浓缩设备详细论述

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浓缩器工作原理及应用

浓缩器工作原理及应用

浓缩器工作原理及应用
浓缩器是一种用于将液体中的溶质浓缩的设备。

其工作原理基于蒸发和凝结的过程,通过控制温度和压力,使溶剂中的溶质被蒸发,然后冷凝收集,从而实现对液体的浓缩。

具体工作过程如下:
1. 将待浓缩的液体放入浓缩器中,通过加热使溶剂蒸发。

2. 蒸发时,溶质和一部分溶剂一起进入蒸汽相,形成含有浓缩物的蒸汽。

3. 通过控制温度和压力,将蒸味转移到冷凝器中进行冷凝,蒸汽转化为液态。

4. 冷凝后的液态物质被收集,而溶质的浓度则得到提高。

浓缩器的应用广泛,包括但不限于以下方面:
1. 食品工业:用于食品的加工过程中,例如浓缩果汁、浓缩牛奶、浓缩酱料等。

2. 化学工业:用于化学反应物质的浓缩,提纯和分离。

3. 制药工业:用于制备药物,如浓缩药液、浓缩药物成分等。

4. 环保工程:用于处理废水中的溶质,提高处理效率。

5. 能源工业:用于煤炭和石油等能源的提纯及浓缩。

浓缩器的应用可大大节省成本和能源消耗,提高产品(溶质)的浓度,并在化学工业、食品工业、制药工业和能源工业等领域发挥重要作用。

食品机械与设备:第八章 浓缩设备

食品机械与设备:第八章  浓缩设备
发面。 加热蒸发时液层较厚,传热系数小,料液受热蒸发慢,加热时间长。 可分夹套式、盘管式与中央循环管式浓缩器。 (2)薄膜式:料液在蒸发器内蒸发时被分散成薄膜状。 蒸发面积大,热利用率高,水分蒸发快。 可分为升膜式、降膜式、刮板式、离心式薄膜浓缩器等。
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。加热室可 垂直或水平安装。
汽液在蒸发室进行分离,二次蒸 汽上升,溶液经中央循环管下降,如此 保证料液不断循环和蒸发。
加热蒸汽释放出潜热后,变成冷凝 水,从冷凝水排出管排出。
2 盘管式蒸发器
一种乳品厂较早采用真空单效浓缩装置
结构
锅体为立式圆柱体,上部空间为蒸发 室,下部空间为加热室。 在加热室内有盘管,管内通加热蒸汽 ,对管外的物料加热。 浓缩锅的上部外侧安装泡沫捕集器。 泡沫捕集器中心立管与真空系统连接 。 组成:盘管加热器、蒸发室、泡沫捕 集器、冷凝器、进出料阀、抽真空装 置等。
低温、常温浓缩
提高浓度 保留食品的色、香、味
4、蒸发浓缩
蒸发器:-- 目前我国应用最多的浓缩设备 (蒸发--将稀溶液加热沸腾,使溶剂汽化而溶液浓缩的过程。) 组成:加热器、分离器与附属设备(冷凝器、真空发生器、料液泵、储槽) 分类(1)蒸发面上压力:常压与真空浓缩设备
(2)加热蒸汽被利用次数:单效、双效、多效的浓缩设备 (3)料液的流程:循环式与单程式 (4)按料液蒸发时分布状态:非膜式和薄膜式
3、附属部件
蒸发室外壁有视孔、人孔、照明、仪表、取样等 装置,顶部有捕集器,收集二次蒸汽夹带的汁液 。
真空、料液、蒸汽、冷凝水的(进)出口管道。
中央循环管式浓缩器工作原理
料液经过垂直加热管面进行加热 (加热管束间的蒸汽提供热能),细管 内单位体积的物料受热面积大,水分汽 化,液面上的水汽向上部负压空间迅速 蒸发,料液比重变小而上升,而中央降 液管中料液没被加热至沸腾(料液比重 较大)而下降,因此由于传热产生重度 差,形成物料在加热管和降液管中的循 环,并将水分蒸发,达到浓缩的目的。

