第六章真空浓缩设备.pptx

第一节 蒸发器的分类、结构和特点
一、分类 (一)按二次蒸汽利用次数分：
1、单效浓缩装置。 2、多效浓缩装置。
(二)按料液流程分： 1、循环式：自然与强制循环。 2、单程式：
(三)按加热器结构分： 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。
食品工程原理
九、离心式蒸发器
• 特点：结构紧凑，传 热效率高，蒸发强度 高
• 料液停留时间极短， 约1s，
• 制品品质优良，能较 好保持原有色、香、 昧和营养成分。
• 适于热敏性物料，是 一种新型、高效的浓 缩设备。
• 但对粘度大、易结晶 的料液不适用，其结 构较复杂，造价高。
完成液
原料液
二次蒸汽
二、冷凝器
功能：将二次蒸汽冷凝，对不凝气体分离，减轻真空系统 负荷。
（一）间接式冷凝器 二次蒸汽与冷却水间接传热，有列管式、板式、螺旋 板式和淋水管式。 特点：冷凝液可回收利用，但传热效率低，故用作冷凝 的较少。
（二）直接式冷凝器 （混合式） 分为逆流式和喷射式。 二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。
• 该类蒸发器在国内糖厂应用 较多。
中央循环管蒸发器动画
四、强制循环式蒸发器
• 主要由列管式加热器、 分离室和料液循环泵组 成。
• 料液强制循环，在加热 器出口减压、沸腾，分 离室内进行汽液分离；
• 该蒸发器为分批作业
• 优点为流速大，达34m/s，传热系数较高， 可防止料液结垢；当加 热蒸汽与料液之间的温 差较小时（3-5℃）， 仍可进行操作。不足是 动力消耗大．
三、真空装置
(一) 作用：抽出不凝结气体，保证系统的真空度，降 低浓缩锅内压力，使料液在低温下沸腾。 不凝气体来源： ①溶解于冷却水中的空气。 ②料液中分解的气体。 ③设备泄漏。
(二) 常用真空装置 1、蒸汽喷射器 2、往复式真空泵 3、水环式真空泵
蒸汽喷射泵
• 优点是抽气量大，真空度高，安装运行和维修简便，价廉， 占地面积小。
强制循环蒸发器动画
强制循环蒸发器 这是烧碱厂的强制循环蒸发器
外循环 连续式真空浓缩机
生产能力：1000 kg/h
单元操作：蒸发
五、升膜式蒸发器
• 由加热室、分离室和循环管等 组成。
• 料液在加热管中部沸腾汽化。 在上部产生二次蒸汽，流速可 达100—l60/s。料液沿管内壁 成膜状上升，并不断蒸发。
多功能刮板浓缩罐
立式刮板式浓缩器
八、板式蒸发器
• 优点：蒸发时间很短，2s左右，液流分布均匀，不易结垢。 传热系数高。可处理高粘度的料液，结构紧凑，拆卸清洗方 便
• 可用于牛奶、果汁，豆。蛋、糖汁，低盐酱油等多种食品的 浓缩。
板式浓缩装置
4效
1效
2效 3效
板式四效蒸发器
第四效蒸发器
第五章 传 热
• 亦称盘管式浓缩锅， 由上下锅体、加热 盘管、汽液分离器 等组成。
• 料液分批浓缩。二 次蒸汽由上部排入 汽液分离室，成品 由锅底卸出。
单元操作：蒸发
盘管式真空浓缩机
组成:蒸发器、加热盘管 分离器、仪表箱 水力分离器
特点：体积小、成本低 操作维修方便
型号：1000型 700型 300 型
蒸发量：300－1000kg/h
冷凝水
加热蒸汽
单元操作：蒸发
第二节 真空浓缩设备的附属装置
主要附属装置：捕集器、 冷凝器、蒸汽喷射器和真 空装置等。 一、捕集器
（一）惯性捕集器：在二次 蒸汽流的通道上设置挡板， 一般其直径比二次热汽入 口直径大2.5～3倍。
（二）离心型捕集器：利用 离心力分离。
在蒸汽流速较大时，分离 效果较好， 但阻力亦较 大。
加热面积：3－10 m2
三、中央循环管式蒸发器
• 加热室中中央循环管的截面 一般为加热管束总面积的40 ％以上。
• 料液由于受热程度不同，产 生重度差，从边上上升、中 间下降，在分离室进行汽液 分离。
• 二次蒸汽由顶部排出。料液 经中央循环管下降，再进入 加热管束，形成自然循环。 浓缩后的制品由底部卸出。
1．逆流式冷凝器
2、喷射式冷凝器
安装要求：
• ①水泵至喷射器冷却水入 口的管路，尽量减少管件 和弯头，减小阻力损失；
• ②排水管要求垂直，如必 须曲折时，折角不大于45°, 转折不多于两次；
• ③各接口要求严密，避免 泄漏；
• ④连接扩散管出口的尾管 长度，一般在2m以上，且 不伸入循环水池之水中。
第六章 真空浓缩设备
内蒙古农业大学 食品科学学院 陈忠军 副教授
主要内容：
一、蒸发器的分类、结构和特点 二、真空浓缩的附属装置 三、单效真空浓缩设备 四、多效真空浓缩设备 五、蒸发设备选型
真空浓缩设备概述
浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。
真空浓缩：在负压下，以较低温度浓缩。 特点： (1) 料液沸点低，浓缩速度快。 (2) 能用低压蒸汽为热源。 (3) 利于保持食品营养成分。 (4) 能耗小。 (5) 真空系统投资大，功耗大。 (6) 沸点降低，蒸发潜热增大。
一、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。 • 适于果酱、蜜饯、糖浆、
乳品、豆浆晶、食用胶 等高粘度料液的浓缩。
主要技术参数 蒸发量 300L／h， 蒸汽耗用量 340kg／h， 蒸汽压力＜196kPa， 真空度 82．9～88.0kPa。
二、盘管式蒸发器Βιβλιοθήκη • 优点：占地少，传热效率较高， 料液受热时间短，在加热管内 停留10—20s。
• 适于浓缩热敏、易起泡和粘度 低的液料。缺点是一次浓缩比 低，进料量需严格控制。
升膜式蒸发器动画
六、降膜式蒸发器
特点：
①利用重力作用成膜，能蒸发粘度 较大的料液，且受热时间短，适 于热敏性强的物料；
②料液的沸点均匀，有效温差较大， 传热效果好，节约蒸汽。
③蒸发管较长，沸腾泡沫易受热破 裂，因此适于蒸发易生泡沫的物 料；
④清洗方便； ⑤适于浓度较大，不易结晶、结垢
的物料。 目前这类设备在乳品、果汁等食品
工业中应用最广。
降膜式蒸发器动画
七、刮板式蒸发器
• 有立式、卧式两类。
• 加热时间为2～3S。 加热区域可分成几段， 采用不同压力的蒸汽
• 特点：传热系数高， 适于高粘度（最高达 100Pa.s）的料液或 含有悬浮颗粒的料液。