文鑫、陳雨參加了本文工作。

相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容請(qǐng)參見冷熱平臺(tái)前面文章。

基本結(jié)構(gòu)

傾斜流道表面蒸發(fā)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)熱敏料液的快速濃縮（如10~300秒）且沒(méi)有料液因細(xì)微霧滴等造成的有益物質(zhì)損耗，可考慮的基本結(jié)構(gòu)之一如下圖所示。

圖中多個(gè)流道組件上下分層布置。原料液從上端第一個(gè)流道組件的始端進(jìn)入流道，沿流道流至尾端后向下流到下面一個(gè)流道組件的始端，到這個(gè)流道尾端再向下流至下面一個(gè)流道組件的始端；如此料液不斷流過(guò)多個(gè)流道組件，其中的水分不斷被蒸發(fā)排出，到最下一個(gè)流道組件尾時(shí)變?yōu)闈舛冗_(dá)到設(shè)定值的濃縮液并流入濃縮液罐。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，流道組件數(shù)目、傾斜角度、空間造型、材料表面特性等可以調(diào)整，從而可以使料液在流道表面以適宜的流速流動(dòng)。

概要設(shè)計(jì)

采用第1182篇的參數(shù)，近似認(rèn)為料液濃縮過(guò)程中熱物性變化不大（實(shí)際應(yīng)用中大幅度濃度變化時(shí)熱物性也會(huì)有很大變化，通常需要通過(guò)軟件進(jìn)行精細(xì)計(jì)算）。

料液濃縮過(guò)程中，流量和濃度滿足如下方程：

m_YYx_YY=m_NYx_NY

M_w=m_YY-m_NY

式中：

m_YY為原料液流量，g/s；

x_YY為原料液濃度，無(wú)因次；

m_NY為濃縮液流量，g/s；

x_NY為濃縮液濃度，無(wú)因次；

M_w為濃縮過(guò)程中需要排出水分的速率，g/s。

設(shè)果汁原料液初始濃度為8%，流量為3g/s（料液流道料液厚度0.1mm，流速0.1m/s）；要求濃縮液濃度為15%時(shí)，濃縮過(guò)程需要排出的水分速率約為：

3*0.08=0.15m_NY

m_NY =1.6 g/s

M_w=3-1.6=1.4 g/s

參考第1182篇概算數(shù)據(jù)，采用10個(gè)流道組件時(shí)的濃縮速率約0.43 g/s，則達(dá)到上述濃縮效果需要的流道組件數(shù)目約：

(1.4/0.43)*10=33

料液流過(guò)每個(gè)流道組件的時(shí)間為10秒，則由原料液變?yōu)闈饪s的總時(shí)間約330秒。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可使料液厚度大于0.1mm，水分排速率遠(yuǎn)大于1182篇概算值，料液濃縮時(shí)間也遠(yuǎn)低于上述概算值。