Тэг: выпаривание

Выпаривание и вакуумно-выпарные установки

Мы предлагаем широкий ассортимент вакуумно-выпарных установок, которые предназначены для очистки и рециркуляции сточных вод в различных отраслях промышленности.

Выпаривание - это чистый процесс, который не добавляет загрязняющих веществ к тем, которые уже присутствуют в обрабатываемых жидкостях. Оборудование занимает мало места, относительно просто в обслуживании и служит в течение длительного времени. Кроме того, полученный конденсат, как правило, высокого качества, что позволяет повторно использовать его во многих промышленных процессах или утилизировать без проблем с загрязнением.

Что же такое вакуумное выпаривание?

Вакуумное выпаривание - это метод очистки сточных вод, который отделяет воду от загрязняющих веществ в условиях отрицательного давления. Вакуумное выпаривание идеально подходит для очистки и / или рециркуляции сточных вод в различных отраслях промышленности, таких как обработка металлов давлением, производство продуктов питания и напитков, фармацевтика, химия и многих других. Его можно комбинировать с другими процессами, такими как обратный осмос, для создания полноценной системы очистки сточных вод.

Для проведения технологического процесса вакуумного выпаривания применяется специальное оборудование - вакуумно-выпарная установка (ВВУ, вакуумный испаритель).

Для чего используются вакуумно-выпарные установки?

Вакуумно-выпарные установки позволяют очищать промышленные сточные воды путем отделения водной фазы от технологических загрязнений, простым доведением исходного раствора до кипения и конденсацией образующегося пара в виде дистиллированной воды. Они используются для очистки сточных вод и регенерации содержащейся в них воды, уменьшая количество отходов, подлежащих утилизации.

Дистилляция происходит в котле, находящемся под вакуумом, чтобы довести раствор до точки кипения при температуре 35-38 °C. Полученный дистиллят имеет характеристики, аналогичные деминерализованной воде, и поэтому может быть повторно использован в производственном процессе. Вакуумные испарители позволяют извлекать в виде дистиллята около 90-95% очищенных сточных вод.

Когда вакуумные испарители являются лучшим выбором для промышленных предприятий?

Вам стоит выбрать вакуумно-выпарную установку для очистки ваших сточных вод, если вы хотите:

• внедрить систему низко- или вовсе безотходного производства;
• утилизировать ресурсы, растворенные в ваших сточных водах, и добиться экономии средств;
• увеличить дебет доступной воды при ее нехватке, повторно используя воду;
• свести к минимуму объем отходов и значительно снизить затраты на их утилизацию;
• получать доход за счет преобразования отходов в побочные продукты;
• уменьшить потребность в хранении больших объемов отходов;
• сократить выбросы при транспортировке отходов;
• неукоснительно соблюдать строгие правила сброса сточных вод.

Какие типы сточных вод обрабатывают в ВВУ?

Вакуумно-выпарные установки ВВУ являются конкурентоспособным и эффективным решением для очистки сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, которые особенно трудно отделить от воды. Обычно это сточные воды, которые невозможно очистить традиционными методами, такими как биологические, физические или химические процессы. Обычно это происходит, когда сточные воды содержат:

• рассолы с очень высокой концентрацией солей;
• небиодеградируемые соединения;
• вещества, токсичные для микроорганизмов;
• промывочная вода;
• фильтрат со свалок;
• сточные воды от литья под давлением;
• эмульсии;
• используемые технологические растворы и фиксирующие средства;
• концентраты процессов мембранного разделения;
• промывочная вода из реакторов, смесителей и резервуаров;
• элюаты из промывочных ионообменных смол и т. д.

Помимо очистки сточных вод, наши вакуумно-выпарные установки ВВУ также широко используются в пищевой промышленности для концентрирования многих видов веществ, чувствительных к нагреванию: для концентрирования фруктовых соков, производства сгущенного молока, удаления спирта для получения безалкогольного пива и т. д.