食品工厂机械与设备之浓缩设备概论

食品工厂机械与设备之浓缩设备概论
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
(三)外加热式蒸发器
自然循环外蒸发器
结构如图 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
(三)外加热式蒸发器
特点 加热室-分离室分开,可调节两者距离和循环速度,料液
食品物料蒸发浓缩往往需要考虑其热敏性、结垢 性、发泡性、结晶性、黏滞性等特点,要求的浓 缩程度也不一致,因此蒸发器有多种形式。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
一、蒸发器
蒸发器分类 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
孔大小、数量、形状和位置等。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
(六)板式蒸发器
加热板(图8.8)
通过料液喷咀喷到加热板
逆流
顺流
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
(六)板式蒸发器
降膜式板式蒸发器(图8. 9)
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
(六)板式蒸发器
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
单元,一个加热器的蒸发单元数根据产量而进行调整。 这种蒸发器中,料液输入口及浓缩液-二次蒸汽混合的输出
口均位于加热器的下方。混合物从加热器出来后在分离器分 离成浓缩液和二次蒸汽。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
(六)板式蒸发器
特点
传热系数高; 物料停留时间短(数秒),适用于热敏性物料; 体积小,加热面积可随意调整,易清洗; 因一次通过的浓缩比不高,因此常常构成二效
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备

浓缩及设备简介

浓缩及设备简介

• 多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统,后效的操作压力和沸 点均较前效低,仅在压力最高的首效使用生蒸汽作加热蒸汽,产 生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽。
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• 多效蒸发明显减少加热蒸汽耗量,节约了热能,也明显减少冷却 水的耗量。
• 真空浓缩的缺点:蒸发温度低,料液黏度大,传热系数较小,系 统内为负压,完成液排出需用泵,冷凝水排出也需要用泵或高位 产生压力(液位差)排出。真空泵和输液泵能耗增加。
• 闪蒸又叫急剧蒸发,是一种特殊的减压蒸发。 • 水在闪蒸汽化时带走的热量,等于溶液从原压下温度
降到降压后饱和温度所放出的显热。凝水
1、蒸发器由加热室1和汽液分离器4两部分组成。加热介质多是蒸汽。 通过换热,使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发 出的水蒸汽在分离室4中与溶液分离后从蒸发器上部引出。
2、从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽。二次蒸汽进入冷凝器6冷凝, 冷凝水从下部排出,二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩 后的液体由蒸发器底部排出。
1、除去食品中的大量水分,减轻了重量,减小了体积, 节省了包装、贮存和运输费用。
2、通过了提高食品的浓度,达到贮藏食品的目的。
3、满足后续加工工艺过程的要求。
蒸发过程两个组成部分:加热物料使溶剂(水)沸腾汽 化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。
一般前一部分在加热器中进行,后一部分在冷凝器中 完成。
二次蒸气(被冷凝)
.
• 真空浓缩的操作压力取决于冷凝器中水的冷凝温度和真空泵的性 能。冷凝器操作压力的极限是冷凝水的饱和蒸汽压,所以它取决 于冷凝器的温度。真空泵的作用是抽走系统中的不凝性气体,真 空泵的工作能力愈大,就使得冷凝器内的操作压力愈易维持,愈 接近冷凝水的饱和蒸汽压。一般真空蒸发时,冷凝器的压力为1 0~20kPa。

浓缩设备分类

浓缩设备分类

浓缩设备分类:浓缩设备的分类方法有多种,常见的包括以下几种:1.按压力分:•常压浓缩设备:蒸发面为常压,溶剂气化后直接排入大气。

其设备结构简单、投资省、维修方便,但蒸发速率低,能量损耗大,易破坏物料中营养成分。

•真空浓缩设备:蒸发面上气化后处于负压状态。

其优点是加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差可以增大,可利用压强较低的蒸汽作为加热介质,使浓缩设备的热损失减少。

