第八章 食品浓缩设备.ppt(5)

食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 加热器的加热片用不锈钢板冲压而成，板厚1～1．5毫米，片与片由两端压板及上下拉杆压紧，片的四周用橡胶垫圈。以保持密封，同时使片与片之间形成蒸汽与料液流动通道。一般由四片传热片组成一组。料液由泵强制通入加热器体，由片1与2之间上升，然后从片3与4之间下降。加热蒸汽则通入片2、3之间和1、4之间，通过片壁时料液加热，然后冷凝而排除。料液被加热后，部分水分蒸发为二次蒸汽与浓缩液，一起进入底部通道，引入蒸发分离室进行分离。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 (2)传热板 冲压而成的矩形不锈钢薄板，壁厚0.5~2mm [长宽比在（3~4）:1] 。 每块板一侧沿四周及圆孔嵌有耐高温密封圈。有流体入口、分布区、传热区、收集区和流体出口。 每块板一侧通过密封圈结构安排成同时只有两孔与传热区相通。 板的上下两端中部开有相同的导轨槽口，因此根据需要可将传热板颠倒安排。 板间距取决于密封圈的厚度、传热区波纹形式和加工精度，一般在3~8mm之间。 每个板片都有5个孔,分别是:上部的蒸汽孔、两个料液进孔（以便料液在整个板片均匀分布）、二次蒸汽和浓缩料液的出口通道、不凝结气体和冷凝水出口；板片类型：固定压紧板、1#、2#、3#、4#板，以每四个板片为一组，根据处理量，调节板片数量； 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 降膜式板式蒸发器 构成如图图所示。

加热板全为降膜式。 料液从加热器左上侧进入后分两路均匀地分布在各加热片上。 料液流道两侧为加热蒸汽室，也从加热板上方进入，因此，与产品流向相同，为并流（情况与长管降膜式蒸发器类似）。 浓缩液二次蒸汽混合物通过加热器下方的通道出来，进入分离器后两者分离，浓缩液从分离器下方引出，二次蒸汽则从上方引出。 降膜式板式蒸发器示意 Flows in Plate An example of real plant 降膜板上的开口及流体走向 Vapor steam product condensate 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 升膜式板式蒸发器 结构与降膜式的类似，只是所用的加热板全为升膜式，并且稀料液与加热蒸汽的走向为逆流，情形与长管升膜式蒸发器的类似。 浓缩液二次蒸汽混合物通过上方的通道从加热器出来，进入分离器后两者分离。 * * 在真空条件下对液体进行加热蒸发浓缩的方法始于1913年，其工艺是建立在英国科学家E.C.Howard专利基础之上的，它包含一个蒸汽加热的带有冷凝器和空气泵的双底真空釜。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 真空蒸发浓缩设备特点 优点： （1）在真空状态下料液的沸点降低，加速了水分蒸发，避免了料液的高温处理，适合于处理热敏性物料。

（2）热源可以采用低压蒸汽或废热蒸汽。 （3）由于料液的沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。 （4）对料液起加热杀菌作用，有利于食品的保藏。 缺点： （1）须有抽真空系统，从而增加附属机械设备及动力。 （2）由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热能消耗大。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 一、蒸发器 （一）夹套式蒸发器 （二）盘管式蒸发器 （三）外加热式蒸发器 （四）长管式蒸发器 （五）刮板式蒸发器 （六）板式蒸发器 （七）离心薄膜蒸发器 蒸发器是真空蒸发浓缩系统的主体，由加热室与分离室两部分构成，食品料液在此受到加热发生汽化，产生浓缩液和二次蒸汽。 蒸发器的分类 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 蒸发器的分类 蒸发器按料液流程可分为循环式（有自然循环式与强制循环式之分）和单程式；按加热器结构可分为夹套式、盘管式、中央循环管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、离心外加热式浓缩器等。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 （一）夹套式蒸发器 又称为搅拌式真空浓缩锅，属于间歇式中小型食品浓缩设备。 如图所示，主要由圆筒形夹套壳体、犁刀式搅拌器、汽液分离器等组成。