Принцип работы вакуумно-выпарных установок

Сточные воды подаются рабочую емкость для выпаривания и нагреваются до тех пор, пока молекулы воды не превратятся в пар. Загрязняющие вещества остаются, а образовавшийся пар собирается, охлаждается и конденсируется в теплообменнике, после чего отводится в сборник конденсата. Вся система работает в условиях вакуума, поэтому сточные воды обрабатывают при более низких температурах. Другими словами, основная операция основана на доведении сточных вод до температуры кипения, которая при работе в условиях вакуума составляет около 40°C. Когда сточные воды начинают закипать, образующийся пар конденсируется и удаляется из системы, в то время как в рабочую емкость вакуумно-выпарной установки поступает следующая партия стоков. Подаваемые сточные воды должны быть предварительно нагреты, чтобы процесс испарения продолжался. Технология, с помощью которой сточные воды нагреваются, часто определяет тип вакуумно-выпарной установки. Мы готовы предложить вам наиболее подходящее оборудование для выпаривания.

Очищенная вода (дистиллированная), выделенная из жидких отходов, имеет высокое качество, что позволяет перерабатывать ее на заводе для различных применений (производство, охлаждение и т.д.), сокращая потребление водопроводной или артезианской технологической воды.

Многокорпусные вакуумно-выпарные установки

Эта технология состоит из набора соединенных между собой испарителей, в которых разрежение постепенно увеличивается от первого к последнему. Во-первых, при этом снижается температура кипения, а это означает, что пар, образующийся в испарителе (ступени, корпусе, эффекте), можно использовать в качестве теплоносителя для последующего испарителя, создавая эффект каскада.

В таких испарителях в качестве источника энергии используется горячая вода или пар из внешнего контура, что позволяет максимально использовать избыточные остаточные потоки тепла. Обычно это агрегаты, состоящие из одной (испаритель однократного действия), двух (испаритель двойного действия) или трех (испаритель тройного действия) ступеней.

В одноступенчатых вакуумно-выпарных установках энтальпия образующегося пара не используется, поскольку этот пар не применяется в качестве греющего агента. Однако его можно использовать во второй ступени, если раствор, содержащийся в последнем, имеет достаточно низкую температуру кипения, чтобы разница температур между греющим паром и кипящим раствором обеспечивала требуемый поток тепла.

В трехступенчатых вакуумно-выпарных установках пар, образующийся на первой ступени выпаривания, используется в качестве нагревающего агента во второй, где он конденсируется при температуре, превышающей температуру кипения испаряемой в ней жидкости. Пар, образующийся во второй ступени, далее отводится в третью, где он конденсируется при температуре, превышающую температуру кипения находящегося в ней раствора (суспензии, эмульсии). Водяной пар, образующийся в третьей ступени, конденсируется в холодном теплообменнике (конденсаторе), подключенном к вакуумной системе.

Их главное преимущество перед однокорпусными (одноступенчатыми) вакуумно-выпарными установками заключается в экономии теплоносителя. Для обработки больших потоков это один из наиболее конкурентоспособных вариантов с финансовой точки зрения.

Преимущества наших вакуумно-выпарных установок ВВУ

Вакуумно-выпарные установки ВВУ, произведенные на нашем предприятии, обладают рядом привлекательных преимуществ:

• надежная конструкция;
• простота в эксплуатации;
• занимают мало места;
• чистые и безопасные технологии;
• энергоэффективные, так как расходуют мало энергии;
• высокоавтоматизированные, требующие минимального контроля;
• различные варианты под потребности заказчика: периодического или непрерывного действия, с паровым или водяным обогревом, с перемешиванием и без него, одноступенчатые и многоступенчатые, любой производительности, в любом исполнении и т.д.

Наша компания проектирует и устанавливает вакуумные испарители для очистки промышленных сточных вод. Мы настраиваем каждую вакуумно-выпарную установку, чтобы обеспечить нашим клиентам большую эффективность и долговечность, чем у любого другого производителя оборудования.

Промышленные вакуумно-выпарные установки являются наилучшей технологией для внедрения системы с нулевым сбросом жидкости, при которой сточные воды преобразуются в два потока, один из которых содержит твердые отходы с ресурсами повторного использования (в основном сырье и побочные продукты), а другой - высококачественную воду, которую тоже можно использовать повторно.