缺点是增加附属设备及动力,成本高,热量消耗大。

1.按蒸汽利用的次数分:•单效浓缩设备:蒸汽利用一次。

•双效浓缩设备:蒸汽利用两次。

•多效浓缩设备:蒸汽利用三次或三次以上。

•带有热泵的浓缩设备:热泵再次加热利用。

1.按料液的流程分:•单程式:料液一次通过设备。

•循环式:料液循环通过设备,包括自然循环和强制循环两种。

1.按料液分布状态分:•薄膜式:料液分散成薄膜状,蒸发面大,蒸发快。

它分为升膜式、降膜式、升降膜式、片式、刮板式和离心式薄膜蒸发器。

•非膜式:大蒸发面,按料液管路中流动,管路又分为盘管式浓缩器、中央循环管式浓缩器。

1.按加热方式分:•直接蒸发器:将液体加热,使其蒸发,然后将蒸汽冷凝为液体收集。

根据加热方式和处理目的不同,蒸发器可以分为直接蒸发器、间接蒸发器、循环蒸发器、再沸器等。

•分子蒸馏器:通过分子间距离变远和压力降低的方式使液体分离。

通常个体分子间距离大于3nm时才能用它来分离液体。

•超滤浓缩器:利用半透膜的原理进行分离和提纯的设备。

将含有溶质的初始溶液通过半透膜进行过滤,由于半透膜的特性,只能通过小分子量的物质,从而达到分离和浓缩的目的。

•离心蒸发器:通过旋转运动产生离心力,使液体分离,然后再通过蒸发浓缩的方式进行提纯。

适用于大规模的生产。

1.按工艺分:•自然蒸发浓缩设备:自然蒸发所产生的蒸汽压低,蒸发速率慢,汽化现象一般常在溶剂表面进行。

•加热沸腾蒸发设备:汽化过程中溶液处于沸腾状态,汽化不但在表面进行,而且在溶液中的各个部分几乎同时进行,蒸发速率比自然蒸发快。

食品浓缩机械与设备介绍

食品浓缩机械与设备介绍

食品浓缩机械与设备介绍1. 引言食品浓缩是一种重要的食品加工技术,其目的是通过去除食品中的水分,以增强其口感和延长保质期。

食品浓缩机械与设备是实现食品浓缩的关键工具,本文将介绍食品浓缩机械与设备的基本原理、常见类型以及应用领域。

2. 基本原理食品浓缩机械与设备的基本原理是通过蒸发和加热,将食品中的水分蒸发掉。

这需要提供足够的热量,通常使用蒸汽或热水作为加热介质。

食品浓缩机械与设备通常由蒸发室、加热系统、冷凝系统和控制系统组成。

蒸发室是食品浓缩的核心部件,其中的食品被加热并暴露在低压环境下,使得水分开始蒸发。

加热系统提供热量,使得蒸发室中的食品得以加热,从而促进水分的蒸发。

冷凝系统用于将从食品中蒸发的水分重新冷凝成液态,以便进行处理或回收利用。

控制系统则用于监控整个过程并根据设定参数调节加热和冷凝,以确保食品浓缩的质量和效率。

3. 常见类型3.1 单效浓缩机单效浓缩机是一种简单且常用的食品浓缩设备。

它包括一个蒸发室和一个冷凝器,具有较低的生产成本和易于操作的特点。

然而,单效浓缩机的浓缩效率较低,并且对热能的利用率也较低。

3.2 多效浓缩机相比单效浓缩机,多效浓缩机具有更高的浓缩效率和热能利用率。

多效浓缩机通过多级蒸发和冷凝,将来自前一级蒸发器的热蒸汽作为下一级蒸发器的加热介质。

这种循环利用热能的方式可以大大减少能源消耗,提高食品浓缩的效率。

3.3 气体浓缩机气体浓缩机是一种将气体食品浓缩为液体的设备。

它适用于气体食品的浓缩,如果汁、牛奶和啤酒的浓缩。

气体浓缩机通过降低气体食品的温度和压力,使得其中的水分开始凝结,最终形成液态的浓缩食品。

4. 应用领域食品浓缩机械与设备广泛应用于食品加工行业。

以下是一些常见的应用领域:4.1 果汁浓缩果汁浓缩是一种常见的食品浓缩应用。

通过去除果汁中的水分,可以增加其果汁浓度,提高口感并延长保质期。

食品浓缩机械与设备在果汁浓缩中起着重要作用,可以根据果汁的不同浓度要求调节浓缩程度。

浓缩设备详细论述

浓缩设备详细论述

第七章浓缩设备第一节概述一、浓缩的概念:浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作,是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。

浓缩过程中,水分在物料内部借对流扩散作用从液相内部达液相表面而后除去,最低水分含量约为30%(质量),一般为稳定状态的过程。

浓缩方法从原理上说分为:平衡浓缩和非平衡浓缩两种物理方法。

(1)平衡浓缩是利用两相在分配上的某种差异而获得溶质和溶剂分离的方法,如蒸发浓缩和冷冻浓缩即属此法。

其中蒸发是利用溶剂和溶质挥发度的差异,从而获得一个有利的汽液平衡条件,达到分离的目的,在实践上是利用加入热能使部分溶剂汽化,并将此汽化水分从余下的被浓缩溶液中分离出去,这种方法目前仍然是食品工业最广泛应用的一种浓缩方法。

