專利名稱：高效節能的蜂蜜濃縮工藝及設備和生產系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及蜂蜜加工，具體涉及一種蜂蜜加工工藝及設備。
背景技術：
現有技術中，我國蜂業界普遍采用真空濃縮的辦法濃縮加工蜂蜜。然而用此方法既要獲得高質量的蜂蜜產品，又要節省能源，就必須要用先進的濃縮加工工藝和先進的供熱技術。目前蜂業界普遍采用水力噴射冷凝器和蒸發器組成的開式真空濃縮加工工藝，這種加工工藝最大的缺點是在濃縮過程中蜂蜜的芳香味會隨水噴射冷凝器的冷卻水大量地散失到大氣中。如果采用機械真空泵，冷凝器和蒸發器組成的閉式真空濃縮加工工藝則蜂蜜芳香味就能得到很好地保留。但是無論是哪種加工工藝蜂蜜在蒸發器濃縮過程中均需要提供足夠的熱量維持蜂蜜中水分的蒸發。以8小時濃縮25噸含水量為30%的原蜂蜜加工成含水量為18% (42波美度)的成品蜂蜜為例需鍋爐提供的熱量如下:8小時濃縮25噸原蜂蜜，即要求每小時將原蜂蜜中375Kg的水分蒸發出來，如果進入蒸發器的原蜂蜜溫度為45°C，蒸發器真空表讀數為-0.096Mpa,則供熱鍋爐每小時必須提供大約22萬大卡的熱量。目前我國蜂業界蜂蜜加工單位幾乎都采用鍋爐供汽的辦法提供熱源，給蒸發器供汽的參數一般為0.3 0.5Mpa的飽和蒸汽，8小時濃縮25噸原蜂蜜就必須要產汽量為0.5噸/時的鍋爐不斷供熱，無論是以常規的燃煤方法，還是以燃油或燒天然氣的方法提供熱源，均需消耗可觀的能源。不僅如此，鍋爐效率較低，易造成污染，既浪費資源，又會對環境造成破壞。在當前能源價格不斷上漲以及對能源需求量的日益增長，節省能源成為社會共識，可持續發展理念的日益深入人心，保護生態環境的要求越來越高的時代背景下。如何提高蜂蜜濃縮的效率，節約蜂蜜濃縮的能耗，是行業技術發展的重點之一。但是行業長期以來也難以取得進展和突破。原因在于:蜂蜜濃縮無論如何都需要一定的加熱，同時加熱溫度又不能過高，避免營養活性物質失活。同時也不能為了高效地蒸發水分進行濃縮而提高濃縮工藝的真空度，因為那樣也會導致很多活性物質或者香氣成分的揮發。因此要提高蜂蜜濃縮的效率，降低濃縮能耗，是本領域技術人員長期以來的技術難題。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種高效節能的蜂蜜濃縮工藝及設備和生產系統。為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是:一種高效節能的蜂蜜濃縮工藝，其特征在于:將蜂蜜在蒸汽加熱的蒸發器中加熱濃縮，將濃縮產生的蒸汽經蒸汽壓縮式熱泵壓縮后用于給蒸發器加熱，重復用于蒸發濃縮蜂蜜；同時將蒸汽中的冷凝水分離排出。相應的，一種高效節能的蜂蜜濃縮設備，包括蒸發器，蒸發器連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器配合設置有蒸汽加熱室加熱，所述的蒸發器的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵連接，蒸汽壓縮式熱泵的出氣管與蒸發器的加熱室連通；力口熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。優選的，所述的蒸汽壓縮式熱泵、加熱室及適配管道由耐酸不銹鋼制成。一種高效節能的蜂蜜生產系統，包括蜂蜜濃縮設備，蜂蜜濃縮設備包括蒸發器，蒸發器連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器配合設置有蒸汽加熱室加熱，所述的蒸發器的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵連接，蒸汽壓縮式熱泵的出氣管與蒸發器的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。