Мы можем поставить систему нулевого сброса жидкости, которая позволит вашей компании достичь следующих целей:

• повторное использование 98% воды;
• извлечение ценного сырья и побочных продуктов из растворенной воды
• сведем к минимуму количество отходов, подлежащих утилизации.

Почему следует обратить внимание на вакуумно-выпарные установки ВВУ?

Правила сброса (утилизации жидких отходов) становятся все более строгими, и это приводит к увеличению затрат на утилизацию. Это влечет за собой новую проблему для производителей, которые обязаны соответствовать новым нормам  и максимально приближать к ним параметры своих производственных процессов.

Вакуумная выпарная установка является решением этих задач, поскольку представляет собой высокоэффективную технологию очистки промышленных сточных вод:

• восстанавливает более 95% чистой воды, которую можно использовать повторно
• извлекают ценные побочные продукты, которые могут быть проданы или использованы повторно
• сводит к минимуму объем утилизируемых отходов, благодаря высокой способности концентрировать загрязняющие вещества.

Вакуумное испарение не только решает утилизационные задачи, но и позволяет снизить затраты на транспортировку, а также затраты на рабочую силу и химические реагенты, поскольку эта технология может работать автоматически и не требует особого контроля.

Наши промышленные вакуумные испарители являются отличным выбором для производственных процессов по сокращению количества производственных стоков, а также по минимизации их загрязняющего эффекта.  

В чем польза вакуумного испарителя?

Вакуумный испаритель – это универсальное оборудование, которое способно максимально быстро и при низкой температуре обработки удалять влагу из жидкого сырья, состоящего из летучих и нелетучих веществ. При этом летучие вещества выпариваются и удаляются из системы, а нелетучие или слаболетучие образуют готовый концентрированный продукт.

Вакуумные испарители используются, в основном, для удаления влаги из продуктов в ходе производственных процессов, а также для очистки и рекуперации сточных вод. Эта технология особенно эффективна в таких отраслях, как производство продуктов питания и напитков, фармацевтика и химическая промышленность, где ее можно комбинировать с другими процессами, такими как обратный осмос, а также для создания комплексной системы очистки сточных вод.

Преимущества вакуумных испарителей

Наши вакуумные испарители (вакуумно-выпарные установки) обладают рядом преимуществ:

• эффективность. Вакуумные испарители обеспечивают превосходный уровень удаления влаги, что делает конечный концентрированный продукт способным к длительному хранению и легкой транспортировке;
• простота. Процесс вакуумного выпаривания влаги в наших вакуумно-выпарных установках прост и удобен;
• надежность. Эти системы не требуют кропотливого технического обслуживания;
• экономическая эффективность. Они потребляют небольшое количество энергии;
• экологичность. Процесс обеспечивает низкий уровень выбросов углекислого газа;
• универсальность. Вакуумные испарители позволяют обрабатывать широкий ассортимент самых разнообразных видов жидкого сырья, в том числе опасные и трудно обрабатываемые;
• нулевой сброс жидкости. Дистиллят можно рекуперировать и перерабатывать в технологическую среду, помогая заводам выполнять обязательства по сбросу и обеспечивая потенциальный источник дохода;
• извлечение компонентов. Ценные материалы могут быть извлечены и переработаны, включая драгоценные металлы или активные фармацевтические ингредиенты.

Применение в производстве

Вакуумное испарение также используется в производственных процессах для удаления воды из продуктов. Это особенно актуально в отраслях, где конечный продукт должен быть в подсушенном состоянии, таких как фармацевтика или некоторые пищевые продукты. Этот процесс часто предшествует сушке порошка, кристаллизации и гранулированию веществ, гарантируя, что конечный продукт соответствует стандартам качества.

Лабораторное и исследовательское применение

В меньших масштабах вакуумные испарители используются в лабораториях для тестирования промышленных образцов, требующих особого подхода. Они необходимы в фармацевтической и биотехнологической промышленности, а также в химических лабораториях, где проводятся интенсивные исследования. Вакуумный испаритель обычно включает в себя конденсатор, дистилляционную колбу, сборный сосуд и нагревательную рубашку, что облегчает точный контроль процесса выпаривания.