被浓缩的料液投入锅内，通过供入夹套内的蒸汽进行加热，在搅拌器的强制性翻动下，料液形成对流而受到较为均匀的加热，并释放出二次蒸汽。二次蒸汽从上部抽出。 夹套式蒸发器的特点 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 夹套式蒸发器的特点 这种蒸发器的加热面积小，料液温度不均衡，加热时间长，料液通道宽，通过强制搅拌加强了加热器表面料液的流动，减少了加热死角，适宜于果酱、炼乳等高黏度料液的浓缩。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 （二）盘管式蒸发器 结构 工作过程 特点 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 结构 如图所示，主要由盘管加热器、蒸发室、泡沫捕集器、进出料阀及各种控制仪表所组成。 锅体为立式圆筒密闭结构，上部空间为蒸发室，下部空间为加热室。 泡沫捕集器为离心式，安装于浓缩锅的上部外侧。泡沫捕集器中心立管与真空系统连接。 * * 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 工作过程 工作时，料液沿锅体切线方向通过进料管进入锅内。外层盘管间料液受热后体积膨胀而上浮，盘管中部位的料液，因受热相对较少，密度大，自然下降回流。从而形成了料液沿外层盘管间上升，又沿盘管中心下降回流的自然循环。

本装置的设计思路为：加热方式采用涡流效应加热，在罐体外壁缠绕线圈，通过电磁控制器属材料时会在金属管壁内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行高速发热，从而达到加热金属材料筒内蒸汽介质，支撑管（棒）也为金属材料，因此由管外壁和支撑管均在磁场作用下发热，形成复合加热场，可提高蒸汽加热温度。多效蒸发（med）串联多个蒸发器，加热废水浓缩得到固相盐，下一个蒸发器所需的加热蒸汽来自上一个蒸发器的二次蒸汽，蒸发效数就是蒸汽利用次数。工程塑料公司用自有热油富余热量代替外购中压蒸汽对三厂浓缩槽进行加热，同时将生产排出蒸汽回收，再次用于生产加热。

蒸发室等 原理：其下部的加热室由垂直管束组成，中间由一根直径较大的中央循环管。当管内液体被加热沸腾时，中央循环管内气液混合物的平均密度较大；而其余加热管内气液混合物的平均密度较小。在密度差的作用下，溶液由中央循环管下降，而由加热管上升，做自然循环流动。溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸发过程。中央循环管式蒸发器（标准式蒸发器） 中央循环管式蒸发器 加热室 蒸发室 二次蒸汽 浓缩液 加热蒸汽 原料液 冷凝水 * * ●这种蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠等优点，应用十分广泛，有"标准蒸发器"之称。为使溶液有良好的循环，中央循环管的截面积，一般为其余加热管总截面积的40%～100%；加热管的高度一般为1～2m；加热管径多为25～75mm之间。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 （三）外加热式蒸发器 分类 操作过程 优缺点 用途 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 分类 外加热式蒸发器的特征是加热室和分离室分开。 根据物料在加热室与分离室间循环的方式，可分为强制循环式和自然循环式两种。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 强制循环外蒸发器如图8. 4（1）所示，主要由列管式加热器、分离室和循环泵等构成。

需要指出的是，这种蒸发器的加热器，除了如图中所示可水平安装以外，还可以垂直安装或倾斜安装。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 自然循环外蒸发器如图8. 4（2）所示。除无循环泵以外，基本构成与强制循环式相同。但加热室只能垂直安装。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 操作过程 两种外加热式蒸发器均可以连续方式操作，也可以间歇方式操作。连续操作时，最初的一段时间为非稳定期，这时不出料，当循环内料液浓度达到预定浓度时，通过离心泵抽吸出料。图8. 4（2）所示的自然循环蒸发器，也可在浓缩液出口处加接管与出料离心泵相连。间歇操作时，最终出料的体积不得小于加热室与分离室最少能循环的容积。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 优缺点 优点：蒸发器的加热室与分离室分开后，可调节两者之间的距离和循环速度，使料液在加热室中不沸腾，而恰在高出加热管顶端处沸腾，加热管不易被析出的晶体所堵塞；分离室独立分开后，形式上可以做成离心分离式，从而有利于改善雾沫分离条件；此外，还可以由几个加热室合用一个分离室，提高了操作的灵活性；自然循环外加热式蒸发器的循环速度较大，可达1.5 m/s，而用泵强制循环的蒸发器，循环速度还要大；这种蒸发器的检修、清洗也较方便。