優選的，所述的蒸發器的進料管上設置預熱器。優選的，所述的預熱器上設置水浴加熱器，水浴加熱器的進水口與汽水分離器的排水口管道連通。優選的，所述的蜂蜜生產系統包括成品蜜保溫設備，成品蜜保溫設備包括儲蜜罐，儲蜜罐上設置水浴夾層，所述的水浴夾層的進水口與預熱器上的水浴加熱器的排水口管道連通。優選的，所述的蜂蜜生產系統包括原蜜溶化設備，原蜜溶化設備包括熱泵和溶蜜間，熱泵的熱風出口連通到溶蜜間。優選的，所述的原蜜溶化設備包括用于控制熱泵輸出熱風溫度、風量的控制器。優選的，所述系統中與蜂蜜或蒸汽、熱水直接接觸的部件采用不銹鋼材料。本發明的系統濃縮蜂蜜時，原蜜經預熱器預熱后進入蒸發器被加熱蒸發濃縮，產生的蒸汽經蒸汽壓縮式熱泵壓縮提高了壓力、溫度和焓值，然后送回蒸發器的加熱室中，作為加熱蒸汽用于繼續蒸發稀蜂蜜；被加熱的蜂蜜吸收其泛熱后又產生蒸汽再進入蒸汽壓縮式熱泵壓縮，如此不斷循環；濃度較稀的蜂蜜就逐漸被濃縮成所要求的濃蜂蜜。而蒸發器中蒸發出來的水分則通過汽水分離器或類似排水設備排出。蒸發器的加熱室僅靠蒸汽壓縮式熱泵提供的蒸汽不足以滿足加熱需要時，也可以補充從主管來的鍋爐蒸汽。汽水分離器分離出來的熱水溫度較高可以用于余熱蜂蜜或者作為成品蜜保溫使用，進一步節能降耗。本發明回收了蒸發器出來的蒸汽的熱量，并補充鍋爐蒸汽和蒸汽壓縮式熱泵壓縮后的蒸汽，用于將蜂蜜由稀濃度經不斷蒸發逐漸變成高濃度。雖然會增加一點蒸汽壓縮式熱泵的用電量，但是因為回收了蒸發器的蒸汽熱量，所以總體能耗還是顯著降低。并且加熱效率高，加熱器中也不會存在高溫、高真空度，避免蜂蜜營養成分的損失。


圖1是本發明的工藝流程圖；附圖標記:1、原蜜罐，2、蒸發器，3、蒸汽壓縮式熱泵，4、預熱器，5、輸送泵，6、蜂蜜輸送泵，7、儲蜜罐，8、原蜜輸送泵，9、熱泵，10、溶蜜間，U、溶蜜輸送泵。
具體實施例方式結合圖1所示的一種高效節能的蜂蜜濃縮工藝，核心在于將蜂蜜在蒸汽加熱的蒸發器2中加熱濃縮，將濃縮產生的蒸汽經蒸汽壓縮式熱泵3壓縮后用于給蒸發器2加熱，這樣重復利用蒸汽加熱濃縮蜂蜜；同時將蒸汽中的冷凝水分離排出。
相應的實現該工藝的具體設備的優選實施方式是:一種高效節能的蜂蜜濃縮設備，包括蒸發器2，蒸發器2連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器2配合設置有蒸汽加熱室加熱，所述的蒸發器2的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵3連接，蒸汽壓縮式熱泵3的出氣管與蒸發器2的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。這樣排出的水汽冷凝水能順暢排出，排出后可以用于蜂蜜預熱，或者排放。蜂蜜濃縮蒸發出來的蒸汽經蒸汽壓縮式熱泵3壓縮后重復利用，可以顯著節能。顯然，汽水分離器也可以設置在蒸發器2的出料管上或其它部位，實現汽水分離和排水的功能。因為蜂蜜蒸發的水汽具有一定的酸性，故將所述的蒸汽壓縮式熱泵3、加熱室及適配管道由耐酸不銹鋼制成。提高設備耐腐蝕性。利用該濃縮設備的整套高效節能的蜂蜜生產系統，也可以叫做成套設備，包括蜂蜜濃縮設備，蜂蜜濃縮設備包括蒸發器2，蒸發器2連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器2配合設置有蒸汽加熱室加熱，所述的蒸發器2的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵3連接，蒸汽壓縮式熱泵3的出氣管與蒸發器2的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。