冷冻浓缩是利用有利的液固平衡条件,冷冻浓缩时,部分水分因放热而结冰,而后用机械方法将浓缩液与冰晶分离。

蒸发和冷冻浓缩,两相都是直接接触的,故称平衡浓缩。

(2)非平衡浓缩,是利用半透膜来分离溶质和溶剂的过程,两相用膜隔开,因此分离不是两相的直接接触,故称非平衡浓缩。

利用半透膜的方法不仅可以分离溶质和溶剂,而且也可以分离各种不同大小的溶质,因此,统称为膜分离。

二、浓缩的目的:1.除去食品中大量水分,减少包装,贮藏和运输费用。

例如,100T含5%固形物的番茄榨出汁浓缩至含固形物28%的番茄酱,重量减至18吨,体积缩小与此相同。

这样可大大降低包装,贮藏和运输费用。

2.提高制品浓度,增加制品的保藏性。

用浓缩方法提高制品的糖分或盐分可使水分的活度降低,使制品达到微生物学上安全的程度,延长制品的有效保藏期。

3.浓缩经常用作干燥或更安全的脱水的预处理过程。

这种情况特别适用于原液含大量水分,而用浓缩法排除这部分水分比用干燥法更为节约时,如制造奶粉时,牛奶先经预浓缩至固形物45%~52%以后再进行干燥。

4.浓缩用作某些结晶操作的预处理过程。

三、食品物料蒸发浓缩的特点:料液的性质对蒸发有很大的影响,特别是食品多属生物系统的物料,比一般化工遇到的物料更为复杂多变,在选择和设计蒸发器时,要充分认识这种影响。

食品机械 07第七章 浓缩

食品机械 07第七章 浓缩

第七章浓缩设备第一节概述一、真空浓缩的优缺点及分类真空浓缩设备是食品工厂生产过程主要设备之一。

它利用真空蒸发或机械分离等方法来达到,目前多采用真空蒸发,它具有许多优点:(1)加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差可以增大。

(2)可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。

(3)由于低温浓缩,有利于食品溶液进行浓缩,减少体积及重量,便于运输及贮存。

(4)由于溶液沸点较低,使浓缩设备的热损失;(5)对料液起加热杀菌作用,有利于食品保藏.但也存在一些不足之处:(1)由于真空浓缩,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,所以热消耗量大。

分类——真空浓缩设备的型式很多,一般可按下列方法分类:(一)按加热蒸汽被利用次数分 1.单效浓缩装置;2.多效浓缩装置;3.带热泵的浓缩装置。

食品工厂的多效浓缩装置,一般采用双效、三效,有时还带有热泵装置。

效数增多,有利于节约热能,但设备投资费用增加,所以效数的确定,必须全面分析,细致考虑。

(二)根据料液的流程来分 1.循环式:有自然循环式与强制循环式之分;2.单程式。

(三)根据加热器结构型式来分 1.盘管式浓缩器;2.中央循环管式浓缩器;3.升膜式浓缩器;4.降膜式浓缩器;5.片式浓缩器;6.刮板式浓缩器;7.外加热式浓缩器……等。

二、选择与要求选择浓缩设备时,必须考虑溶液是否具有下列几种性质:(一) 结垢性。

加热面生成垢层会增加热阻,降低传热系数,严重时使设备生产能力下降,甚至停产。

垢层常用化学或机械方法剥除,对垢层要定期清洗。

对容易生成垢层的料液,最好选取流速较大的强制循环型或升膜式设备。

(二)结晶性。

晶粒析出沉积传热面上,影响传热效果,严重的会堵塞加热管。

对于这类料液,宜采用夹套带搅拌的浓缩器或强制循环浓缩器。

(三)粘滞性。

随浓度增加,粘度也随着增加,使流速降低,传热系数随之减少,生产能力下降。

故对粘度较高的料液,不宜选用自然循环型,可选强制循环型、刮板式或降膜浓缩器等。

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第七章浓缩设备第一节概述一、浓缩的概念:浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作,是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。

