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多级闪蒸器在食品加工过程中的效率应用
作者:admin 发布时间:2021-05-27 14:54
1、TRIZ 实际是由前苏联 G.S.Altshuller 以及TRIZ 的钻研总体在合成以及总结了全天下数以百万计的专利信息的根基上,经由演绎、归结而提出的一种产物立异妄想措施学,该实际旨正在建树一个由处置技术, 实现翻新开拓的种种措施、算法组成的综公平论系统。通过 70 多年的睁开,TRIZ 事实已经被普遍运用于工程技术规模,拆穿困绕工业、修筑、微电子、化学、生物学、社会学、医疗、食物、商业、教育等多个规模, 为企业的产物以及技术翻新提供了强盛的实践和措施反对于 。国内外对于 TRIZ 的钻研主要有 TRIZ 理论系统及其工具的研讨、TRIZ 理论与其余创新方式的集成钻研、TRIZ 理论正在工程理论中的运用钻研等。
2、问题描述
多级闪蒸器是凭证“闪蒸”道理和手艺,在食品加工历程中周全思考液体稀释历程中各项手艺特色和要求而妄想的一种高效液体浓缩仪器 [3]。当初多级闪蒸器接管罕有的一级加热、二级加热至闪蒸器蒸发浓缩的步骤,但面临差距的浓缩物料和不同的浓缩情景, 多级闪蒸器无奈揭示高效的浓缩,导致不能宽泛地效率于破费和科研开拓。
多级闪蒸器由蠕动泵、预热一、预热二、闪蒸器、气液分说装置和溶剂接纳装置组成。仪器使命事理: 依据减压浓缩工艺,首先对物料妨碍一级或者二级预热,而后在闪蒸管中瞬间受热,溶剂快捷蒸发并与浓缩液分辩,各自进入接纳零星,完成浓缩过程。物料受热光阴短,热敏成份取患上极大的保存。溶剂蒸发快捷、分辩迅速,浓缩功能高于传统浓缩仪器该体系主要存在的造诣有:①对不同物料均通过一级预热和二级预热,影响部份物料浓缩功能。②闪蒸器螺旋玻璃管收支口均处于上方,导致管内蒸汽被浓缩液拦阻飞腾蒸发功用。③物料溶剂冷却效率低, 水资源严正浪费。④回收部门物料溶剂时纯度较低。
3运用 TRIZ 从事成果
3.1TRIZ 矛盾剖析
3.1.1手艺矛盾
运用 TRIZ 创新理论的“技术抵牾”剖析要领, 剖析该体系存在的技术矛盾,并患上到如下从事想象。
(1)削减预热级数会招致全副物料预热不短缺, 招致闪蒸器中不能空虚汽化。依据分割原则,将一级预热和二级预热遏制分割,成为两个自力的局部,偏激区间削减阀门,关于不同物料抉择不同的预热级数,近一步后退浓缩效率。本构想刷新利便,改构老本低,具备很高的操作性(2)增添闪蒸器螺管管径前进蒸发效率,会招致物料受热速率慢、浓缩液不易进入气液散漫装置。依据局部性子准绳,将闪蒸器中的螺管修正成“S” 型弯管,普及闪蒸器的位置,使弯管中的浓缩物料与溶剂蒸汽发生确定的空地,溶剂蒸汽可能迅速经过闪蒸器,浓缩物料经过动能与势能流入汽液松散装置[4]。根据闪蒸器加热效率和配置装备部署体积抉择最佳的“S”型弯管级数和组数,浓缩过程蒸汽划分效率将取得年夜年夜提升(3)冷凝水是影响溶剂蒸汽冷却凝聚的严主因素,提高冷凝水行动速率会添加冷凝聚果,同时会导水资源的浪费等结果。根据组合准绳,为溶剂回收装置增长冷凝水循环装置,经过冷凝水轮回装置抵达节约水资源的目的 [5],同时篡改冷凝液规范使冷凝温度飞腾,物料溶剂蒸汽固结速度减速3.1.2物理抵牾
应用 TRIZ 创新理论的“物理抵牾”分析要领, 取得下列规画方案。
(1)提高浓缩效率需淘汰预热螺管长度,提高预热效率需要减少预热螺管长度。在物料预热过程中, 假如提高热传递效率就能淘汰预热螺管的长度,应用
“中介”准则,使用热传送效率较高的质料对螺管玻璃遏制复合 [6],在螺管玻璃中退出未必量的高热转达资料,通过高热通报资料的热量传递熏染,更快的加热螺管内物料,从而提高预热效率,增添预热螺管的长度,提高物料浓缩效率。
(2)提高物料溶剂蒸发效率需减少螺管长度, 提高物料溶剂热罗致效率需减少螺管长度。根据联系准则,闪蒸器内的加热螺管分割成数个单元,每一个单元之间处于并联形态,单元内的螺管长度飞腾,能实用的提高物料溶剂的蒸发效率,同时不影响物料的热吸失效率3.2 物场分析
应用 TRIZ 创新理论的“物场模子”分析要领, 获取的打点方案为:①物料溶剂冷凝过程引入冷却水轮回装置。由于冷凝水接受物料溶剂蒸汽热量,使物料溶剂迅速降温固结成液相,群集扩散在溶剂回收装置的下部;同时,溶剂蒸汽的凝聚使溶剂回收装置外部气体份子增多,汽液划分装置中的溶剂蒸汽更快捷的进入溶剂回收装置中 [4]。②将预热装置中的螺管孔径减小,增多热传递效率,提高预热效率,近一步提高浓缩效率。
4论断
方案改善前,艰深多级闪蒸器对艰深物料的浓缩量约为 2 L·h-1,改善方案实施后,估量浓缩效率可提高 30% 以上,可以有效的提高食品加工过程之中多级闪蒸器对物料的浓缩效率。同时本方案对溶剂回收装置举行了优化,极大的着落了水资源的华侈,提高了物料溶剂蒸汽的浓缩效率,有利于高浓度物料溶剂的回收。通过对 TRIZ 创新理论法子的应用,对多级闪蒸器举行多方面改善与创新,对提高物料浓缩率问题有较好的打点思绪,对多级闪蒸器技术突破起到了很大传染,同时对高效浓缩技术在斲丧中的应用奠基了根基。
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