Подводя итог, можно сказать, что вакуумные испарители являются универсальным инструментом, используемым в различных отраслях промышленности благодаря своей эффективности, простоте и экономичности при очистке сточных вод и удалении воды из продуктов в процессе производства. Возможность работы в условиях вакуума не только повышает их производительность, но и делает их экологически чистыми и стабильными в работе.

Очистка и рекуперация сточных вод

Вакуумное выпаривание - это метод, который отделяет воду от загрязняющих веществ с высокой температурой кипения. В этом процессе сточные воды подаются в камеру кипячения и нагреваются до тех пор, пока молекулы воды не превратятся в пар. Загрязняющие вещества остаются позади, а пар собирается, охлаждается и конденсируется в теплообменнике. Система работает в условиях вакуума, что позволяет сточным водам кипятиться при более низких температурах, снижая потребление энергии и делая процесс более экологичным.

Откройте для себя возможности вакуумных испарителей вместе с нами!

Вы готовы революционизировать свои процессы производства? Наши вакуумные испарители отличаются непревзойденной эффективностью, простотой и экологичностью, обеспечивая экономичность и экологичность вашей работы. Независимо от того, работаете ли вы в фармацевтической промышленности, производстве продуктов питания и напитков или химической промышленности, наши передовые технологии помогут вам добиться нулевого расхода растворителя, извлекать ценные компоненты и поддерживать высокие стандарты качества. Не упустите возможность улучшить свои лабораторные исследования или промышленное производство с помощью наших надежных и универсальных решений. Если вы хотите купить вакуумный испаритель, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как наше оборудование может преобразовать ваш рабочий процесс и внести вклад в перспективное будущее!

Методы концентрирования

Концентрирование сока – это процесс удаления определенной части воды из фруктовых, ягодных, овощных и травяных соков. Концентрирование сока в основном осуществляется в следующих целях:

• снижение активности воды сока;
• минимизация затрат на упаковку;
• оптимизация хранения, транспортировки и обращения;
• стабилизация сока.

Методы концентрирования фруктовых соков требуют тщательного выбора и глубокого понимания соответствующих теорий или рациональности. Неправильный выбор условий процесса концентрирования может оказать неблагоприятное воздействие на органолептические и питательные свойства конечного продукта и/или привести к увеличению производственных затрат. Применяется широкий спектр методов концентрирования фруктовых соков, часто основанных на термическом испарении (выпаривании), сублимационной или вакуумно-импульсной сушке, мембранной фильтрации/дистилляции, прямом/обратном осмосе. Выбор способа концентрирования зависит исключительно от природы и состояния сока и степени концентрирования.

Выпарной котел

Это самые простые и самые старые типы испарителей, но они до сих пор часто используются для концентрирования соков, соусов, джемов и кондитерских изделий из-за их легкой установки,­  масштабируемости, технического обслуживания и меньших капитальных затрат. Эти испарители представляют собой полусферические корпуса (чаны, часто изготавливаемые из нержавеющей стали), которые нагреваются за счет пара или перегретой воды. Во время работы потоки пара движутся вокруг сосуда через пространство между внешней и внутренней чашами при несколько более высоком давлении, передавая тепло упариваемому соку. Температура фруктового сока повышается за счет теплопроводности, и вода испаряется. Концентрированные соки сбрасываются через выходное отверстие на дне чана; в противном случае его можно периодически наклонять для подачи концентрированного продукта в технологический поток. Несмотря на то, что с ними очень легко обращаться, такие испарители подходят только для выпаривания термически стабильных продуктов.­

Вакуум-выпарной аппарат

Концентрация сока кипячением в вакууме для испарения определенной части природной воды является единственным методом, пригодным для промышленного производства концентратов фруктовых соков. Выпарные аппараты с мешалкой подходят для концентрирования фруктового сока или пюре для приготовления концентрата или пасты. Эти испарители часто изготавливаются в виде цилиндра с верхней и нижней полусферическими крышками из нержавеющей стали. Такие выпарные аппараты также комплектуются якорными и лопастными мешалками. В качестве теплоносителя используется пар или горячая воды, которые находятся в паровой рубашке нижнего кожуха. Пары воды, удаляемые из продукта, конденсируются в конденсаторе. Закрытые выпарные аппараты работают под вакуумом, поэтому вода из сока испаряется в диапазоне температур около 40-70°C. Как и открытые чанные выпарные аппараты, они имеют сравнительно небольшую производительность, но отлично подходят для малых и средних современных технологичных производств пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.