浓缩过程中,水分在物料内部借对流扩散作用从液相内部达液相表面而后除去,最低水分含量约为30%(质量),一般为稳定状态的过程。

浓缩方法从原理上说分为:平衡浓缩和非平衡浓缩两种物理方法。

(1)平衡浓缩是利用两相在分配上的某种差异而获得溶质和溶剂分离的方法,如蒸发浓缩和冷冻浓缩即属此法。

其中蒸发是利用溶剂和溶质挥发度的差异,从而获得一个有利的汽液平衡条件,达到分离的目的,在实践上是利用加入热能使部分溶剂汽化,并将此汽化水分从余下的被浓缩溶液中分离出去,这种方法目前仍然是食品工业最广泛应用的一种浓缩方法。

冷冻浓缩是利用有利的液固平衡条件,冷冻浓缩时,部分水分因放热而结冰,而后用机械方法将浓缩液与冰晶分离。

蒸发和冷冻浓缩,两相都是直接接触的,故称平衡浓缩。

(2)非平衡浓缩,是利用半透膜来分离溶质和溶剂的过程,两相用膜隔开,因此分离不是两相的直接接触,故称非平衡浓缩。

利用半透膜的方法不仅可以分离溶质和溶剂,而且也可以分离各种不同大小的溶质,因此,统称为膜分离。

二、浓缩的目的:1.除去食品中大量水分,减少包装,贮藏和运输费用。

例如,100T含5%固形物的番茄榨出汁浓缩至含固形物28%的番茄酱,重量减至18吨,体积缩小与此相同。

这样可大大降低包装,贮藏和运输费用。

2.提高制品浓度,增加制品的保藏性。

用浓缩方法提高制品的糖分或盐分可使水分的活度降低,使制品达到微生物学上安全的程度,延长制品的有效保藏期。

3.浓缩经常用作干燥或更安全的脱水的预处理过程。

这种情况特别适用于原液含大量水分,而用浓缩法排除这部分水分比用干燥法更为节约时,如制造奶粉时,牛奶先经预浓缩至固形物45%~52%以后再进行干燥。

4.浓缩用作某些结晶操作的预处理过程。

三、食品物料蒸发浓缩的特点:料液的性质对蒸发有很大的影响,特别是食品多属生物系统的物料,比一般化工遇到的物料更为复杂多变,在选择和设计蒸发器时,要充分认识这种影响。

食品物料的蒸发浓缩具有如下几方面的特点:1.热敏性:生物系统的物料多由蛋白质、脂肪、糖浆、维生素以及其他许多色、香、味成分所组成,这些物质在高温下或长期受热时受破坏,变性、氧化等作用,从而降低产品的质量。

所以,许多食品的蒸发要严格考虑加热温度和加热时间,加热温度和加热时间是不可分割的。

食品蒸发的安全性与此二因素同时相关,这就是“温时结合”的概念,即把温度和时间作为统一体来考虑。

从食品蒸发的安全性看,力求“低温短时”,但还要考虑工艺上的经济性。

在保证食品质量的前提下,为提高生产能力,常采用“高温短时”蒸发。

由于料液的沸点与外压有关,低温相应就是低压,所以真空蒸发是食品工业蒸发应用的显著特点之一。

为了缩短蒸发操作时的加热时间,一方面必须缩小料液在蒸发器内的平均停留时间,另一方面,还要解决局部性的停留时间问题。

关于这一点,目前已发现长管膜式蒸发器在物料停留时间问题上具有很大的优点,从而在食品工艺上获得广泛的应用。

2.腐蚀性:特别是酸性食品,如果汁、蔬菜汁的浓缩,设计蒸发器必须考虑腐蚀性问题,对于食品,即使是轻度的腐蚀,其所引起污染往往为产品规格所不允许。

一般蒸发器接触液体部分多采用不锈钢结构。

3.粘稠性:许多食品含有丰富的蛋白质、糖份、果胶等成分,其粘稠性较高。

高粘性物料的蒸发,首先从流体动力学观点看,有一个层流倾向问题,即使物料受到强烈的搅拌,传热附近总存在不能忽视的层流内层,这就会严重影响传热的速率。

同时,由于上述原因,也还会产生结垢,局部停留时间等一系列问题。

料液的粘稠性随浓度而增加,随着蒸发的进行,料液的粘度也必然逐渐增加,所以蒸发过程中的传热速率预期也逐渐降低。

对于粘性制品的蒸发,一般采用由外力强制的循环或搅拌措施。

4.结垢性:蛋白质、糖、果胶等受热过度会产生变性、结块、焦化等现象。

通常在传热面附近,物料温度最高。

发生这种现象就会在传热壁上形成污垢,严重影响传热速率,解决结垢问题的积极措施就是提高液速,经验证明,在其他条件相同时,提高液速,可显著减轻污垢的形成,这是由于高液速的洗刷作用所致。

