真空浓缩设备的工作原理与分类
真空浓缩设备介绍
冷冻浓缩装置系统
• 冷冻浓缩操作包括结晶和分离两个部分
一、冷冻浓缩的结晶装置：直接冷却式和间接冷却式两种。直接冷却式可利用 水分部分蒸发的方法，也可利用辅助冷媒（如丁烷）蒸发的方法。间接冷却式 是利用间壁将冷媒与被加工料液隔开的方法。间接冷却式又可分为内冷式和外 冷式
应用范围
• 任何一种加工工艺都有一定的适用范围，笔者经过分析，认 为冷冻浓缩工艺比较适合粘度较小饮品的浓缩，如植物水提 取液、苹果汁等，原因是这种物料流动性好，有利于溶液内 部溶质分子的迁移。相反，粘度较大的饮品，如橙汁等，在 实践上不适合使用冷冻浓缩工艺(尽管理论上可以)，原因是 橙汁含果胶多，低温时果胶更粘，溶液内部溶质分子的迁移 阻力很大。
真空浓缩设备的分类
• 1.按加热蒸汽被利用的次数分为单效、双效、多效浓缩设备。 • 2.按浓缩料液的流程：单程式和循环式
其中循环式：自然循环与强制循环 • 3.按加热器的结构形式：盘管式、中央循环管式、升膜式、降
膜式、刮板式浓缩 • 4.按操作的连续性：间歇式和连续式
一般间歇式多用于单效浓缩．连续式则多应用于双效及多效浓 缩。
真空浓缩设备介绍
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真空浓缩设备
真空浓缩的优点: 1、温度梯度大； 2、可用低压蒸汽、真空浓缩操作是在较低的温度下进行的，设备与室内的温度差 小，减少了设备使用时的热量损失； 3、减少营养损失，提高食品质量， 真空浓缩降低了牛乳蒸发时的沸腾温度，可避 免其中的热敏性物料受高温影响而使产品质量下降。 4、沸点低、设备热损失少。 沸腾温度的降低，提高了加热蒸汽与沸腾流体之间的 温度差，增大了传热量，使蒸发过程加快，生产能力提高，为利用二次蒸汽、 节约能源创造了条件，如双效、多效浓缩及热泵等。 其不足之处主要在于： 1、由于真空浓缩必须设有真空系统，增加了附属设备及其动力消耗，相应的工程 投资也要增加； 2、由于液体的蒸发潜热随沸点降低而增加，所以真空浓缩的耗热量大。
真空浓缩法的原理是
真空浓缩法的原理是真空浓缩法是一种将液体物质通过降低压强而使其沸点降低，从而蒸发并浓缩的方法。
其原理基于物质的蒸发和沸点的关系，通过在恒定温度下减小所处环境的压强，使液体物质达到沸点从而蒸发，然后再通过冷凝将蒸汽转化为液体，从而实现浓缩的过程。
真空浓缩法的原理可以分为以下几个关键步骤：1. 降低压强：通过真空泵或其他相应的设备，将工作环境中的压强降至较低值。
由于液体物质蒸发所需的能量来自其自身，降低环境压强可以降低物质的沸点，使其在相对较低的温度下蒸发。
2. 蒸发：在降低的压强下，液体物质的沸点降低，从而使其分子获得蒸发所需的能量。
液体物质开始蒸发成为蒸汽，并释放出对应的热能。
3. 冷凝：蒸发的物质进入冷凝器，冷凝器中会通过冷却剂或其他冷却方式使得蒸汽迅速冷却。
由于冷凝后的物质具有较低的能量，分子重新聚集并以液体形式固定在冷凝器的壁面上。
4. 回流：冷凝后的液体物质会经过管道回流到原反应器中，从而实现液体的浓缩。
这种方法可以使得原始液体中的有用成分得以聚集在较小的液体中，从而实现物质的浓缩。
真空浓缩法的优势在于可以在相对较低的温度下进行蒸发和浓缩，从而减少对物质性质的改变和破坏。
同时，压强的控制可以更好地控制物质的蒸发速率，使得浓缩过程更加精确和可控。
此外，真空浓缩法还可以有效地降低能源消耗，提高能源利用效率。
然而，真空浓缩法也存在一些局限性。
首先，该方法通常需要较为复杂的设备，增加了设备的成本和操作的复杂性。
其次，某些物质可能在真空环境下发生化学反应或分解，影响物质的浓缩效果。
此外，该方法对于高沸点物质的浓缩效果较差，因为高沸点物质需要更低的温度才能蒸发。
最后，真空浓缩法对于气体物质的浓缩效果有限，因为气体物质无法凝结成液体形式。
