真空浓缩设备培训课程

二、选型原则
• （一）物料的粘度 料液的原有粘度及蒸发过程中粘度 不断增大，使物料流速降低，传热系数减少，生产能力下降， 对这种物料，宜选强制循环型、刮板式或降膜式蒸发器。
• （二）热敏性 对热敏性强的物料，浓缩时要求受热时间 短、温度低，否则易引起分解或变质；一般宜选液料在器内 停留时间短，真空度较高的薄膜蒸发器，如片式、离心式的 蒸发设备。若允许料液在较低温下，较长时间受热，或液料 浓度较低，浓缩比不高时，可用盘管式真空蒸发器。
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
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。
平流 ３效蒸发流程图
单元操作：蒸发
三效逆流真空浓缩机
主要用于果酱的浓缩
蒸发量：12000 kg/h
1效 2效 3效 料液 温度：72 57 42 0C
加热 温度：143 72
57 0C
加热 面积： 15 200 150 m2
成品浓度：5％－28％
单元操作：蒸发
一、顺流式双效降膜真空浓缩设备
（一）组成与流程 • （二）用途和特点 这种设备适用于牛乳、果汁等热敏性物
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
（二）单效离心式真空浓缩设备
• 以瑞典引进的ALFA-LAVAL公司引进的单效离 心式真空浓缩设备为例：
• 设备由双联过滤器、平衡桶、输送泵、离心蒸 发器、真空、冷凝和清洗装置等组成。
• 特点是产品品质优良、浓度高（一次浓缩至84 ％固形物),传热效率高，清洗维护方便。
单效离心式真空浓缩设备
第四节 多效真空浓缩设备
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。
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
• （三）结垢性 结垢是液料在浓缩过程中因粘度增大、悬 浮的微粒积沉、局部焦化过热等因素所造成。结垢后，增加 热阻，降低传热系数，甚至使作业无法运行。故宜选刮板式 或强制循环型蒸发器。
• （四）结晶性 若浓缩过程中有晶体析出，易沉积于传热 面上，影响传热效果，宜选带搅拌的或强制循环型蒸发器。 刮板式蒸发器亦适用。
料的浓缩，效果好，质量高，蒸汽与冷却水的消耗量均较低， 并配有清洗装置，操作方便。 • (三)主要技术参数 • 生产能力（水分蒸发量）为1200kg／h； • 杀菌条件为86—92℃保温24s； • 一效加热温度为83～90℃； 一效蒸发温度为70～75℃； • 二效加热温度为68～74℃； 二效蒸发温度48～52℃； • 物料受热时间为3min； • 蒸汽压力（表压）为500kPa；蒸汽消耗量为 620kg／h； • 冷却水耗量为12t/h。
• 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
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。
含量)； • 蒸汽消耗量为 800kg／h； • 冷却水消耗量为21t ／ h（以进水温度 16℃ ，排水温度 38℃
计); • 电动机总功率为25kW。
第五节 选 型
一、选型要求和应考虑的因素
• （一）料液的性质 包括成分组成、粘滞性、热敏性、发 泡性、腐蚀性，是否含有固体、悬浮物、是否易结晶、结垢等。 • （二）工艺要求 包括处理量、蒸发量二料液和浓缩液的 进出口的浓度和温度、连续作业和间歇作业等。 • （三）产品质量要求 符合卫生标准。色、香、味和营养 成分等。 • （四）当地资源条件 包括热源、气象、水质、水量和原 料供给情况等。 • （五）经济性和操作要求 包括厂房占地面积和高度、设 备投资限额和传热效果、热能利用、操作和维修是否方便等。
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。
主要技术参数： 水分蒸发量：800kg/h ； 进料量：1210kg／h（进料总乳固体含量 25.65％); 生产率：410kg／h（出料总乳固体含量74％); 蒸汽耗量：465（kg／h）（蒸汽表压 800KPa); 耗水量：水压300kPa（表压),22℃15m3/h； 电机总功率：约10.4kw。 本设备的特点是能量消耗少，操作稳定，清洗方便。
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。
• 效率较低，为 30％～50％。 真空度较低，为2.0～ 4.0kPa。
水环真空泵工作原理
第三节 单效真空浓缩设备
（一）单效降膜式真空浓缩设备 以德国WINGGAND公司引进的单效降膜式真空浓缩系
统为例 主要由加热室、分离室、热压泵（蒸汽喷射器)、物料泵、 冷凝水泵、水环式真空泵、螺杆泵及贮料桶等组成。适用 于牛乳浓缩。
顺流式双效降膜真空浓缩设备
单元操作：蒸发
双效降膜真空浓缩机
主要用于奶、果汁的浓缩
蒸发量：2400 kg/h
1效 2效
料液 温度：73
48 0C
加热 温度：84
70 0C
加热 面积：23.6 12.2 m2
成品浓度：45％－50％
二、混流式三效降 这种设备适用于牛乳等热敏性液料的浓缩操 作，其特点如下：
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。
• 缺点是要求蒸汽压力较高，蒸汽量稳定，需要较长时间运转， 才能达所需真空度。排出的气体还有微小压强。
四、真空泵 （一）往复式真空泵
（二）水环式真空泵（水环泵）
• 结构简单。易于制造，操 作可靠，转速较高，可与 电机直联，内部不需润滑， 可使排出气体免受污染， 排气量较均匀，工作平稳 可靠。
• 但因高速运转，水的冲击 使叶轮与轮壳磨损，造成 真空度下降，需经常更换 零件。
• 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。
• 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