因此在可能发生严重结垢现象的情况下,采用强制循环法是有效的。

另外,对不可避免的结垢问题,必须有定期的清理措施。

5.泡沫性:某些食品物料沸腾时要形成稳定的泡沫,特别是真空蒸发和液层静压高的场合下更为显著。

泡沫易被二次蒸汽带走,一方面污染其他加热设备,另一方面,增加产品的损失,严重时会造成不能操作。

一般,可使用表面活性剂以控制泡沫的形成,也可用各种机械装置以消灭泡沫。

6.易挥发成分:不少液体食品含有芳香成分和风味成分,其挥发性比较大。

料液蒸发时,这些成分将随同蒸汽一起逸出,影响浓缩制品的质量,低温浓缩虽然可减少香味成分的损失,但更完善的方法是要取回收措施,回收后再掺入制品中。

四、对蒸发设备的要求:1.工艺上的要求:1)适应物料性质,符合工艺要求和食品卫生;2)保证达到要求的浓度;2.热能利用上的要求:合理使用加热蒸汽和二次蒸汽,降低全厂耗汽量和燃料耗用量。

3.设备结构的要求:1)在一定容积内尽量增大其加热面积,以减少金属耗量和占地面积;2)蒸发效能好,具有较高的传热系数,热能利用率高;3)结构简单,制造、安装、维修和清洗方便;五、真空浓缩设备的分类:(一)根据加热蒸气被利用的次数分:1.单效浓缩装置2.多效浓缩装置3.带有热泵的浓缩装置食品工厂的多效浓缩装置,一般采用双效、三效,有时,还常有热泵装置,效数增加,有利于节约热能,但设备投资费用增加,所以效数的确定,必须全面分析,细致考虑。

(二)根据料液的流程分:1.循环式2.单程式(三)根据加热器结构型式分:1.盘管式浓缩器2.中央循环式浓缩器3.升膜式浓缩器4.降膜式浓缩器5.板式浓缩器6.刮板式浓缩器六真空浓缩装置操作流程1.单效真空浓缩装置:是由一台浓缩罐、冷却器和真空泵组成的。

目前,果酱类生产中,采用这种流程较多。

2.多效真空浓缩流程1)并流法:溶液与蒸汽的流动方向相同,即均由第一效顺序至末效。

特点:原料液由泵泵入一效罐。

由于蒸发室压力由一效至末效依次递减,故料液在效间流动不需用泵;由于料液沸点依效序递降,因而当前效料液进入后效时,便在降温的同时放出其显热,供一小部分水分汽化(自蒸发),可产生更多蒸汽,由于后效溶液浓度较前效大,且温度低,使传热系数降低,影响传热(末效蒸发困难)。