Закрытый выпарной аппарат с мешалкой, работающий под вакуумом, поставляется в составе линии для производства водно-спиртовых экстрактов из лекарственного и плодово-ягодного сырья.

Выпарная установка

Вакуумно-выпарная установка (выпарная станция) – это оборудование для термического удаления части воды из фруктовых соков в условиях вакуума при температурах, ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении.

Выпаривание можно проводить порциями или непрерывно для получения требуемых концентрированных жидкостей, поддающихся перекачиванию.­

В однокорпусных термических испарителях теплоносителем обычно является пар или водяной пар, поэтому для испарения 1 кг/ч воды потребуется 1 кг/ч свежего пара. С другой стороны, многоступенчатые выпарные установки (испарители) используют соковые пары с предыдущей стадии в качестве теплоносителя для выпаривания воды из сока при более низкой температуре. (Эта архитектура зарубежом известна как «эффект»). Таким образом, «многоступенчатые» испарители были разработаны для эффективного использования тепловой энергии. В многокорпусном испарителе сок обрабатывается в несколько этапов, каждый из которых проходит при более низком давлении, чем предыдущий, или занимает большую площадь поверхности. Поскольку температура кипения воды уменьшается с уменьшением давления или скорость испарения увеличивается с увеличением площади поверхности, пары, выкипевшие на одной ступени, можно использовать для испарения на следующей.­­

В целом разница температур на каждый следующий «эффект» уменьшается. Следовательно, поверхности испарения подбираются и давления в отдельных «эффектах»­ регулируются для достижения требуемой скорости испарения. Поскольку фруктовые соки содержат деликатные питательные вещества, такие как термолабильные витамины и флавоноиды, испарители должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечить желаемое испарение воды за счет минимальной термической обработки сока. Кипячение сока в условиях вакуума достигается при гораздо более низкой температуре, чем при нормальных атмосферных условиях.­

Рекомпрессия пара

Испарители на основе термической рекомпрессии пара являются энергоэффективными. Они откачивают пары первого «эффекта» (термокомпрессии) для повторного использования для нагревания. Эти испарители редко используются для концентрирования фруктового сока и в основном применяются для опреснения воды. Основным преимуществом парокомпрессионных испарителей является то, что они работают с более высокой экономией пара, т.е. двухступенчатый испаритель будет потреблять на 33% меньше пара, чем обычный испаритель. На практике лишь небольшая часть паров из испарителя сжимается в термокомпрессоре, а остальные конденсируются в следующем корпусе или конденсаторе. Термокомпрессор обычно применяется в однокорпусном испарителе или во время первого такта двух- или трехкорпусного испарителя для снижения расхода энергии. По сравнению с механической рекомпрессией испарители с термической рекомпрессией более применимы к жидкостям с низким повышением температуры кипения и низкими и умеренными перепадами температур в теплообменнике для минимизации степени сжатия.

Выпарной аппарат с восходящей или падающей пленкой

В пластинчатых испарителях с поднимающейся или падающей пленкой тонкие пленки фруктового сока поднимаются или спускаются по пластинами, что позволяет процессу испарения происходить быстрее при более низких температурах. Эти типы  испарителей в основном используются там, где выпариваемый фруктовый сок не может выдерживать длительное воздействие повышенных температур. Последняя форма этих испарителей состоит из трубчатого теплообменника с латерально или концентрически расположенным центробежным сепаратором. Во время работы сок подается на верхнюю часть нагревательных трубок и непрерывно распределяется тонкими пленками, падая вниз. Пленки, падающие вниз, быстро испаряются и, наконец, отделяются в центробежном каплеуловителе на дне. Следует следить за тем, чтобы все трубки были равномерно сбрызнуты соком, иначе на тонкой пленке образуются сгустки и пятна (пригары). Этот тип выпарного аппарата используется для переработки сока, где требуется малое время пребывания и температура ниже 90°C.­

Есть несколько модификаций пленочных испарителей. Например, пластинчатые испарители обеспечивают более высокую скорость испарения при более коротком времени пребывания и широко используются для термочувствительных продуктов. Скребковые испарители часто используются для концентрирования высоковязких продуктов, таких как томатное пюре.

