第八章蒸发浓缩设备
合集下载
蒸发浓缩与设备—蒸发工艺(生物制药设备课件)
料液方向
项目三 蒸发工艺
蒸汽进入第一效释放潜热 后以冷凝水排出，第一效产 生的二次蒸汽温度很高，是 过热蒸汽，用管道引入到第 二效的加热室，在对有来自 第一效的浓缩液加热后，以 冷凝水从底部排出。第二效 所产生的二次蒸汽温度仍然 很高，被导入到第三效加热 室，在对第二效浓缩液加热 后，以冷凝水排出。
物料方向
项目三 蒸发工艺
加热蒸汽进入第一效加入 室放热后冷凝成液体，从底 部排出。在第一效产生的二 次蒸汽被引入第二效加热室， 在对第一次浓缩液加热后冷 凝成液体而排出。第二效产 生的二次蒸汽进入第三效对 第二次浓缩液加热，释放热 量后形成冷凝成液体排点及应用
项目三 蒸发工艺
3.平流三效蒸发工艺流程
在平流蒸发流程中，原料液 分别加入到各效蒸发器中，浓缩 液分别从各效引出并汇集到贮存 罐。工业蒸汽从第一效进入，放 热后形成冷凝液从底部排出，产 生的二次蒸汽进入第二效加热室， 释放热量后形成冷凝液排除，第 二效产生的二次蒸汽进入第三效， 在第三效释放热量后形成冷凝液 排出。
1.单效蒸发
料液蒸发产生的的二次蒸汽， 经除沫器分离出液沫后，进入冷 凝器与冷却水直接混合成冷凝液， 原料液蒸发后成为浓缩液从蒸发 器排出。
项目三 蒸发工艺
性能及应用
单效蒸发流程操作简单， 工艺条件易于控制。适合 于蒸发黏度较高的溶液， 也可以用于易结垢和易结 晶料液的蒸发。缺点是耗 用加热蒸汽量大，能量利 用率低，需要反复蒸发浓 缩才能达到预定浓度指标。
项目三 蒸发工艺
任务二
多效蒸发工艺
项目三 蒸发工艺
1.并流三效蒸发工艺流程
在并流三效蒸发流程中， 原料液和加热蒸汽的流动具有 相同的方向。原料液进入第一 效蒸发器，蒸发后浓缩液被输 送进入第二效，经蒸发后，第 二次浓缩液进入第三效蒸发， 最后所得浓缩液又称为完成液， 从蒸发器底部放出，进入贮存 罐贮存备用。
食品工厂机械与设备思考题答案（终极版）
食品工厂机械与设备第二章物料输送设备3.食品厂通常采用哪些类型的泵输送液体食品原料？它们的适用场合如何？（1）离心泵：常用于低粘度液料（包括工艺用水），液体介质（如热水、冷水、冷冻盐水等）输送。
（2）螺杆泵：常用于高粘度粘稠液体及带有固体物料的浆料的输送。
（3）齿轮泵与罗茨泵：两者都属于会转型容积泵，常用于输送粘稠物料，调高流体压力或作计量泵用。
（4）水环泵：常用的真空设备，也作为物料输送泵，如果酱、番茄酱等带有块粒的料液。
4.气流输送与流送槽输送系统有何异同点？答：相同点：都是将物料沿一定的管路从一处输送到另一处的输送设备。
不同点：气流输送：源动力是气流的动压或静压。
物料要求散粒物料，如面粉、大米、糖、麦芽。
流动槽输送：源动力是水力。
物料要求是块状或颗粒状，可与水分离5．试比较碟阀、球阀、塞阀和座阀的特点与适用场合。
①碟阀：结构简单、体积小、体重轻，只由少数几个零件组成；蝶阀处于完全开启位置时，对流体所产生的阻力很小，且具有较好的流量控制特性；卫生级蝶阀在全开状态清洗时不存在死角。
一般作直通截止阀用。
特适用于剪切敏感流体产品，如酸乳和其他发酵乳制品的输送管路。
②球阀：开关轻便，体积小，口径范围大，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态。
从清洁角度看，它的卫生性不如蝶阀，因为在全开状态下，阀芯球面不能被清洗液冲洗到。
适用场合与蝶阀类似。
三通型球阀可用于需要改变流体输送流向的场合。
③塞阀：塞子可方便地从阀体上取出。
适用场合：罐器的放料口④座阀：密封性好适用场合：流路第三章清洗机械与设备1.分析讨论水果加工过程中，哪些对象宜用机械方式进行清洗？至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有原料、包装容器和加工设备三大类。
①针对果蔬原料清洗的器械：滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机；②针对包装容器清洗的器械：洗瓶机（双端和单端式全自动洗瓶机）、洗罐机③针对加工设备清洗的器械：CIP系统（就地清洗或现场清洗）。
第八节蒸发浓缩设备
第八节蒸发浓缩设备蒸发是将稀溶液加热沸腾，使溶剂气化而将溶液浓缩的过程。
