低溫牛奶濃縮機(jī)
(非蒸汽濃縮設(shè)備)
摘 要
利用低溫牛奶濃縮機(jī)濃縮牛奶,可以將固含量由12—13%濃縮至24—26%。
每脫一噸水運(yùn)行成本約20-30元,遠(yuǎn)低于蒸汽能耗。
運(yùn)行費(fèi)用與蒸發(fā)相比,每脫一噸水可降低單耗70—100元。
設(shè)備制作安裝調(diào)試周期為2—3個月。
設(shè)備回收期為5—6個月。
關(guān)鍵詞:膜濃縮 替代預(yù)蒸 節(jié)約蒸汽 降低能耗 運(yùn)行費(fèi)用低 設(shè)備回收期短
一、原理簡介
低溫牛奶濃縮機(jī),采用膜分離技術(shù)對牛奶進(jìn)行濃縮。在壓力的驅(qū)動下牛奶進(jìn)入反滲透膜組件后水透過膜,其他脂肪、蛋白、乳糖等大分子被截留,從而達(dá)到濃縮的目的。低溫牛奶濃縮機(jī),可以將牛奶濃縮一倍,將固含量由12—13%濃縮至24—26%。
膜分離技術(shù)是利用膜對混合物中各組份的選擇透過性能來分離、提純和濃縮目的產(chǎn)物的新型分離技術(shù),膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程,具有高效、節(jié)能、無污染、操作方便和用途廣等特點(diǎn),是當(dāng)代的**的化工分離技術(shù)之一。膜分離技術(shù)可作為一種清潔生產(chǎn)工藝,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸餾濃縮、高速離心分離、萃取、離子交換樹脂吸附、生化處理中沉降等工藝,膜分離技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域涉及電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè),應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大,是其它任何一種化工分離技術(shù)無法替代的,被國外稱為二十一世紀(jì)*有發(fā)展前途的*之一。
膜分離技術(shù)包括微濾、超濾、納濾、反滲透、液膜、滲透汽化、擴(kuò)散滲析等。液體分離膜的分類,根據(jù)待分離物質(zhì)的大小,依次可分為微濾、超濾、納濾、反滲透,它們的分離范圍如下所示:
反滲透膜分離機(jī)理:
反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動,是一種在壓力驅(qū)下借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法,其孔徑大約在5~10?。它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮,其中*普遍的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中,用反滲透技術(shù)可將原水中的無機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除,以獲得高質(zhì)量的純凈水。目前應(yīng)用*廣泛的是卷式聚酰胺復(fù)合膜,其水通量和脫除率會受壓力、溫度、回收率、進(jìn)水含鹽量和PH值等的影響。
反滲透工作原理:
膜在處理低濃度牛奶中的優(yōu)點(diǎn):
1能耗小,整套濃縮設(shè)備采用膜分離裝置,只需使用電能。隨著國家能源供應(yīng)的日趨緊張,煤、石油、天然氣等一些資源的價格不斷上漲,傳統(tǒng)蒸汽濃縮設(shè)備的濃縮成本越來越高。WTM-8040G系列濃縮設(shè)備在運(yùn)行過程中除了電能消耗之外,無需其它能源,濃縮成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)蒸汽濃縮設(shè)備, 節(jié)能效益明顯。
2提高產(chǎn)品品質(zhì)。由于WTM-8040G系列濃縮設(shè)備是在常溫下(20-40℃)運(yùn)行,濃縮牛奶所需的時間短,其品質(zhì)等相對于傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝亦有明顯提升。
4無污染,常溫常壓下進(jìn)行分離,無化學(xué)變化,不會給環(huán)境帶來任何污染。
5維護(hù)簡單,降低單元操作費(fèi)用。傳統(tǒng)的濃縮系統(tǒng)需要消耗熱能、電能,并需要真空及冷卻系統(tǒng)配套,操作煩瑣。WTM-8040G系列濃縮設(shè)備在運(yùn)行的過程中,操作人員只需切換相關(guān)的閥門即可保障設(shè)備的正常運(yùn)行。
6分離出的水可回用到前段工藝,不僅節(jié)約水費(fèi),而且大大減少污水后處理費(fèi)用。低濃度牛奶經(jīng)膜元件過濾后,過濾后的出水無色透明、無大分子有機(jī)物、無菌,能夠用于生產(chǎn)回用。
7膜系統(tǒng)占地小,系統(tǒng)全封閉運(yùn)行,無異味產(chǎn)生。
8產(chǎn)能設(shè)計靈活。WTM-8040G系列濃縮設(shè)備可以根據(jù)用戶的個性化需要而設(shè)計,每小時可去除水5--50噸。
9采用觸摸屏自動控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)全自動化連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
三、牛奶