但高浓度料液处于低温对浓缩热敏食品是有利的。

2.逆流法:此法料液和蒸汽流动方向相反,即原料由最后一效进入,依次用泵送入前效,最后的浓缩制品从一效排出。

蒸汽由一效进入,一效汁汽进入二效,••••,最后一效汁汽进入冷凝器。

特点:随着料液向前流动,浓度愈来愈高,而蒸发温度也愈来愈高。

故黏度增加没有顺流的显著。

这对改善循环条件,提高传热系数有利。

但高温加热面上浓溶液的局部过热有引起结焦和营养物质破坏的危险。

效间料液流动要用泵,没有字蒸发,水分蒸发量稍减。

适宜处理黏度随温度和浓度变化较大的溶液,不宜处理热敏性物料。

3.平流法:此法每效都平行送入原料液和排出成品。

蒸汽的流向由一效至末效依次流动。

此流程适用于在蒸发过程中伴有结晶析出的溶液。

4.混流顺逆流并用。

此法对黏度相当高的料液很有用处。

特点:在料液黏度随浓度显著增加的场合下,可采用混流。

5.有额外蒸汽引用的多效蒸发流程在多效蒸发流程中,有时将一效的二次蒸汽引出一部分用作预热蒸发器的进料,或用做其他的加热目的。

这种中间抽出的二次蒸汽,称为额外蒸汽。

从蒸发设备中引出额外蒸汽作为它用,是一项考虑工厂全局,提高热能经济利用的措施。

在只需较低温度和压力的蒸汽就能满足要求的地方,直接使用高压、高温水蒸汽经过减压是不经济的。

多效蒸发操作具有蒸汽减压的作用,所以可按要求引出所需的二次蒸汽。

在多数场合下,额外蒸汽自第一效、第二效引出。

第一节真空浓缩设备一、标准式浓缩罐(一)作用原理:料液经过加热管加热,水分汽化,料液比重变小,而中央降液管中料液没被加热至沸腾(料液比重较大)。

由于传热产生重度差,形成物料在加热管和降液管中的循环,将水分蒸发,达到浓缩的目的。

而加热蒸汽释放出潜热后,变成水,从底部排出管排出。

(二)结构由加热室和蒸发室组成。

1.加热室:由加热管、中央降液管和上下管板组成。

管子在管板上的排列有三种方式:三角形排列、正方形排列和同心圆排列。

因为三角形排列装的管数多,而且为错列,所以多用等边三角形排列法。

管子中心距约为管子外径的1.3倍。

中央降液管与加热管一般采用胀管法或焊接法固定在上下管板上,从而构成一个竖式加热管束。

(二)管子在管板上固定的方法管子与管板的固定方法是蒸发罐中列管式加热器制造中的最重要的问题。

这不仅是由于管子数量多而耗费工时多,更重要的是必须保证管子和管板连接牢固而不发生泄漏,否则会给生产及操作带来严重故障。

目前采用的固定方法一般为胀接法和焊接法两种,在高温高压时,有时采用胀接加焊接的办法。

1、胀接法胀接法或称胀管法,是利用胀管器挤压在伸入管板孔中的管子端部,使管子端部发生塑性变形,孔板同时发生弹性变形。

取去胀管器后,管板孔弹性收缩,管子与管板间就产生一定的挤压力,紧密地贴在一起而达到紧固密封的目的。

图8—4表示胀管前后管径增大和受力情况。

胀接法一般多用在压力低于40公斤/厘米2和温度低于300℃的条件下。

高温时不宜采用,因为高温使管子与管板产生蠕变,胀接应力松驰而引串连接处泄漏。

蒸发罐的加热面积较大,而管径较小,因而都用胀接。

2、焊接法当温度高于300℃或压力高于40公斤/厘米2时,一般采用焊接法。

焊接法的优点是在高温高压,下仍能保持连接的紧密性;孔板加工的要求低,可节约孔的加工工时;焊接工艺比胀管工艺简便,在压力不太高时可使用较薄的管板。

因此焊接法已得到越来越广泛的采用。

但焊接法由于在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀和破裂,同时管子与管板孔间存在间隙,如图8—5所示,这些间隙中流体不流动,容易造成“间隙腐蚀”。

为了消除这一间隙,可考虑先胀管然后再焊,但这样做法实际上很少采用。

(三)管板与壳体的连接管板与壳体的连接方式通常有两种:一是不可拆的连接;另一种是可拆的连接。

常采用不可拆的连接方式,可拆的连接结构复杂,很少采用。

不可拆的连接方式是两端管板直接焊接在壳体上;也有把管板延伸到圆周外兼作法兰的。

对于直径大于3米的蒸发器,为了提高传热效果,在管间可增加若干挡板或留有蒸汽通道,同时,配合不凝结气体排出管的合理布置,有利用加热蒸汽均匀分配,冷凝水的及时排出。

不凝气的排除与排气管的装置蒸发罐所用的加热蒸汽,不管是第一效所用的乏汽或其它各效所用的汁汽,都或多或少地夹带有一些不凝缩的气体。

这些不凝气的来源有几方面:(1)溶解于入炉水中的空气,但数量不多;(2)溶解于物料中的气体及有机物分解而释放出来的气体混入汁汽中;(3)从罐体的各接口、阀门及视镜处漏入的空气,这是不凝气的最主要来源。

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