食品工厂生产的原料或半成品中，如果蔬汁液及牛奶等，一般含有大量的水分（约75％～90％左右），而有营养价热敏性很强的物质，制成成品时，既要提高其浓度，又要保存食品溶液原有的色、香、味，所以对食品溶液进行浓缩，是一个比较复杂的过程。
对其工艺流程的设计、设备的选型、制造加工和具体操作均有较高的要求。
随着科学技术的发展，食品溶液的浓缩趋向于低温、高速、连续。
蒸发浓缩是食品工厂中使用最广泛的浓缩方法。
其设备随着生产发展的需要，不断改进和更新。
不少新的结构型式，从化工、医药工业引进来，推动了浓缩工艺和设备的发展。
同时，其他浓缩方法如冷冻浓缩、离心浓缩、超滤浓缩等也逐步在食品工厂中试用和推广1蒸发浓缩设备的分类和选择蒸发设备通常是指创造蒸发必要条件的设备组合，而蒸发过程的必要条件是：①供应足够的热能，以维持溶液的沸腾温度和补充因溶剂气化所带走的热量；②促使溶剂蒸气迅速排除。
蒸发设备由蒸发器（具有加热界面和蒸发表面）、冷凝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型式很多，按不同的分类方法可以分成不同的类型。
1.1类型及特点（1）按蒸发面上的压力分①常压浓缩设备溶剂气化后直接排入大气，蒸发面上为常压，如麦芽汁煮沸锅，常压熬糖锅等。
设备结构简单、投资省、维修方便，但蒸发速率低。
②真空浓缩设备溶剂从蒸发面上气化后进入负压状态，采用真空浓缩有很多优点：a加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差△t可以增大；b可利用压强较低的蒸汽作为加热介质；c由于溶剂的蒸发温度较低，有利于保存物料中的营养成分和色、香、味；d由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。
但缺点是：a由于真空浓缩，须有抽真空系统，因而增加附属设备及动力；b由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量消耗大。
（2）按加热蒸汽被利用的次数分:①单效浓缩设备。
食品机械设备第八章
2. 下列几种真空装置中， 产生的真空度最易受季节影响。
1.A. 蒸汽喷射泵 B. 水力喷射泵 C. 干式真空泵 D. 水环真 空泵
3. 降膜式蒸发器出口处的二次蒸汽速度约有＿＿m／s。
Ａ．10
B. 50 C. 150
D.300
三、选择题
4. 加热管内径为40mm的升膜式蒸发器，其高度至少有 __ __m。
容易，适用
的料液增浓。但
小，
长，
低，不能连续生产。
4. 外加热式强制循环式真空蒸发浓缩锅的特点是:可调节
速度、可
改善
条件、使几个
共用一个
成为可能。
二、填充题
5. 升膜式蒸发器的特点是：①
短，适用于
料液；②
高速二次蒸汽具有良好的
作用，故尤其适用于
；
③
引起沸点升高，故最好控制
进料；④ 一般组
成
效流程使用；⑤ 不适用于
（ ）1自然循环管式浓缩锅
A
加热蒸汽与料液呈并流
（ ）2带搅拌的夹套式真空浓缩锅
B
加热蒸汽与料液呈逆流
（ ）3强制循环外加热式真空浓缩锅 C
黏度大时循环效果差
（ ）4升膜式蒸发器
D
不能连续生产
（ ）5降膜式蒸发器
E
循环速度可调
四、对应题
2．找出以下蒸发设备与其特点的对应关系，并将第二列的 字母填入第一列对应项的括号中。
小，但由于
不易清洗，因此在食品工业中很少采用。
11. 真空蒸发浓缩系统中的冷凝器主要作用是将来自
的
冷凝成水，
从而降低了后续
系统的负荷。冷凝器有
式和 式两种型式。
一般的蒸发系统多采用 者， 从这种型式的冷凝器出来的不凝性气体主
食品机械与设备：第八章 浓缩设备
自然循环外蒸发器如图8.4（2） 所示。除无循环泵以外，基本构 成与强制循环式相同。但加热室 只能垂直安装。
真空浓缩设备的基本结构
真空蒸发浓缩设备主要构成： 蒸发器 冷凝器 除沫器 真空系统
蒸发器
蒸发器是真空蒸发浓缩系统的主体，由加热室与分离室（蒸发室）两 部分构成，食品料液在此受到加热发生汽化，产生浓缩液和二次蒸汽。
2 降膜式蒸发器
结构与升膜式蒸发器相似 主要区别是料液从加热器顶部加入，经料液分布器分配进入加热器，沿管壁成膜状向下流。 因此其分离室位于加热室的下方。加热室管的顶部或内部安装料液分布器。
