第八章 食品浓缩设备

2）薄膜式：料液在蒸发时被分散成薄膜状。薄膜式蒸 发器又可分为：升膜式、降膜式、刮板式、离心式薄膜 蒸发器、板片式蒸发器等。薄膜式蒸发器的水分蒸发快， 因其蒸发面积热利用率高，但结构较非膜式复杂。
蒸发器的选型
蒸发器有很多种类和型式，必须根据物料的具体特性， 按不同的需要进行选择。
(1)热敏性 对热过程很敏感，受热后会引起产物发生化 学变化或物理变化而影响产品质量的性质称为热敏性。 如发酵工业中的酶是大分子的蛋白质，加热到一定温度、 一定时间会变性而丧失其活力，因此酶液只能在低温短 时间受热的情况下进行浓缩，才能保存活牲。又如番茄 酱和其他果酱在温度过高时，会改变色泽和风味，使产 品质量降低。这些热敏性物料的变化与温度和时间均有 关系。因此，食品工业中常用低温蒸发，或在较高温度 受热蒸发来解决热敏性物料蒸发过程的特殊要求。一般 选用各种薄膜式或真空度发浓缩器。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
2.逆流法 料液与蒸气流动方向相反； 原料由末效进入，用泵依次输送至前效， 浓缩液由第一效底部取出。 加热蒸气的流向仍是由第一效顺序至末效。 特点： ➢ 浓度较高的料液在较高温度下蒸发； ➢ 粘度不高； ➢ 传热系数较大； ➢ 效间需用泵输送； ➢ 无自蒸发；
这种流程可协调两种流程的优缺点，适于粘度极高料液 的 浓缩。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
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蒸发浓缩设备的分类
1、蒸发设备由蒸发器(具有加热界面和蒸发表面)、冷疑器 和抽气泵等部分组成。由于各种溶液的性质不同，蒸发要
求的条件差别很大，因此蒸发浓缩设备的形式很多，按不 同方法可以分成不同的类型。 2、按蒸发面上的压力分：
设备类型
蒸汽耗量（T） 每蒸发1吨水 每生产1吨粉
国产单效蒸发器
1.15
7.6
不带热泵
国产双效带热泵
0.46
3
丹麦五效带热泵
0.14
0.94
使用蒸汽压力
0.8Mpa
水耗量
每蒸发1吨水
每生产1吨粉
3.0
192
10
64
带冷却水塔，循环使用几乎不耗水
效数
理论最小值 2实020/际8/1最9 小值
单效 1 1.1
双效 1/2 0.57
三效 1/3 0.4
四效 1/4 0.3
五效 1/5 0.2710
蒸发量与传热量成正比，在多效蒸发中 ➢没有提高蒸发量； ➢节约了加热蒸汽； ➢设备投资增加；
因此,在相同的操作条件下，多效蒸发器的生产能力并 不比（传热面积相等的）单效蒸发器的生产能力大。
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多效浓缩设备的流程
1.顺流法 蒸气和料液的流动方向一致，均从第一效到末效。 特点： ➢ 蒸发室的压强依效序递减，效间流动不需泵； ➢ 沸点依效序递降，前效料进入后效时放出显热，供
一部分水汽化； ➢ 浓度依效序递增，高浓度料液在低温下蒸发，对热
敏性物料有利。
➢ 沿流动方向浓度增高，传热系数下降。
食品工厂机械与设备
第八章 浓缩设备
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
第八章 浓缩设备
浓缩与食品加工 食品工业中的浓缩设备
第一节 真空蒸发浓缩设备 第二节 冷冻浓缩设备
本章小结 思考题 自测题
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浓缩与食品加工
浓缩是除去食品料液中部分水分的单元 操作，在食品加工中有着重要的地位。例如 鲜乳、果蔬榨取得到的原汁、植物性提取液 （如咖啡、茶）、生物处理（酶解、发酵） 分离液等均含有大量的水分，为便于运输、 贮存、后续加工以及方便使用等，往往需要 进行浓缩。
引入后一个蒸发器的加热室作为热源，就成为多效蒸发。可 以把后效蒸发器的加热室看作前效的冷凝器，而末效的二次 蒸汽则送去冷凝。
多效蒸发要求：后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低。 多效蒸发中，二次蒸气的潜热得到较为充分的利用，提高了 加热蒸气的利用率。
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单位蒸气消耗量和耗水量
➢ 高温加热面上易引起结焦和营养物质的破坏。
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加热蒸汽
浓缩液
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冷凝水
2 冷凝水
至冷凝器
3
原料液
冷凝水
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平流法 原料液分别加入各效中，浓缩液也分别自各效底部取出， 蒸气流向仍是由第一效流至末效。此种流程适用于处理蒸发
过程中伴有结晶析出的溶液。 4. 混流法 效数多时，也可采用顺流和逆流并用的操作，称为混流法，
3、根据料液的流程分类 循环式(有自然循环式与强制 循环式之分)和单程式。循环式比单程式热利用率高。
4、根据加热器结构形式分类 非膜式和薄膜式。
1）非膜式：料液在蒸发器内聚集在一起，只是翻滚或 在管中流动，形成大蒸发面。非膜式蒸发器又可分为： 夹套式浓缩器、盘管式浓缩器；中央循环管式浓缩器。
1）常压浓缩设备 溶剂汽化后直接排入大气，蒸发面上为
常压，如麦芽汁煮沸锅，熬糖锅等。
2)真空浓缩设备 溶剂从蒸发面上汽化后进入负压状态，蒸
发温度低、蒸发速率高。 真空浓缩设备的型式很多，一般可按下列方法分类
根据加热蒸汽被利用的次数分类 单效浓缩设备；二效浓缩 设备；多效浓缩设备，带有热泵的浓缩设备。
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食品浓缩的目的
1、作为干燥的预处理，降低产品的加工热量 消耗；
2、可提高喷雾干燥的产品粒度，提高其冲调 性、分散性、复原性；
3、提高产品的保藏性如炼乳、浓缩果汁等； 4、减少产品的体积和重量，便于运输； 5、是结晶操作的必要预处理工序； 6、提取果汁中的芳香物质；
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蒸发浓缩的几个术语
加热蒸气：为蒸发操作提供热能的水蒸汽，亦称生蒸气。 二次蒸气：被蒸发的物料所产生的蒸气。 单效浓缩：料液只经加热蒸汽加热浓缩一次，所得二次蒸汽
不用于该料液的加热蒸发浓缩操作为单效浓缩。 将若干个蒸发器串联起来，将前一个蒸发器产生的二次蒸汽
食品浓缩设备的分类
1、蒸发浓缩设备（利用气液之间的平衡将溶剂除 去，外部提供热能）
2、冷冻浓缩设备（利用固液之间的平衡将溶剂变 为冰晶而除去，使溶液浓度提高）
3、离心浓缩设备（利用溶质与溶剂之间的密度差， 利用离心力的差异而使其部分分离，使溶液得到浓 缩）；
4、超滤浓缩设备（利用溶剂与溶质之间的分子大 小之间的差异和超滤膜的筛分功能使其分离从而使 溶液得到浓缩）；