Криоконцентрирование (криоконцентрация)

Концентрирование фруктового сока — это способ уменьшить объем сока, чтобы избежать затрат на транспортировку и хранение. Считается, что криоконцентрация является эффективным способом обезвоживания биологических материалов без нарушения их целостности. Этот метод включает удаление чистой воды в виде кристаллов льда при температуре ниже нуля и особенно подходит для концентрирования или разделения термочувствительных биологических соединений, таких как витамины, белки, антоцианы и другие полифенолы, ликопин и ароматические соединения.

Одноступенчатая установка концентрирования состоит из кристаллизатора и промывной колонны. Кристаллизатор представляет собой большой сосуд с поверхностными теплообменниками, часто заключенными в капсулу с охлаждающими змеевиками или циркулирующим хладагентом. Внешние стенки охлаждаются циркулирующим хладагентом для образования льда и роста кристаллов, происходящих внутри кристаллизатора. Обеспечивая достаточное время пребывания, кристаллы льда растут до оптимальных размеров для эффективного разделения. В промывной колонне концентрированная жидкость эффективно отделяется от кристаллов льда. Слой спрессованных кристаллов льда промывают растворяющимся льдом для удаления всех следов концентрированной жидкости. Криоконцентрация гарантирует, что в концентрате останутся все исходные характеристики исходного сырья. В отличие от термического испарения, криоконцентрация практически не влияет на вкус, аромат, цвет или питательные вещества сокосодержащих продуктов. Кроме того, уровень концентрации, который может быть достигнут при замораживании, выше, чем при обратном осмосе, но ниже, чем при кипячении в вакууме. Однако из-за очень высоких капитальных затрат, сложного контроля роста кристаллов льда в течение длительного времени (ограничение производительности), большого потребления энергии из-за безостановочного вращения скребковых лезвий и потерь твердых частиц из-за того, что сок «цепляется» за кристаллы льда, популярность криоконцентрирования мала. Этот метод обычно применяется для ценных соков или экстрактов.

Установка мембранной фильтрации

Продолжающийся в настоящее время энергетический кризис во всем мире побудил промышленников и ученых-пищевиков пересмотреть методы обезвоживания и придумать энергоэффективную технологию концентрирования, известную как технология мембранной фильтрации. Она вызывает относительно меньшую потерю питательных свойств, особенно витаминов и фитонутриентов.

Одной из многообещающих альтернатив мембранной технологии является обратный осмос, но он не может удовлетворить концентрации, обычно превышающую 25—30° по шкале Брикса. Вторым недостатком является малый срок службы мембран. Мембраны приходится часто подвергать мойке от загрязнений продуктом, из-за чего они быстро выходят из строя. Третий, самый существенный недостаток – высокая стоимость мембранных элементов.

Установка мембранной дистилляции

Мембранная дистилляция — это недавно внедренный процесс, в котором используется микропористая гидрофобная мембрана для разделения двух водных растворов, поддерживаемых при разных температурах. В этом методе поток чистой воды движется из раствора с более высокой температурой в раствор с более низкой температурой. Ключевой особенностью этого потока является то, что он протекает при атмосферном давлении и продолжается при температурах, значительно более низких, чем точки кипения обоих растворов. Мембраны обычно состоят из политетрафторэтилена, поливинилдифторида и полипропилена. Тонкие мембраны с большей пористостью, выполненные в виде спиральной намотки или полого волокна, обеспечивают более высокую скорость потока. Поскольку мембранная дистилляция происходит при обычном давлении и температуре, значительно более низких, чем при обычном выпаривании, эта методология может быть эффективно применена для концентрированных соков, чувствительных к высокой температуре и высокому осмотическому давлению. Концентрация фруктового сока, рабочая температура, скорость потока и вязкость сока влияют на поток пермеата. Использование мембран с открытой волокнистой структурой обеспечивает относительно хорошее удержание летучих ароматизаторов в сравнении с мембранами с дискретными порами.­

