3通過介質水或油對換熱管4進行加熱，加熱溫度保證液體在一定真空度的罐體內與管壁接觸能夠蒸發(fā)濃縮。罐體上腔設置了加熱棒12用于加熱物料，熱傳感器11用來反饋液體溫度。罐體上下腔之間用循環(huán)泵14連接，將下腔液體泵入上腔，循環(huán)使用。本裝置工作時，已加熱至接近沸點溫度的液體，經由分流盤6及布膜器5沿換熱管4外壁向下流動，換熱管4內部介質進行溫度調節(jié)；真空泵8將整個罐體抽真空以便于液體在低于沸點狀態(tài)下蒸發(fā)濃縮；循環(huán)泵14將罐體下腔液體泵入上腔，多次循環(huán)模擬長管程蒸發(fā)濃縮過程；通過調節(jié)前述各項參數(shù)進行多組實驗，根據(jù)各組實驗結束后的換熱管4外壁結垢情況對比分析各項參數(shù)對物料粘附特性的影響。

其中，附圖中多接口溫控設備3主要是對管內加熱用的，可以用模溫機或其他控溫設備，有水控和油控兩種，可市場購得。傳感器11是檢測液體溫度是否達標。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。