蒸发器的分类及特点
刮板式薄膜蒸发器
4.低温蒸发 由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理物料的沸点大大降低，因此
特别适合热敏性物料的低温蒸发。
5.过流时间短 物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；对于
图6 1-加热管 2-导流管 3-齿缝
3、转子
安装在蒸发器筒体内的转子 由转轴与转架组成。转子由 电机、减速机驱动，并带动 刮板作圆周运动。转架采用 不锈钢精密铸件加工而成， 使其强度、几何尺寸、稳定 性等都得到有效保证。
图7-挠性转子结构简图
4、刮板
由于刮板的运动，将物料不断地在 蒸发面上刮成薄膜，以达到薄膜蒸 发的效果。
刮板式薄膜蒸发器
唐凯雄
目录
• 一：刮板式蒸发器的结构 • 二：工作原理 • 三：主要结构及其特点 • 四：刮板式蒸发器的性能特点 • 五：应用领域 • 六：具体事例及其改进
一、刮板式薄膜蒸发器结构图
• 1-电机、减速器 • 2-上端机械密封 • 3-分离桶 • 4-扑沫器 • 5-分布器 • 6-转子 • 7-刮板 • 8-夹套 • 9-筒体 • 10-底封体 • 11-下端密封
常用的活动刮板而言，其刮动物料的端面有导流的沟槽(见图5)， 其斜角通常为45°，改变斜角的角度，可改变物料的过流时间， 物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间， 有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。
图11-刮板端面导液槽 6.可利用低品位蒸汽
蒸汽是常用的热介质，由于降低了物料的沸点，在保证相同Δt的条件下， 就可降低加热介质的温度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别 适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。
三效蒸发
一、蒸发器选型三效逆流强制循环式结晶蒸发器1、2、3效强制循环，一效带结晶釜二、蒸发器特点1 采用热泵技术、降低蒸汽消耗量。
2分离器顶部配置高效除沫装置，避免物料泡沫夹带导致跑料。
3采用强制循环，具有传热系数高、蒸发强度大、防止结焦及堵管等优点，尤其适用于蒸发过程中可能产生晶体的物料。
4出料旋流装置：可最大限度提高出料液固含量、减少母液回流量、提高蒸发效率。
5末效蒸汽用于预热原料、加喷淋系统、降低能耗。
6采用液位自动化控制、自动进料、冷凝水自动排放，节省人力资源。
三、工艺流程及控制系统简述1、物料走向：（1）原料通过进料泵进入三效分离器，然后通过大流量强制循环泵将物料不停循环，达到蒸发部分水分的目的。
（2）末效物料经3-2效循环泵进入二效分离器、然后通过大流量强制循环泵将物料不停循环，达到蒸发部分水分的目的。
（3）二效物料经2-1效循环泵进入一效分离器，然后通过大流量强制循环泵将物料不停循环，达到蒸发部分水分的目的，浓液进入结晶釜，经过冷却结晶、离心分离后，母液打到三效分离器继续蒸发。
2、蒸汽走向：锅炉来生蒸汽，在分气缸中生蒸汽的压力采用蒸汽自动调节阀来调节至0.4-0.6mpa，进入第一效加热器作为热源，第二效分离器产生的二次蒸汽进入第三效加热器作为热源，第三效产生的二次蒸汽进入预热器、冷凝器后冷凝成水排出。
各效加热器、分离器的压力由冷凝器串联的真空泵来控制。
3、冷凝水走向：生蒸汽进入第一效蒸发器放热后冷凝成冷凝水，由于冷凝水温度还比较高，为了回收显热，将第一效冷凝水经一U形管进入第二效加热器，经过闪蒸，回收潜热。
将第二效蒸汽产生的冷凝水经一U形管进入第三效加热器，经过闪蒸，回收潜热。
第三效加热器加热夹套中的冷凝水经一U形管进入冷凝器经冷凝器水泵排出、U形管的作用是动态密封、三台加热器及冷凝器中的冷凝水由一台冷凝水泵排出。
4、不凝气走向：二次蒸汽中往往带有少量的不可凝气体，不可凝气体来源有二：（1）料液中带入的（2）负压操作下外界渗漏进入的。
[工学]食品工程原理06蒸发
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料液
2. 强制循环式蒸发器
5
二次蒸气
4
优点：适用于粘度大、易
1-加热室 2-循环泵
结晶、易结垢物料
加热 蒸气 3 1 完成液
3-循环管 4-蒸发室
5-除沫器
的蒸发循环速度大
小可调节，传热系 数较大。 缺点：动力消耗大。
2
（二）非循环型蒸发器（单程蒸发器）
