牛奶管式降膜蒸发装置设计
日处理量为15吨牛奶双效真空蒸发器装置的设计
日处理量为15吨牛奶双效真空蒸发器装置的设计吉林化工学院食品工程原理课程设计吉林化工学院食品工程原理课程设计教学院化工与生物技术学院专业班级食品科学与工程1202班学生姓名学生学号指导教师2014年5月13日吉林化工学院食品工程原理课程设计目录中文摘要............................................................................................................... (1)食品工程原理课程设计任务书 (2)1 概述与设计方案的选择 (3)1.1 概述............................................................................................................... . (3)1.2 设计方案的选择............................................................................................................... . (5)2 工艺设计计算 (6)2.1 估计各效蒸发量和完成液浓度 (6)2.2、估计各效溶液的沸点和有效总温度差 (6)2.2.1 各效由于溶液沸点而引起的温度差损失?' (7)2.2.2 由于液柱静压力二引起的温度差损失?'' (8)2.2.3 由于流动阻力而引起的温度差损失?''' (9)2.2.4 各效料液的温度和有效温差 (9)2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (10)2.4 蒸发器传热面积的估算 (10)2.5 有效温差的再分配................................................................................................................112.6 核算............................................................................................................... . (11)2.6.1 计算各效料液浓度 (11)2.6.2 计算各效料液温度 (12)2.6.3各效的热量衡算 (12)2.6.4 传热面积的计算 (13)3 蒸发器工艺尺寸计算 (14)3.1 加热管的选择和管数的初步设计 (14)3.2 循环管的选择............................................................................................................... (14)3.3 加热室直径及加热管数目的确定 (14)3.4 分离室直径和高度的确定 (15)3.5接管尺寸的确定............................................................................................................... (15)3.5.1 溶液的进出口.............................................................................................................163.5.2加热蒸汽进口与二次蒸汽出口 (16)3.5.3冷凝水出口............................................................................................................... (16)4 蒸发装置的辅助设备 (17)4.1 气液分离器............................................................................................................... . (17)4.2 蒸汽冷凝器............................................................................................................... . (18)I吉林化工学院食品工程原理课程设计5 设计结果汇总表 (19)6 结果与讨论 (20)致谢............................................................................................................... .. (21)参考文献............................................................................................................... .22附录（主要符号说明） (23)II吉林化工学院食品工程原理课程设计中文摘要蒸发操作广泛应用于化工、轻工、冶金、制药、食品等工作部门中，蒸发装置设计的任务是确定蒸发操作的条件、蒸发器的型式及蒸发操作流程进行工艺计算，确定蒸发器的传热面积及结构尺寸。
降膜蒸发器的设计
升膜蒸发器的优点包括传热系数高、操作稳定、适用于高粘度液体等。此外， 升膜蒸发器还具有分离效果好、浓缩比高、节能等优点。升膜蒸发器一般用于浓 缩液体，特别适用于高粘度、高浓度液体的浓缩。
综上所述，降膜和升膜蒸发器在结构、操作原理和适用范围上存在一定的差 异。在选择使用哪种设备时，需要根据具体工艺要求和物料特性进行综合考虑。