牛乳的化學(xué)成分很復(fù)雜,經(jīng)證實(shí)至少有100多種化學(xué)成分,但主要由水、脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、維生素、酶類、無機(jī)鹽等物質(zhì)組成。牛乳中的乳糖和部分可溶性鹽類形成真溶液,其微粒直徑小于1nm;蛋白質(zhì)和不溶性的無機(jī)鹽類形成膠體懸浮液,其微粒直徑為1~100nm;脂肪球的直徑為0.1~100um,絕大部分為2~5um,牛乳是由上述三種體系組成的均勻、穩(wěn)定的膠體性液體。人們習(xí)慣根據(jù)分離的方式對牛乳的組成進(jìn)行分類,因此,牛乳的組成可以表示為:
乳品生產(chǎn)中的常見工藝:
1、乳粉生產(chǎn)工藝
乳粉是以乳或乳產(chǎn)品為原料,經(jīng)濃縮、干燥工藝制成的固態(tài)乳產(chǎn)品,其中可以根據(jù)需要添加糖和其他營養(yǎng)素。
全脂乳粉的生產(chǎn)工藝流程為:原料驗(yàn)收——凈化——冷卻——貯存——標(biāo)準(zhǔn)化——預(yù)熱殺菌——真空濃縮——過濾——噴霧干燥——冷卻——過篩——包裝——檢驗(yàn)——出廠。
2、煉乳生產(chǎn)工藝
煉乳(Condensed Milk)是一種濃縮乳制品,它是將新鮮牛奶經(jīng)過殺菌處理后,蒸發(fā)除去其中大部分的水分而制得的產(chǎn)品。其工藝流程如下:
原料乳預(yù)處理→預(yù)熱殺菌→真空濃縮→加糖→冷卻結(jié)晶→裝罐→ 封罐→包裝→檢驗(yàn)→成品
在奶粉和煉乳的生產(chǎn)工藝中都需將牛奶進(jìn)行濃縮,現(xiàn)在國內(nèi)大多奶粉、煉乳生產(chǎn)廠家都用真空濃縮的工藝生產(chǎn),真空濃縮存在蒸發(fā)過程能耗高的特點(diǎn),在國家大力推行節(jié)能降耗的形勢下,生產(chǎn)廠家都在積極尋找一條節(jié)約能耗,減少煤炭消耗量的新工藝。受廠家委托,杭州沃騰膜工程有限公司結(jié)合自身多年的膜工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)開發(fā)應(yīng)用膜法濃縮牛奶的工藝解決目前遇到的問題。
利用膜法濃縮牛奶:
1、可處理牛奶成分
可處理母液成分以牛奶濃度為12—13%。
2、處理后可達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
濃縮液牛奶濃度為24-26%,排放液牛奶濃度在0.05%以下。
四、處理流程框圖
五、工藝流程簡介
牛奶收集到儲槽V101中,由于牛奶中在收集運(yùn)輸過程中可能會有雜質(zhì)物,在設(shè)備中設(shè)置過濾器起到保護(hù)膜元件的作用。牛奶經(jīng)增壓泵P101泵入過濾器L102。然后經(jīng)高壓泵P102泵入膜組件M101,經(jīng)膜組件分離后,濃縮液濃度達(dá)到要求,直接送入下一工序;淡液回收用于其他工段,在本系統(tǒng)也用作膜組件沖洗用水。
六、與蒸發(fā)工藝相比所具有的特點(diǎn)
膜法濃縮牛奶系統(tǒng)與原有蒸發(fā)系統(tǒng)相比具有如下特點(diǎn)
牛奶經(jīng)膜分離技術(shù)處理,透過液排放或回用作工藝用水,提高水資源的回收率;濃縮液送入下一工序。本方案處理工藝簡單,維護(hù)簡單,無二次污染,和蒸發(fā)系統(tǒng)配合可大大降低生產(chǎn)成本和操作費(fèi)用。
七、與其他膜公司工藝相比所具有的特點(diǎn)
杭州沃騰膜公司的牛奶膜濃縮設(shè)備與其他膜公司類似設(shè)備相比具有如下特點(diǎn)
八、經(jīng)濟(jì)分析
如果按照濃縮前200噸牛奶計算,經(jīng)過濃縮,過程中脫水100噸變成100噸濃縮牛奶。 如果這個過程改用膜法濃縮,則:
假設(shè)常規(guī)蒸發(fā)濃縮脫出一噸水費(fèi)用為100元,則每天為100*100=10000元。
如果改用膜法濃縮,按照脫出一噸水費(fèi)用為15元,加上膜元件更換設(shè)備維護(hù)10元。則每天需要(15+10)*100=2500元。
每天節(jié)約10000-2500=7500元=0.75萬元。
一年按照330天計算,可以節(jié)約0.75*330=247.5萬元。 而設(shè)備的價格遠(yuǎn)低于節(jié)省的費(fèi)用。
九、中試試驗(yàn)
我公司可以提供免費(fèi)中試試驗(yàn),歡迎有意向的公司與我們?nèi)〉寐?lián)系,共同為貴公司的節(jié)能降耗努力。
附錄:設(shè)備外觀圖片,僅供參考,具體以實(shí)際工程設(shè)計為準(zhǔn)。
設(shè)備照片,僅供參考
★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
★動植物提取液、發(fā)酵液、結(jié)晶母液膜濃縮工藝
★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝
★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
★動植物提取液、發(fā)酵液、結(jié)晶母液膜濃縮工藝
★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝
★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
★動植物提取液、發(fā)酵液、結(jié)晶母液膜濃縮工藝
★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