優選的是，所述的蒸發器2的進料管上設置預熱器4。預熱器4可以由電加熱或者蒸汽加熱或者與之等同的方式加熱。更好是所述的預熱器4上設置水浴加熱器，水浴加熱器的進水口與汽水分離器的排水口管道連通。這樣利用輸送泵5將加熱室分離出來的熱水循環用于預熱蜂蜜，既能提高蜂蜜的初始溫度，加快濃縮；又能利用熱水的預熱，節省能源。優選的，所述的蜂蜜生產系統包括成品蜜保溫設備，成品蜜保溫設備包括儲蜜罐7，儲蜜罐7上設置水浴夾層，所述的水浴夾層的進水口與預熱器4上的水浴加熱器的排水口管道連通。蜂蜜濃縮后經蜂蜜輸送泵6輸送到儲蜜罐7保溫。這樣加熱室分離出來的熱水利用效率更高。加熱器2分離出來的70 80°C的熱水，首先用于原蜜的預熱。然后，用于成品蜜的保溫。一機多用，不僅設備的利用效率高，而且高效節能。優選的，所述的蜂蜜生產系統包括原蜜溶化設備，原蜜溶化設備包括熱泵9和溶蜜間10，熱泵9的熱風出口連通到溶蜜間10。所述的原蜜溶化設備包括用于控制熱泵9輸出熱風溫度、風量的控制器。提高了設備的自動化水平。同時熱泵9將空氣壓縮升溫后送入溶蜜間10，提高蜂蜜溶化的速度。蜂蜜溶化后經溶蜜輸送泵11送到原蜜罐I暫存，然后濃縮時由原蜜輸送泵8輸送，在流經預熱器4時被預熱后，進入蒸發器2進行蒸發。將室外空氣通過熱泵9轉化為60°C以上的高溫熱風，供20 30m3的溶蜜間10進行原蜜溶化。該溶蜜間一次性可溶化5 IOt原蜜，溶蜜時間約18 24小時。更好的是，所述系統中與蜂蜜或蒸汽、熱水直接接觸的部件采用不銹鋼材料。例如耐腐蝕能力強的奧氏體不銹鋼。結合圖1所示，本發明優選的系統生產蜂蜜的流程:蜂蜜先在溶蜜間10被溶化，然后輸送到原蜜罐暫存，原蜜輸送泵8將原蜜罐I內的蜂蜜輸送，經預熱器4預熱進入外加熱式蒸發器2加熱室管程后被殼程的加熱蒸汽加熱而沸騰產生二次蒸汽，從蒸發器2出來的二次蒸汽進入蒸汽壓縮式熱泵經絕熱壓縮，溫度(溫度一般可升高20°C左右)、壓力升高后進入蒸發器2加熱室殼程，然后與管程內沸騰的蜂蜜形成足夠的傳熱溫差，而使蒸發器2內蜂蜜濃縮的過程得到維持。這過程只須補充一定量的壓縮功便可利用二次蒸汽的大量潛熱。壓縮后的二次蒸汽經蒸發器2加熱室冷凝后的冷凝水作為預熱器4的加熱介質，使其經壓縮后的二次蒸汽的泛熱得到完全的利用。即以少量高質能機械功，電能等，通過蒸汽壓縮式熱泵把大量的低溫位熱能轉化為有用的高溫位熱能加以利用，從而節省了大量的鍋爐產生的新蒸汽。由此可以看出，利用蒸汽壓縮式熱泵3組成的蜂蜜濃縮工藝流程的顯著優點是，雖然蒸汽壓縮式熱泵3利用電能補充一定的壓縮功代替了消耗大量的加熱蒸汽。但由于前者的熱效率高，故節省能源，然而電煤比價，電天然氣比價是決定壓縮式熱泵蒸發技術用于蜂蜜濃縮加工經濟效益高低的關鍵因素。無疑目前我國電煤比價偏高的情況下，機械壓縮式熱泵3用于蜂蜜濃縮時沸點升高不大的物料來說不僅合適而且能耗小經濟效益高。例如，采用MVR羅茨壓縮機系統的熱泵，蒸發一噸水能耗大約是傳統蒸汽濃縮工藝流程的1/6到1/5，運行成本只是傳統工藝的1/3到1/2。綜上所述，基于熱泵應用的超低能耗環保型蜂產品濃縮系統，也就是本發明的成套設備是蜂蜜加工領域的一場革命，能改善了車間的生產環境，蜂產品安全衛生、質量優良。因而，可有效保證蜂成品的衛生等級及質量等級，從而為企業帶來更好的經濟效益。并且應用熱泵到蜂蜜加工領域，解決本領域長期以來的技術難題，本身也具有極高的創造性。是值得國家有關部門重視和推廣的一項新技術。
權利要求
1.一種高效節能的蜂蜜濃縮工藝，其特征在于:將蜂蜜在蒸汽加熱的蒸發器(2)中加熱濃縮，將濃縮產生的蒸汽經蒸汽壓縮式熱泵(3 )壓縮后用于給蒸發器(2 )加熱，重復用于蒸發濃縮蜂蜜；同時將蒸汽中的冷凝水分離排出。