设计流程
1、设计原则
降膜蒸发器设计应遵循以下原则：
（1）传热效率高：应确保降膜蒸发器具有较高的传热系数，以提高热量的 利用率。
（2）物料适应性广：应选择合适的材料，以适应不同物料的化学性质和物 理性质。
（3）系统稳定性好：应保证系统的稳定运行，防止物料在蒸发过程中出现 结晶、结垢等现象。
（4）设备紧凑：应优化设备结构，减小设备体积，以减小占地面积。
参考内容
降膜和升膜蒸发器的区别
在工业制程中，蒸发是一个重要的工艺过程，而降膜和升膜蒸发器则是两种 常见的蒸发设备。它们在结构、操作原理和适用范围上存在一定的差异。
一、降膜蒸发器
降膜蒸发器是一种常见的蒸发设备，其结构主要由加热室和蒸发室组成。原 料液通过进料泵进入加热室，加热后的液体通过重力作用流到蒸发室。在蒸发室， 液体表面迅速蒸发，剩下的浓缩液从底部排出。降膜蒸发器的优点包括传热系数 高、操作稳定、适用于高粘度液体等。
2、设计参数
降膜蒸发器的主要设计参数包括： （1）加热面积：根据生产负荷和物料性质确定加热面积。
（2）操作压力：根据物料性质和工艺要求确定操作压力。
（3）加热介质：选择适当的加热介质，如蒸汽、导热油等，以满足传热要 求。
（4）进料温度：根据物料性质和工艺要求确定进料温度。 （5）操作温度：根据物料性质和工艺要求确定操作温度。
管膜降式蒸发器结构
管膜降式蒸发器结构
1.加热元件：加热元件通常是蒸汽或加热介质，其作用是提供热能，
将蒸发液加热到蒸发温度。
2.降温元件：降温元件通常是冷凝器，在蒸发管中降低温度，使蒸发
液从气相状态变为液相状态。
3.蒸发管：蒸发管是管膜降式蒸发器的核心组件，通常由管束和膜组成。
管束是由许多平行排列的蒸发管组成，蒸发液在蒸发管内进行传热。
膜是降温元件与蒸发管之间的接触面，通过膜的传导和对流作用，将蒸发
管内的热量传递给降温元件。
4.壳体：壳体是蒸发器的外部结构，通常由金属材料制成，起到保护
蒸发器内部组件和容纳蒸发液和冷凝液的作用。
5.输入和输出装置：输入和输出装置用于将蒸发液和冷凝液输入和输
出蒸发器。
通常有进料口和排出口，进料口将蒸发液导入蒸发管中，排出
口将冷凝液排出。
管膜降式蒸发器的工作原理是：通过加热元件提供热能，将蒸发液加
热到蒸发温度，蒸发液在蒸发管内进行传热，其中部分液体蒸发成气体。
气体与冷凝器中的冷凝介质接触后，降温成液体，释放出热能。
经过蒸发
管和冷凝器的交错传热传质过程，溶质逐渐从蒸发液中蒸发出来，达到蒸
发液的浓缩效果。
总之，管膜降式蒸发器是一种重要的传热设备，其结构包括加热元件、降温元件、蒸发管、壳体以及输入和输出装置。
通过加热蒸发液，利用蒸
发管和降温器的交错传热传质过程，将溶质从蒸发液中蒸发出来，达到浓
缩液体的目的。
该设备在工业生产中具有广泛的应用前景。
单管自降膜蒸发器的设计
４ 结束语
本文设计 的单管 自降膜蒸发器 ，其液体介质依
自身重力作用下 ， 在下壳体内壁成均匀膜状 自上而 靠 自身重力及高度差 ，自上而下 自然形成均匀分布 下流动 ， 流动过程 中 ， 被壳程加热介质加热汽 化 ， 从 的液体膜 ， 液体流动过程 中， 被壳程加热介质加热汽 而实现蒸发浓缩。与传统旋转刮膜膜式蒸发器 、 多管 化 ， 从而实现蒸发浓缩。单管 自降膜蒸发器改变传统 式强制成膜膜式蒸发器相 比，其显著优点为蒸发浓 设计 方法 ， 不再需要动力 ， 实现节能 的同时 ， 成膜均 缩过程不再需要动力 ， 实现节 能的同时 ， 杜绝 了由动 匀 ， 调整方便 ， 蒸发效率高 ， 适用广泛 。
ｌ ４
膜， 液体分布难度大 ， 多管间隙精度要求高 、 调整 困 难， 制造精度高 ， 一般只能采用下部 出气方式 。出气 口要设置蒸发室 ， 多管液体分布不均匀 ， 同时多管分
布阻力大 ， 需要 配置循环泵 ， 存 在动力消耗 ， 并且需
要 多次循 环 蒸发 才 能达 到设 计浓 度 。
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎ ｏ ． ２， ２ ０ １ ４
单管 自降膜蒸发器 的设计
王在 良 ’ ， 王 玲
（ １ ． 江苏科圣化工机械有限公司 ， 江苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ２ ； ２ ． 淮 阴工学院 机械工程学院 ， 江苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ３ ）
流堰在分布器下方的下壳体内壁形成一层均匀 的液
（ ４ ） 无旋转部件 ， 无需配置循环泵 ， 易 于实现高
膜 ，液膜 吸收夹套中高温介质的热量 ，实现蒸发浓 真空度操作 ； 缩， 浓缩液 由下壳体底部的出料 口流出蒸发器。 （ ５ ） 运行中无动力消耗 ， 节能 、 环保 。
降膜蒸发器的设计
齐齐哈尔大学蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器题目蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器学院机电工程学院专业班级过控133学生姓名戴蒙龙指导教师张宏斌成绩2016年 12月 20日目录摘要............................................. 错误!未指定书签。
Absract............................................ 错误!未指定书签。
第1章蒸发器的概述................................ 错误!未指定书签。
1.1蒸发器的简介................................. 错误!未指定书签。
1.2蒸发器的分类................................. 错误!未指定书签。
1.3蒸发器的类型及特点、......................... 错误!未指定书签。
1.4蒸发器的维护................................. 错误!未指定书签。