总的来说，真空浓缩法通过降低环境压强使物质蒸发，再通过冷凝将蒸汽转化为液体，从而实现物质的浓缩。
虽然存在一定的局限性，但该方法在化工、食品、药品等行业中有着广泛的应用，并为提高生产效率和节约能源提供了重要的手段。
真空离心浓缩仪的工作原理 真空离心浓缩仪工作原理
真空离心浓缩仪的工作原理真空离心浓缩仪工作原理真空离心浓缩仪是一种常用的浓缩仪产品，综合利用离心力、加热和外接真空泵供应的真空作用来进行溶剂蒸发，应用于DNA/RNA、核苷、蛋白、药物、代谢物、酶或仿佛样品的浓缩合成物的溶剂去除，具有浓缩效率高，样品活性留存高的特点。
真空离心浓缩仪的工作原理：将样品在离心的状态下同时用真空泵不断抽气，乃至接近真空，从而使样品中的溶剂快速蒸发、样品体系得到快速浓缩或干燥，并能接受冷阱与过滤的方法有效收集被蒸发的溶剂。
离心：离心作用产生的离心力防止爆沸及样品的损失。
干燥后的溶质完全沉积在容器的底部，便于样品的完全回收。
抽真空：加速溶剂在浓缩仪中的蒸发。
在浓缩过程中，样品始终处于一种低于室温的环境，可以防止热敏感样品的部分失活。
此外，真空状态还能防止样品的氧化。
热量：加速样品的蒸发速率。
在没有外来热量的状态下，水溶液会在浓缩过程中结冰，本设备接受辐射加热技术，弥补蒸发时的热量损耗。
热辐射是真空状态下给样品加热的有效方式。
特别关注一下真空离心浓缩仪的优缺点真空离心浓缩仪是综合利用离心力、加热和外接真空泵供应的真空作用来进行溶剂蒸发，可同时处理多个样品而不会导致交叉污染。
冷阱能有效捕获大部分对真空泵有损害的溶剂蒸气，对高真空油泵供应有效的保护。
真空泵使系统处于真空状态，降低溶剂的沸点，加快溶剂的蒸发速率。
空气中细菌、灰尘不计其数，在这种情况下进行生产很简单使产品感染细菌，今日我们一起来了解一种在真空状态下就实现浓缩的仪器——真空离心浓缩仪。
真空离心浓缩仪的紧要特点说明1.高效的磁力驱动系统，防止爆沸和气泡。
2.不锈钢防腐内腔设计，有机玻璃窗口，便于察看。
3.延迟启动。
在达到固定转速后，启动真空，避开样品混合。
4.可选电磁压力掌控阀，实现不关泵连续操作。
5.分别适用于小容量、较大容量、大容量样品的 .真空离心浓缩仪。
6.微电脑掌控系统，LCD液晶掌控面板，显示温度、时间、开/关盖、转速、真空状态（抽气/放气）和错误报警等紧要过程和系统参数。
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。
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。
真空浓缩仪工作原理是什么
真空浓缩仪工作原理是什么
真空浓缩仪是一种常见的实验设备，用于将液体样品在真空条件下进行浓缩。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 创建真空：首先，浓缩仪会通过真空泵等设备，将容器内部的空气抽空，建立起高度真空的环境。
这可以减少气体阻力，增加样品蒸发的速率。
2. 加热样品：接下来，浓缩仪会利用加热器等加热装置，将液体样品加热至其沸点以上，使其蒸发变成气体状态。
样品的沸点取决于其性质，通常会设定在较低的温度，以避免样品的分解或破坏。
3. 冷凝收集：在真空浓缩仪的顶部或侧部，设置有冷凝器。
这个冷凝器内部有冷却剂（如冷水或液氮），当蒸汽进入冷凝器时，被迅速冷却，变成液体，并被收集在容器中。
这个冷凝过程使蒸发的样品得以回流成液体。
4. 进一步浓缩：通过反复的加热和冷凝，不断将液体样品蒸发和冷凝，直到达到所需的浓缩程度。
这样可以将样品中的溶液剂或溶剂中的其他杂质去除，从而得到更纯净的样品。
需要注意的是，真空浓缩仪在操作时要注意安全。
在加热液体样品时，要避免过高的温度和过大的压力，以防样品的挥发产生爆炸或其他危险。
此外，在操作过程中也要保持设备和容器的密封性，以保持真空状态和防止样品的泄漏。
第八章 真空浓缩设备ppt课件