料液分布器-核心部件
作用：使料液在加热管内均匀成膜并阻止二次蒸汽上升。 常用的布膜器。 （1）螺纹导流杆-导流管是有螺旋形沟槽的圆柱体，料液通过沟槽后沿管壁周边 旋转流下； （2）锥形导流杆-导流管下端锥体端面向内凹入，以免液体再向中央聚集； （3）齿形溢流口-利用加热管上端管口的齿缝来分流液体，液流被均匀分割成数 个小液流，然后在表面张力作用下形成均匀的环形液膜； （4）旋流导流器-圆筒型结构，靠管子上端的旋液器分流液体，液料由进料口进 入后在离心力作用下，沿内壁旋转流下而形成液膜。
工作原理（过程）
料液自加热器顶部加入，在降膜料液分 布器作用下，沿管内壁成液膜状均匀进 入加热管。 液膜在自身重力作用及二次蒸汽的快速 流动的诱导下沿管内壁成液膜状下降。 汽液混合物进入蒸发分离器进行分离， 二次蒸汽由分离器顶部排出，浓缩液则 由底部出料泵抽出或由泵送回器身顶部 重新蒸发。
升降膜式蒸发器
阀出料。
盘管式蒸发器的特点
优点： 结构简单、制造方便、操作稳定、易于控制； 盘管为扁圆形截面，液料流动阻力小，通道大，适于黏度较高的液 料； 由于加热管较短，管壁温度均匀，冷凝水能及时排除，传热面利用 率较高； 便于根据料液的液面高度独立控制各层盘管内加热蒸汽通断及其压 力，以满足生产或操作的需要。
真空浓缩设备的基本结构
真空蒸发浓缩设备主要构成： 蒸发器 冷凝器 除沫器 真空系统
蒸发器
蒸发器是真空蒸发浓缩系统的主体，由加热室与分离室（蒸发室）两 部分构成，食品料液在此受到加热发生汽化，产生浓缩液和二次蒸汽。
2 降膜式蒸发器
结构与升膜式蒸发器相似 主要区别是料液从加热器顶部加入，经料液分布器分配进入加热器，沿管壁成膜状向下流。 因此其分离室位于加热室的下方。加热室管的顶部或内部安装料液分布器。
料液分布器-核心部件
作用：使料液在加热管内均匀成膜并阻止二次蒸汽上升。 常用的布膜器。 （1）螺纹导流杆-导流管是有螺旋形沟槽的圆柱体，料液通过沟槽后沿管壁周边 旋转流下； （2）锥形导流杆-导流管下端锥体端面向内凹入，以免液体再向中央聚集； （3）齿形溢流口-利用加热管上端管口的齿缝来分流液体，液流被均匀分割成数 个小液流，然后在表面张力作用下形成均匀的环形液膜； （4）旋流导流器-圆筒型结构，靠管子上端的旋液器分流液体，液料由进料口进 入后在离心力作用下，沿内壁旋转流下而形成液膜。
工作原理（过程）
料液自加热器顶部加入，在降膜料液分 布器作用下，沿管内壁成液膜状均匀进 入加热管。 液膜在自身重力作用及二次蒸汽的快速 流动的诱导下沿管内壁成液膜状下降。 汽液混合物进入蒸发分离器进行分离， 二次蒸汽由分离器顶部排出，浓缩液则 由底部出料泵抽出或由泵送回器身顶部 重新蒸发。
升降膜式蒸发器
阀出料。
盘管式蒸发器的特点
优点： 结构简单、制造方便、操作稳定、易于控制； 盘管为扁圆形截面，液料流动阻力小，通道大，适于黏度较高的液 料； 由于加热管较短，管壁温度均匀，冷凝水能及时排除，传热面利用 率较高； 便于根据料液的液面高度独立控制各层盘管内加热蒸汽通断及其压 力，以满足生产或操作的需要。
浓缩设备PPT课件
热板有升膜式、降膜式两种结构。出于加热蒸汽分布和产 品分布均匀要求，它们的换热板结构与普通板式热交换器 的换热板在供产品进出和加热介质进出的开孔大小、数量、 形状、位置不同。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
29
降膜式板式蒸发器
料液从加热器左上侧进入后分两路均匀地分布在各加热片上。
料液流道两侧为加热蒸 汽室，从加热板上方进 入，蒸汽流向与产品流 向相同。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
10
夹套式蒸发器的特点
这种蒸发器的加热面积小，料液 温度不均衡，加热时间长，料液通道 宽，通过强制搅拌加强了加热器表面 料液的流动，减少了加热死角，适宜 于果酱、炼乳等高黏度料液的浓缩。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
11
（二） 中央循环管式蒸发器
中间有一根直径很大的管子，称 为中央循环管。由于中央循环管单位 体积溶液占有的传热面比其他加热管