第2章蒸发器的确定................................. 错误!未指定书签。
2.1 设计题目.................................... 错误!未指定书签。
2.2 设计条件：.................................. 错误!未指定书签。
2.3 设计要求：.................................. 错误!未指定书签。
2.4 设计方案的确定.............................. 错误!未指定书签。
第3章换热面积计算................................ 错误!未指定书签。
3.1.进料量...................................... 错误!未指定书签。
奶粉生产工艺中三效降膜蒸发器的设计
本科毕业论文(设计) 题目：奶粉生产工艺中三效降膜蒸发器的设计学院：化学与化工学院班级： 09级化学六班姓名：王玉婷指导教师：李强职称：讲师完成日期： 2013 年 5 月 30 日奶粉生产工艺中三效降膜蒸发器的设计摘要：本设计从保护牛奶营养和节约能源的角度，对生产车间进行了物料和能量的衡算，对奶粉生产工艺中蒸发过程进行设计，采用三效降膜蒸发器。
关键字：全脂乳粉；工艺设计；三效降膜蒸发器目录1 引言.............................................................⑴2 设计方案的选择及流程说明.........................................⑴2.1 概述...........................................................⑴2.1.1 蒸发原理.....................................................⑴2.1.2 蒸发操作方法的选择...........................................⑴2.1.3 蒸发设备的选择...............................................⑵2.1.4 降膜蒸发器的结构图...........................................⑶2.1.5 蒸发器辅助设备的选择.........................................⑶2.1.6 蒸发过程的主要经济指标.......................................⑶2.2 设计方案确定...................................................⑷2.2.1 蒸发的基本流程...............................................⑷2.2.2 多效蒸发最佳效数的确定.......................................⑷3 浓缩设备选型及热量衡算...........................................⑷3.1 设备选型.......................................................⑷3.1.1 设计条件.....................................................⑷3.1.2 设备参数.....................................................⑸3.1.3 物料预热温度.................................................⑸3.1.4 各效参数.....................................................⑸3.1.5 热焓.........................................................⑹3.2 热量衡算.......................................................⑹3.2.1 各效蒸发水量.................................................⑹3.2.2 浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算...........................⑺3.2.3 预热物料所需热量及蒸汽消耗量计算.............................⑻3.2.4 系统加热蒸汽消耗量计算.......................................⑻3.2.5 系统冷却水消耗量.............................................⑼3.3 系统热量衡算小结...............................................⑽3.3.1 带入系统热量.................................................⑽3.3.2 从系统中带出的总热量.........................................⑾4 设备选型.........................................................⑿5 设计的评价与感想.................................................⑿6 结论.............................................................⑿参考文献...........................................................⒀致谢...............................................................⒂1 引言全脂奶粉含有牛奶中的优质蛋白质、脂肪、多种维生素以及钙、磷、铁等矿物质，是适合天天饮用的营养佳品，可防止皮肤干燥及暗沉，使皮肤白皙，有光泽；也可补充丰富的钙质，适合缺钙的人、少儿、易怒、失眼者以及工作压力大的人。