缺点：溶液反复循环，在设备中平均停留时间较长，对热敏性物料不利。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 用途 这种蒸发器可用于对热敏性和风味成分保留要求不高的产品浓缩，如用于喷雾干燥前牛乳和蛋白水解液等的浓缩。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 （四）长管式蒸发器 对热敏性成分保留有较严要求的产品，应当采用单程式蒸发器，料液只通过其加热室一次即达到需要的浓度。 一般结构特点与类型 升膜式蒸发器 降膜式蒸发器 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 一般结构特点与类型 长管式蒸发器一般采用内径25~50mm，长径比为100~150 的长管制成。 由于长径比大，单位体积料液的受热面积较大，因而，料液进入加热器后很快汽化而使浓缩液呈膜状在管内移动，因此这种蒸发器也是典型的膜式蒸发器。 长管式蒸发器可以分为升膜式、降膜式和升降膜式蒸发器(图8.5)。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备——第六章 浓缩设备 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备 第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 第八章 浓缩设备 浓缩与食品加工 食品工业中的浓缩设备 第一节真空蒸发浓缩设备第二节冷冻浓缩设备 本章小结 思考题自测题 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 浓缩与食品加工浓缩是除去食品料液中部分水分的单元操作，在食品加工中有着重要的地位。

废酸液采用外循环三效减压浓缩的方法将稀酸蒸出并冷凝回收，先进入三浓缩分离器，达到一定的容量后，进入三效蒸发器通过二次酸蒸汽加热，在浓缩分离器内进行汽液分离，蒸发出的水蒸汽和hcl气体经过冷凝器回收成为稀盐酸进入液封槽，经初步浓缩的废酸再通过酸泵到二效浓缩分离器与二效蒸发器，通过二次酸蒸汽加热，在浓缩分离器内进行汽液分离，蒸发出的水蒸汽和hcl气体经过三效换热冷凝回收成为稀盐酸进入液封槽，经二次浓缩的废酸再通过酸泵到一效浓缩分离器与一效蒸发器经生蒸汽加热，在一效浓缩分离器内进行三次蒸发，蒸发出的水蒸汽和hcl气体经过二效蒸发器冷凝回收成为稀盐酸进入液封槽，再通过酸泵排出，可以与新酸混合一起使用。 ⑷将溶液倒入蒸发皿中，加热蒸发，浓缩至糊状的稠液为止，但切不可将溶液蒸干。 2、同时浓缩溶液和回收溶剂，例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯，中药生产中酒精浸出液的蒸发等。

将若干个蒸发器串联起来，将前一个蒸发器产生的二次蒸汽引入后一个蒸发器的加热室作为热源，就成为多效蒸发。可以把后效蒸发器的加热室看作前效的冷凝器，而末效的二次蒸汽则送去冷凝。 多效蒸发要求：后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低。多效蒸发中，二次蒸气的潜热得到较为充分的利用，提高了加热蒸气的利用率。 食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 * * 设备类型 蒸汽耗量（T） 水耗量 每蒸发1吨水 每生产1吨粉 每蒸发1吨水 每生产1吨粉 国产单效蒸发器不带热泵 1.15 7.6 3.0 192 国产双效带热泵 0.46 3 10 64 丹麦五效带热泵使用蒸汽压力0.8Mpa 0.14 0.94 带冷却水塔，循环使用几乎不耗水 单位蒸气消耗量和耗水量 效数 单效 双效三效 四效 五效 理论最小值 1 1/21/3 1/4 1/5 实际最小值 1.1 0.570.4 0.3 0.27 蒸发量与传热量成正比，在多效蒸发中 没有提高蒸发量； 节约了加热蒸汽； 设备投资增加； 因此,在相同的操作条件下，多效蒸发器的生产能力并不比（传热面积相等的）单效蒸发器的生产能力大。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-109101-5.html