1. 单程型蒸发器的特点 1
应用：
适于处理蒸发量大的稀溶液以及热敏性 或易生泡的溶液；不适于处理高粘度、 有结晶析出或易结垢的溶液。
3. 降膜式蒸发器
结构：
其加热室与升膜式蒸发器类似。
原理：
原料液由加热室顶部加入，经管端的液体 分布器均匀地流入加热管内，在溶液自身 重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流， 并进行蒸发。
要求：
为了使溶液能在壁上均匀分布，且防止二 次蒸气由加热管顶端直接窜出，加热管顶 部必须设置加工良好的液体分布器。
（2）加热蒸气消耗量（热量衡算）
对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出 时，有：
FhF SHS VHV Shs Php
式中：S —— 加热蒸汽消耗量，kg/s； hF，hP，hs — 加料液，完成液和冷凝水的热焓，kJ/kg HV，Hs—— 二次蒸汽和加热蒸汽的热焓，kJ/kg。
单效蒸发
二次蒸气不加利用而直接送到冷 凝器进行冷凝的蒸发操作。
将蒸发器产生的二次蒸气通到另外一
多效蒸发
个蒸发器作为加热蒸气，以便提高加 热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串
联蒸发操作称为多效蒸发。
蒸发的目的
除去液态食品中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。 提高制品浓度，获得浓缩的溶液直接作为产品或半成品。 使溶液达到适合于结晶操作的状态（饱和或过饱和浓度， 便于结晶操作。
蒸发结晶图文详解MVR蒸发器机构原理及特点
蒸发结晶图⽂详解MVR蒸发器机构原理及特点⼀、MVR⼯艺介绍1、MVR原理MVR是蒸汽机械再压缩技术，（mechanical vapor recompression ）的简称。
MVR蒸发器是重新利⽤它⾃⾝产⽣的⼆次蒸汽的能量，从⽽减少对外界能源的需求的⼀项节能技术。
MVR其⼯作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压⼒提⾼，热焓增加，然后进⼊换热器冷凝，以充分利⽤蒸汽的潜热。
除开车启动外，整个蒸发过程中⽆需⽣蒸汽从蒸发器出来的⼆次蒸汽，经压缩机压缩，压⼒、温度升⾼，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使⽤，使料液维持沸腾状态，⽽加热蒸汽本⾝则冷凝成⽔。
这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利⽤，回收潜热，提⾼热效率，⽣蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作⽅便，可使⽤离⼼式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1：1.2到1：2压缩⽐范围内其体积流量较⾼。
2、MVR⼯艺流程系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护⽅便。
⼆、蒸发器介绍1、MVR降膜蒸发器⼯作原理：物料原液从换热器上管箱加⼊，经过布液器把物料分配到每根换热管内，并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜，管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热，边向下流动边沸腾并进⾏蒸发。
到换热管底端物料变成浓缩液和⼆次蒸汽。
浓缩液落⼊下管箱，⼆次蒸汽进⼊⽓液分离器。
在⽓液分离器中⼆次蒸汽夹带的液体飞沫被去除，纯净的⼆次蒸发从分离器中输送到压缩机。
压缩机把⼆次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程⽤于蒸发器热源。
实现连续蒸发过程。
特点：1、换热效率⾼2、占地⾯积⼩3、物料停留的时间短，不易引起物料变质。
4、适⽤于较⾼粘度的物料。
应⽤范围：降膜蒸发器适⽤于MVR蒸发结晶过程预浓缩⼯序，可以蒸发粘度较⼤的物料，尤其适⽤于热敏性物料，但不适⽤处理有结晶的物料。
化工原理-蒸发
发器的热损失为12000W，假设溶液的稀释热可忽略，不考虑C与C0 的区别，若K=1500 W/(m2.K)，
试求：（1）蒸发量W；（2）原料液温度分别为30℃。80℃与120℃
时的加热蒸汽消耗量D，并 比较它们的经济性；（3）30℃，80℃
，120℃进料下所需的传热面积A.