完整竖管降膜蒸发器的设计计算表
速
需输入相
符号
单位
ρv
Kg/m3
Ve
m/s
液泛速度(HTFS法)
计算过程
数值
名称
符号
数值
计算结果
0.973 2.11
单根管液体体积 Froude准数
V1 Fr
0.0137 36.63
液泛速度 Vg（m/s）
2.11
Bond准数
Bo 114.81
液体粘度校正系 数F
F
0.9517
准数
Kg 0.4231
需输入相 计算结果
名称 进料量 进料浓度
出料浓度
生蒸汽冷凝热 二次蒸汽蒸发潜
热损热系数
需输入参数
符号
单位
F0
Kg/h
C0
%
C1
%
R
KJ/Kg
r
KJ/Kg
η
%
第一步：热量平衡和物料平衡
计算过程
数值
名称
单位
4100 溶质含量 Kg/h
1% 进料含水量 Kg/h
40% 浓缩后含水量 Kg/h
2290 2307.8 3.00%
1.10E+06 543.80 1.27E+08
分段数计算
n
--
名称 总面积 总管长 总管数
第六步：总面计算
单位
符号
m2
A
L
m
N
跟
名称 摩察系数
需输入参数
符号
单位
f
--
编号 1 2 3
项目 总温差 热流率 压降
单位 ℃
KW/m2 Kpa
2 重力转换系数 gc Kg•m/(Kg•h2) 1.27E+08
乳品降膜式蒸发器的设计要点
乳品降膜式蒸发器的设计要点一、物料预热一般乳品蒸发器的进料温度为5℃，这样物料进入蒸发器之前就需要预热到一效蒸发器的沸点以上，以便牛奶已进入一效便开始蒸发，蒸发器的加热面积全部用于蒸发，提高了蒸发效率（一效沸点在68℃-72℃之间）。
乳品降膜蒸发器常常采用盘管式预热，盘管式预热器装在蒸发器壳体内，此种设计预热简单，结构紧凑，成本低，但是进料量大时按理论计算需增大管径，此时制造困难，而且在蒸发器内传热效果不好，末级预热温度达不到设计温度，而且相差很大，因此生产能力不稳定。
采用盘管式预热器时，物料进入一效和二效时，物料管线必须先向下流，由蒸发器的下部进入盘管物料预热器后从上部流出。
这样保证物料在特殊情况下无法流出（例如：停电或物料泵发生故障时），预热盘管内仍充满液体，保证不焦管，预热蛇管内不堵管。
因为一效和二效的温度比较高，所以进入一效和二效的预热盘管中如此布置是很有必要的。
实践证明大于10T/h的蒸发量时盘管式预热器已经不适用。
当蒸发量大于10T/h，一般采用外置式预热器，此种预热器安装在蒸发器的壳体外，形式有列管式、盘管式和板式等。
一般乳品中多用列管式预热器，因为板式预热器的清洗效果不好。
外置列管式预热器的蒸汽一般从蒸发器的上部壳体引入，加热蒸汽在预热器中变成冷凝水的同时放出不凝性气体，不凝性气体一般随冷凝水从预热器的下部进入效体壳层中由真空泵抽走，也可在预热器上单独设置不凝性气体管单独排出。
注意冷凝水的排出管中要设置U型弯，以形成良好的水封，确保进汽和排水的顺利进行。
物料在预热过程中没有相变，热量可按Q=C*m*△t计算，C：牛乳比热容：3.95kJ/（kg. ℃）；m：牛乳的质量流量：kg/s；△t：牛乳的升温：出料温度-进料温度。
按照热量衡算Q=C*m*△t=A*K*△T，式中：A：预热器的加热面积，m2；K：传热系数；△T:对数温差。
可根据此式计算出预热器的换热面积。
（一、二、三、四、冷凝器、杀菌器中的传热系数怎么计算或查找？）在盘管式预热器的设计中，物料速度一般按 1.2-1.3m/s，牛乳密度按：1.028-1.038g/cm3计算，先根据流量计算出管径的大小，根据计算出的面积，管子的中径，可计算出盘管的长度，在设计盘管的直径和圈数，一般盘管式预热管置于效体的膨胀段，预热盘管的成型直径比效体的膨胀段直径小160～200mm。
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牛奶管式降膜蒸发装置设计
该装置主要由蒸发器、冷凝器、加热器、冷却器和管道系统等组成。
下面将从这几个方面对牛奶管式降膜蒸发装置进行设计。
首先是蒸发器的设计。
蒸发器是将牛奶中的水分蒸发出来的关键设备。
设计时需要考虑到牛奶的温度、浓度以及流量等因素。
通常采用多管式蒸
发器，其中管内流过加热蒸汽，管外流过待蒸发的牛奶。
可以根据牛奶的
特性选择合适的蒸发器类型，如顶空式、挤管式或者长管式等。
其次是冷凝器的设计。
冷凝器主要用于将蒸发出来的水分重新凝结成
液态形式。
可以采用空气冷凝或冷却水冷凝的方式，根据生产工艺和要求
进行选择。
设计时需要考虑冷却介质的流量和温度等因素，以保证冷凝效
果良好。
加热器的设计也是一个重要环节。
加热器通常采用蒸汽加热的方式，
将蒸汽传递给牛奶，使其温度升高。
设计时需要确定合适的加热面积和工
作压力，以满足牛奶的加热需求，并确保加热过程的稳定性和安全性。
冷却器的设计主要是将经过蒸发和加热后的牛奶迅速冷却到适宜的温度。
可以采用冷却水直接接触或通过板式换热器进行间接传热的方式。
在
设计时需要考虑牛奶的流量和温度差等因素，以确保冷却效果良好且符合
卫生要求。
最后是管道系统的设计。
管道系统主要负责将液体牛奶从一个设备输
送到另一个设备。
需要选择合适的管道材料和尺寸，以确保牛奶的输送流
畅并保持其质量。
除了以上的一些基本设计，还需要考虑安全性、卫生性和可持续性等
方面的要求。
例如，装置应具备防爆、防火和防腐等功能，还应满足相关
的卫生标准，确保生产过程符合食品安全要求。
同时，可在设计中采用节能技术，减少能源消耗并降低对环境的影响。
总之，牛奶管式降膜蒸发装置的设计涉及到多个方面，需要综合考虑各项因素，以满足牛奶加工生产的需求，并确保装置的稳定性、安全性和经济性。