文鑫、陳雨參加了本文工作。

相關基礎內容請參見冷熱平臺前面文章。

基本結構

傾斜流道表面蒸發(fā)技術可以實現熱敏料液的快速濃縮（如10~300秒）且沒有料液因細微霧滴等造成的有益物質損耗，可考慮的基本結構之一如下圖所示。

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

實際應用時，流道組件數目、傾斜角度、空間造型、材料表面特性等可以調整，從而可以使料液在流道表面以適宜的流速流動。

概要設計

采用第1182篇的參數，近似認為料液濃縮過程中熱物性變化不大（實際應用中大幅度濃度變化時熱物性也會有很大變化，通常需要通過軟件進行精細計算）。

料液濃縮過程中，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，無因次；

m_NY為濃縮液流量，g/s；

x_NY為濃縮液濃度，無因次；

M_w為濃縮過程中需要排出水分的速率，g/s。

設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，濃縮過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篇概算數據，采用10個流道組件時的濃縮速率約0.43 g/s，則達到上述濃縮效果需要的流道組件數目約：

(1.4/0.43)*10=33

料液流過每個流道組件的時間為10秒，則由原料液變?yōu)闈饪s的總時間約330秒。

實際應用時，需要對關鍵參數進行優(yōu)化，可使料液厚度大于0.1mm，水分排速率遠大于1182篇概算值，料液濃縮時間也遠低于上述概算值。