解：（1）蒸发量W
W=F(1-x0/x)=2000(1-0.1/0.3)=1333kg/h
KAtm KATs t Wr
U W Q K tm
α2 → K, 不凝性气体排出， 增大u，A清除垢Ar层等可r增K。
焓--浓图
焓
一组温度线
杜林规则图 质量浓度线
溶液沸点
浓度
水沸点
6.4 溶液沸点和温度差损失 沸点升高原因：浓度↑， 液柱高度↑
Δ=t-T1ˊ t 溶液沸点， T1ˊ 相同压力下水的沸点 ， 二次蒸汽饱和温度。
有效温度差 Δt< 理论温度差ΔtT ΔtT-Δt=（Ts- T1ˊ）-（Ts- t）=Δ 沸点升高或温度差损失 Δ引起原因：1 溶液蒸汽压下降 Δˊ
2 液柱静压强Δˊˊ 3 管路流体阻力Δˊˊˊ T1ˊ根据冷凝室压强定 Δ=Δˊ+Δˊˊ+Δˊˊˊ T1ˊ根据蒸发室压强定 则Δ=Δˊ+Δˊˊ 温度差损失计算
加热室 A
完成液 L=F --W, x, t, c, h
冷凝液 D,Ts,hs
F W L D kg/h , x0 x 质量%, Ts, T1', t0 t, ℃, Hs hs H h kJ/kg , c0,c kJ/(kg.K) , Q l kJ/h
计算项目：蒸发量W kg/h ；加热蒸汽消耗量 D（Q）kg/h ； 蒸发器的传热面积 A m2
蒸发器-列文管式蒸发器
列文管式蒸发器
一、列文管式蒸发器的原理
列文式蒸发器属于加热管外沸腾的自然循环型蒸发器。
其特点是在加热室的上部加一段2.7～5m高的直管作为沸腾室。
由于沸腾室内液柱静压力的作用，加热管内的溶液只升温不沸腾，升温后的溶液上升至沸腾室时，压力降低，沸腾气化。
这样，就将溶液的沸腾气化由加热室转移到没有传热面的沸腾室，沸腾室内装有隔板以防止汽泡增大，并可达到较大的流速。
列文式蒸发器可避免在加热管中析出晶体，可用于有晶体析出的溶液的蒸发。
二、列文管式蒸发器的特点
（1）加热室、循环室温差大，密度差大，循环速度大。
（2）因液体静压强引起的温度差损失大，因此要求加热蒸汽压强高。
三、列文管式蒸发器的应用
循环管截面积一般为加热管总截面积的200%～350%，阻力小，循环速度高达2.0～3.0m/s，适宜处理晶体析出或易结垢的溶液。
化工原理上册课件第六章-蒸发课件
蒸发器的选型原则
①对物料的工艺特性有良好的适应性，如热敏 性、腐蚀性、结晶、结垢、黏性、发泡性等。 其中黏度在蒸发过程中的增加程度及结垢情况 应给予特别注意。 ②满足生产工艺对完成液质和量的要求。 ③结构简单，操作可靠，造价和操作费用低廉， 经济合理，维修方便。 常用蒸发器的主要性能和适用场合列于表6-3中
Dr W (H cW t1) Fc0 (t1 t0 ) QL
加热 蒸汽 供热
下使汽水化在成t1 二次蒸汽
将原料液 由至t沸0升点温t1
热损 失
42
二．热量衡算
近似取 H cW t1 r ' 水在t1℃的汽化热
则有
D Wr Fc0 (t1 t0 ) QL r
若原料液在沸点下加入蒸发器并忽略热损失，则
1．溶质存在引起的沸点升高Δ′
' tB T '
溶液的 沸点
与溶液压力 相等时水的
沸点
50
二．溶液沸点升高的计算
溶液沸点： 与操作压力、溶液种类及其组成有关。
获取
查手册——附录中 估算——杜林规则（Duhring’s rule）
51
二．溶液沸点升高的计算
杜林规则（Duhring’s rule）
二．热量衡算
加热蒸汽消耗量
D WH ' (F W )h1 Fh0 QL r
蒸发器的热负荷
加热蒸汽的 冷凝潜热
Q Dr WH ' (F W )h1 Fh0 QL
39
二．热量衡算
2. 可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液在溶质含量不太高时，其稀释热
不显著常可忽略。对于这类溶液，其焓值可由比 热容近似计算。以0℃的溶液为基准，则
34
蒸发
5.1 概述蒸发是分离液相均一系（溶液）的单元操作之一。