2.一種高效節能的蜂蜜濃縮設備，包括蒸發器(2)，蒸發器(2)連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器(2)配合設置有蒸汽加熱室加熱，其特征在于:所述的蒸發器(2)的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵(3)連接，蒸汽壓縮式熱泵(3)的出氣管與蒸發器(2)的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。
3.根據權利要求1所述的高效節能的蜂蜜濃縮設備，其特征在于:所述的蒸汽壓縮式熱泵(3)、加熱室及適配管道由耐酸不銹鋼制成。
4.一種高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:包括蜂蜜濃縮設備，蜂蜜濃縮設備包括蒸發器(2)，蒸發器(2)連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器(2)配合設置有蒸汽加熱室加熱，所述的蒸發器(2)的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵(3)連接，蒸汽壓縮式熱泵(3)的出氣管與蒸發器(2)的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。
5.根據權利要求4所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述的蒸發器(2)的進料管上設置預熱器(4)。
6.根據權利要求5所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述的預熱器(4)上設置水浴加熱器，水浴加熱器的進水口與汽水分離器的排水口管道連通。
7.根據權利要求6所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述的蜂蜜生產系統包括成品蜜保溫設備，成品蜜保溫設備包括儲蜜罐(7)，儲蜜罐(7)上設置水浴夾層，所述的水浴夾層的進水口與預熱器(4)上的水浴加熱器的排水口管道連通。
8.根據權利要求7所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述的蜂蜜生產系統包括原蜜溶化設備，原蜜溶化設備包括熱泵(9)和溶蜜間(10)，熱泵(9)的熱風出口連通到溶蜜間(10)。
9.根據權利要求8所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述的原蜜溶化設備包括用于控制熱泵(9)輸出熱風溫度、風量的控制器。
10.根據權利要求4到9中任意一項所述的高效節能的蜂蜜生產系統，其特征在于:所述系統中與蜂蜜或蒸汽、熱水直接接觸的部件采用不銹鋼材料。
全文摘要
本發明涉及蜂蜜加工，目的是提供一種高效節能的蜂蜜濃縮設備，設備包括蒸發器，蒸發器連接進料管、出料管和用于將蒸發出來的水汽排出的排氣管，蒸發器配合設置有蒸汽加熱室加熱，其特征在于所述的蒸發器的排氣管與蒸汽壓縮式熱泵連接，蒸汽壓縮式熱泵的出氣管與蒸發器的加熱室連通；加熱室上設置用于排出冷凝水的汽水分離器。本發明回收了蒸發器出來的蒸汽的熱量，用于將蜂蜜由稀濃度經不斷蒸發逐漸變成高濃度。雖然會增加一點蒸汽壓縮式熱泵的用電量，但是因為回收了蒸發器的蒸汽熱量，所以總體能耗還是顯著降低。
文檔編號B01D1/00GK103111082SQ201310040999
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月3日 優先權日2013年2月3日
發明者丁映淮 申請人:云南丁氏蜂業工貿有限公司