冷冻浓缩系统的设计

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1、1绪论需要图纸请联系QQ174320523图纸另付费吉林大学食品工程系统设计说明书冷冻浓缩系统的设计作者姓名：班级：学号：导师姓名：2012年9月-17-1绪论1绪论1.1课程设计提出的背景及应用价值近年来，随着人们生活水平的提高，高品质、高附加值产品日益增加，高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们日常消费的主体。推动了食品加工技术与方法的发展。食品原料中含有的营养成分与风味物质等要得到最大限度的保护就离不开冷冻浓缩技术。自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来，人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的历史。荷兰Eind

2、hoven大学Thijssen等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔德成熟效应设置了再结晶过程造大冰晶,并建立了冰晶生长与种晶大小及添加量的数学模型,从此冷冻浓缩技术被应用于工业化生产。依此制造的Grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩，得到了高质量的产品。由于冷冻浓缩的基本原理很简单，我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来，该技术在国内已被广泛应用于各行业中，并在相关理论和设备开发上取得了许多新进展。　1.酿酒业。冷冻浓缩的优势尤其可用于酿酒产业。冷冻浓缩技术最先在啤酒工业中应

3、用，可在除去冰晶的同时除去形成混浊的多酚、丹宁酸等物质，从而减少啤酒的贮存容积，特别是对冷冻浓缩后的啤酒采用混合水技术可以完全恢复到原来的啤酒。后来，有人通过对葡萄酒进行冷冻分离试验,发现酒精和还原糖比较易于利用冷冻法在液相中进行浓缩分离，通过冷冻浓缩技术改善了干白葡萄酒的品质。　　2.-17-1绪论制药业。冷冻浓缩已发展应用到制药工业，因此它为开发新产品和改良品种大开方便之门，并且通过其高效的加工节省能源。用冷冻浓缩工艺对中药水提取液进行中试规模的浓缩试验制取口服液，试验表明用冷冻浓缩工艺代替真空蒸发浓缩可免去某些口服液制造过

4、程中的醇沉工序，从而改善口服液的口感。3.果汁工业。全世界的柑橘汁主要为橙汁，在橙汁中尤以冷冻浓缩橙汁为主要贸易方式。柑橘是我国南方最主要的果树，品种资源丰富，产量高，经济效益大。我国果汁饮料还处于起步阶段，目前我国饮料总产量为1440多万吨，而纯果汁和含果汁较多的饮料不到40万吨，仅占果汁饮料的25%左右，可见果汁饮料的发展空间很大。其中浓缩果汁（含果汁10%以上）年产大约26万吨，仅占全国饮料总量的2%，远远满足不了市场需求，需要进口补充不足。在果汁生产过程中，原产地的果汁浓缩加工是解决产地原料消化、果汁贮运的有效手段。同时

5、果汁浓缩汁的可溶性固形物含量高达70%-80%，浓缩高导致糖度和酸度大为提高，这可以抑制微生物引起的腐败，提高产品的保藏性。此外为了克服加工季节的矛盾，延长加工期，也常将果汁制成浓缩汁。可见加工果汁浓缩汁是必要而且可行的，有着广阔的发展前景。1.2研究和使用现状　食品冷冻浓缩技术与传统浓缩方法相比，其浓缩产品的质量是最好的，但仍存在某些问题。当物料粘度高时难以生成大冰晶，且由于迅速冷却而形成的微小冰晶不能彻底从母液中分离出来，难以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分，从而限制了它的推广与使用。-17-1绪论近年来有关冷冻浓

6、缩的理论和技术又取得一些新进展。其中，将冰核细菌(简称INA细菌)用于食品冷冻浓缩中，是生物技术在食品中的一项独特应用。国外已有相关文献报道，表明INA细菌可显著提高食品的过冷点，缩短冷冻时间，节省大量能源；还可促进较大冰晶的生长，使结晶操作成本降低，同时又使分离操作所需费用及因冰晶夹带所引起的溶质损失减少。冷冻浓缩是在溶液冰点以下的低温进行操作，没有经过加热处理，避免了物料中成分的热分解，以及芳香物质的挥发，食品原有品质和风味得到充分保存。此外，整个加工操作均在低温下实现，低温也抑制微生物的增殖，降低微生物带来的污染风险。对于

7、能耗，从理论上分析可知，冷冻浓缩远低于蒸发浓缩，具有广阔的工业应用前景。目前，冷冻浓缩主要应用于药物、高档果汁等。冷冻浓缩技术现已证明优质可靠，极具市场活力。随着社会的进步，经济的发展，人们生活水平的提高，冷冻浓缩这一低能耗、可生产高质量产品的加工技术具有很大的发展潜力。此方法除了用于浓缩，也可考虑用于有机废水的处理，活性物质的回收再利用等方面。同时，整体的冰结晶又是很好的蓄冷、降温用冷源。这些方面对于保护环境、促进资源的再利用都是很有意义的。　　1.3本设计的内容本设计运用非热力浓缩方法中的冷冻浓缩方法，利用冰与水溶液之间的固

8、液相平衡的原理，将水分从液态转变为固态的冰，使橙汁溶液的浓度得到提高，便于大量运输，减少运输成本与蒸发浓缩、反渗透浓缩对比，冷冻浓缩具有其独特的优势，挥发性芳香成分损失极少，因此，对我国的橙汁加工业有着重要的意义。冷冻浓缩包括渐进式结晶法和悬浮式结晶法，由于渐进