这种操作是将溶液加热，使其中部分（或全部）溶剂气化并不断除去，以提高溶液中的溶质浓度。
被蒸发的溶液由挥发性的溶剂和不挥发的溶质所组成，因此蒸发也是挥发性溶剂和不挥发溶质的分离过程。
用来实现蒸发操作的设备称为蒸发器。
5.1.1 蒸发的分类蒸发按操作温度可分为自然蒸发和沸腾蒸发。
自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点时汽化，溶剂的汽化仅发生在溶液的表面，自然蒸发速率缓慢。
沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时汽化，在汽化过程中，溶液呈沸腾状态，溶剂的汽化不仅发生在溶液表面，而且发生在溶液内部，因此，沸腾蒸发的速率远大于自然蒸发的速率。
工业上的蒸发操作大多采用沸腾蒸发。
蒸发按操作压强可分为加压蒸发、常压蒸发和减压（真空）蒸发。
为了保持产品生产过程的系统压强（例如丙烷脱沥青），则蒸发需在加压状态下操作。
对于热敏性物料（例如抗生素溶液、果汁、食用油脂），为了保证其产品质量，必须在较低温度下蒸发浓缩，则需采用真空操作以降低溶液的沸点。
但由于沸点降低，溶液的黏度也相应增大，而且造成真空需要增加设备和动力。
因此，一般无特殊要求的溶液，则采用常压蒸发。
此外，按操作方式，可将蒸发分为间歇蒸发和连续蒸发；按蒸发操作产生的二次蒸汽是否再作为蒸发器的热源利用，可将蒸发分为单效蒸发和多效蒸发等。
5.1.2 蒸发过程的特点蒸发操作总是从溶液中分离出部分（或全部）溶剂。
常见的蒸发过程实际上是通过传热壁面的传热，使一侧的蒸汽冷凝而另一侧的溶液沸腾，溶剂的汽化速率由传热速率控制，所以蒸发属于传热过程。
但蒸发又有别于一般的传热过程，具有下述特点：(1)传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，所以属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。
(2)溶液性质：在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增大，腐蚀性逐渐加强。
有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢、易产生泡沫，在高温下易分解或聚合。
(3)溶液沸点的改变：含有不挥发溶质的溶液，其蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压低。
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蒸发器的分类及特点
根据不同的分离原理，蒸发器可以分为以下几种类型：
1. 管式蒸发器：通过管道或管束，在外部加入蒸汽或加热介质，在管内进行蒸发。
2. 散热器蒸发器：将液体或溶液喷雾成细小的颗粒，在气流的作用下加速蒸发，使得物料在短时间内完成蒸发。
3. 滑板式蒸发器：在滑板上铺置物料，在加热后，通过刮板将物料从滑板上刮下，刮下来的物料为干粉，蒸发液体或浸润在固体上的溶液蒸发后，物料在滑板上继续堆积。
4. 卧式蒸发器：在平面上放置物料，在是否贴附于表面的情况下，物料受加热而蒸发。
5. 多效蒸发器：是一种多段式的蒸发器，通过多个相同或不同的蒸发器串联，利用不同温度下的输出作为下一级输入，蒸发效率大幅提高。
不同类型的蒸发器有各自的特点：
1. 管式蒸发器：结构简单，容易清洗，能够适应高承受压力的场合。
2. 散热器蒸发器：温度控制容易，整体设备体积小，可有效节省空间并提高设备效率，但要求物料颗粒不宜过大，流体粘性
不宜过高。
3. 滑板式蒸发器：干燥速度快，对于一些难以形成稳定颗粒的物料有较好的干燥效果，但是需要较大的占地面积。
4. 卧式蒸发器：设备布置方便，可以处理大批量物料，但是物料质量容易受到环境、气流等因素的影响。
5. 多效蒸发器：连续蒸发效率高，产品受污染较低，但设备成本相对较高。