Концентрирование прямым осмосом

Концентрация прямым осмосом является еще одним популярным дополнением к мембранному процессу, который работает при низкой температуре и давлении и способен сохранять первоначальный вкус и органолептические характеристики фруктовых соков. При концентрировании прямым осомосом градиент осмотического давления устанавливается между фруктовым соком и раствором осмотического агента, поддерживаемого через полупроницаемую мембрану, поэтому вода перетекает из сока в гигроскопичный, нетоксичный, инертный осмотический агент (раствор высокого осмотического давления), не влияющий на вкус, цвет, или запах сока. Как правило, твердые вещества с меньшей молекулярной массой, когда они присутствуют в более высоких концентрациях, обеспечивают более высокое осмотическое давление. В этом контексте в качестве осмотических агентов часто используются хлорид натрия, тростниковая патока, кукурузный сироп, сахароза или глицерин. На практике растворы осмотических агентов должны обеспечивать осмотическое давление выше, чем концентрированный фруктовый сок. Например, кукурузный сироп на основе фруктозы/глюкозы (примерно 74° по шкале Брикса) часто используется в качестве осмотического агента для быстрого турбулентного потока без слишком большого перепада давления и поляризации концентрации, а также с относительно более длинной зоной контакта с мембраной без загрязнения.­

Повышение температуры сырья ускоряет трансмембранный поток. Технология эффективно применялся для концентрирования ананасового сока до 60°Brix при комнатной температуре.­

Концентрация обратным осмосом

Явление естественного течения растворителя из раствора с низкой концентрацией растворенного вещества в раствор с высокой концентрацией через полупроницаемую мембрану, препятствующую прохождению растворенных веществ, но позволяющую растворителю проходить сквозь нее, называется осмосом. Когда давление, действующее на раствор с высоким значением Брикса, превышает осмотическое давление, растворитель движется в обратном направлении через полупроницаемую мембрану. Точно так же, когда давление, приложенное к соку значительно превышает осмотическое давление, вода, содержащаяся в соке, движется в противоположном направлении через полупроницаемую мембрану. Удаление воды из сока приводит к концентрированию сока. С механистической точки зрения для переноса растворенных веществ и воды через мембрану обратного осмоса приняты две теории, т. е. теория преимущественной сорбции и диффузии раствора. Согласно первой теории растворенное вещество и растворитель проходят через мембрану путем диффузии, тогда как вторая теория предполагает, что растворенное вещество и растворитель сначала адсорбируются на поверхности мембраны, прежде чем пройти через мембрану. В целом, по мере удаления воды и отторжения растворенного вещества и накопления его на поверхности мембран поток воды падает из-за увеличения осмотического давления сырья и концентрационного поляризационного воздействия. Они считаются основными факторами, вызывающими ухудшение потока. Эти препятствия могут быть устранены путем изменения рабочих условий, таких как давление подачи, концентрация, температура, скорость поперечного потока, а также путем создания турбулентности, обратной промывки/промывки и импульсного потока.­­

Примеры концентрирования

Фруктовые соки, такие как яблочный и виноградный, жидкие по своей природе, и их можно концентрировать в пять-семь раз. Приблизительно из 100 кг сока прямого отжима можно получить 15–20 кг концентрированного сока. Фруктовые соки, содержащие больше пектиновых соединений и клетчатки, по своей природе вязкие, и их можно концентрировать только в два-три раза.

Яблочный сок очень чувствителен к теплу, поэтому для концентрирования сока в основном используются методы многоступенчатого выпаривания или криоконцентрации с системами извлечения эссенции. В многокорпусном испарителе яблочный сок с 10—12 °Bx выпаривают до 20—25 °Bx при температуре около 90°С и извлекают аромат методом фракционной перегонки. Концентрат с 25 °Bx далее упаривают до 40—45 °Bx, повышая температуру до 100°С. На третьем этапе концентрат с 45 °Bx доводят до 45°C и упаривают до 50—60 °Bx при пониженном давлении. Наконец, концентрат дополнительно упаривают до 70—71° по шкале Брикса, поддерживая сок при температуре 45°С. Конечный продукт охлаждают до 5°C и стандартизируют до 70° Bx перед окончательной упаковкой.­