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二、冷凝器
• 2、喷射式冷凝器：利用喷射泵的原理，用高速水流抽 出二次蒸汽，兼有冷凝和抽真空双重作用。
• 1、组成：由喷嘴，吸气室，混合室，扩散室等组成
• 2、优缺点：
– (1)兼有冷凝器及抽真空作用，故不必再配
真空装置。
– (2)结构简单，造价低廉，冷凝器自身没有
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- 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3
夹套式蒸发器
• 中小型浓缩设备。
• 由圆筒形夹套壳体、搅拌器、除沫器等组成。
• 液料置入锅内，通过蒸汽加热，并加搅拌，使 水分在低压条件下蒸发。二次蒸汽从顶部排除。
• 主要技术参数
• 蒸发量 300L／h，
• 蒸汽耗用量 340kg／h，
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四、升膜式蒸发器
• 由加热室、分离室和循环管等组成。
• 料液自加热室底部进入加热管内。加热蒸汽 在管束间流过，料液在加热管中部开始沸腾 迅速汽化。在加热管上部产生的二次蒸汽并 快速上升，流速可达100—l60m/s。料液在二 次蒸汽和抽真空的作用下，沿管内壁成膜状 上升，并不断被加热蒸发。
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•二、组成和流程
• 图8—22所示为PAR－22
／PAR－O1型芳香物质回 收设备流程图。由三级板 式蒸发冷凝器、预热器、 两个螺旋管冷凝器、计量 器和各种泵、阀构成。
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第六节 冷冻浓缩设备
• 定义
• 冷冻浓缩是将稀溶液中 的水分冻结成冰晶，并 去除这部分冰晶从而使 溶液中的溶质浓度得到 提高的浓缩方法。
• 有循环型、非循环型
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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一、真空浓缩设备的工作原理与分类
所谓浓缩，就是从溶液中除去部分溶剂的单元操作。
食品生产中所需原料及半成品一般含有大量水分，约占原料的65％～95％，而营养成分及风味物质只占5％～10％，而且均属于热敏性强的物质。
如何在维持食品原有的色、香、味的同时提高产品浓度是一个复杂的过程。
全面利用现代生产技术，以达到低温、快速、连续、高效、节能是食品浓缩设备的发展方向。
食品浓缩的目的为：
①除去食品中大量水分，减少包装、储藏和运输费用。
②通过提高食品浓度，达到增加食品保藏性的目的。
③满足后续加工工艺过程的要求。
经常作为干燥或完全脱水的预处理，特别适合原液含大量水分的物料。
用浓缩的方法排除大部分水分比干燥更节能。
1.真空浓缩的原理及优缺点
（1）真空浓缩的原理溶液加热时，溶剂分子获得动能，当部分溶剂分子获得的能量足以克服分子间的吸引力时，溶剂分子会离开液面成为蒸汽分子。
若热能不问断供给，溶剂蒸气不断排除，则溶剂的汽化过程会持续进行。
这种将溶液加热至沸腾，使溶液中部分溶剂汽化并不断排除的过程就是蒸发。
食品工业中广泛应用真空蒸发进行浓缩操作。
（2）真空浓缩的优缺点
①优点。
a.增大了加热蒸汽与沸腾液之间的温度差（△T）；
b.可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽，采用多效蒸发，提高热能利率效率；
c.因溶剂的蒸发温度较低，适用于热敏性及易氧化物料的浓缩；
d.可减少微生物污染，起到预杀菌的作用。