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
25
（五） 刮板薄膜式蒸发器
刮板式真空蒸发器是通过旋转的刮 板使液料形成液膜的蒸发设备。蒸发器 的结构: 转动轴、物料分配盘、刮板、 轴承、轴封、蒸发室的夹套加热室等部 分构成。
液料从进料管以稳定的流量进入随 轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下， 通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用 沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄 膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩， 同时受重力作用下流，瞬间另一块刮板 将浓缩液料翻动下推，并更新薄膜，这 样物料不断形成新液膜蒸发浓缩。
溶液溶质溶液溶液溶液三相平衡曲线精选ppt65食品工厂机械与设备第八章浓缩设备冷冻浓缩系统基本装臵贮罐1中的料液用泵2输送到括板式换热器3进行冷却生成微小的冰晶成为带冰晶的悬浮液此冰晶液在再结晶罐4中部分冰晶熔化部分变大成为冰晶较大的悬浮液浮液中的浓缩液通过下部的过滤得到收集成为浓缩产品而带有料液的冰晶再进入分离器5进行分离料液从下部再循环经2进行再冷却结晶而冰晶熔化成为水排出系统
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
29
降膜式板式蒸发器
料液从加热器左上侧进入后分两路均匀地分布在各加热片上。
料液流道两侧为加热蒸 汽室，从加热板上方进 入，蒸汽流向与产品流 向相同。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
10
夹套式蒸发器的特点
这种蒸发器的加热面积小，料液 温度不均衡，加热时间长，料液通道 宽，通过强制搅拌加强了加热器表面 料液的流动，减少了加热死角，适宜 于果酱、炼乳等高黏度料液的浓缩。
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
11
（二） 中央循环管式蒸发器
中间有一根直径很大的管子，称 为中央循环管。由于中央循环管单位 体积溶液占有的传热面比其他加热管
食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备
25
（五） 刮板薄膜式蒸发器
刮板式真空蒸发器是通过旋转的刮 板使液料形成液膜的蒸发设备。蒸发器 的结构: 转动轴、物料分配盘、刮板、 轴承、轴封、蒸发室的夹套加热室等部 分构成。
液料从进料管以稳定的流量进入随 轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下， 通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用 沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄 膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩， 同时受重力作用下流，瞬间另一块刮板 将浓缩液料翻动下推，并更新薄膜，这 样物料不断形成新液膜蒸发浓缩。
溶液溶质溶液溶液溶液三相平衡曲线精选ppt65食品工厂机械与设备第八章浓缩设备冷冻浓缩系统基本装臵贮罐1中的料液用泵2输送到括板式换热器3进行冷却生成微小的冰晶成为带冰晶的悬浮液此冰晶液在再结晶罐4中部分冰晶熔化部分变大成为冰晶较大的悬浮液浮液中的浓缩液通过下部的过滤得到收集成为浓缩产品而带有料液的冰晶再进入分离器5进行分离料液从下部再循环经2进行再冷却结晶而冰晶熔化成为水排出系统
蒸发浓缩与设备—循环式蒸发器(生物制药设备课件)
项目一 循环式蒸发器
2.外加热循环蒸发器工作过程
料液在加热室中加热后，沿加热管 上升，经除沫器除沫后进入分离室， 进行大量汽化。由于循环管内浓缩液 温度低，密度大，在重力作用下，沿 循环管下降再次进入加热室受热汽化， 形成蒸发循环运动，当浓度符合要求 后即可停止蒸发，从浓缩液出口放出。
项目一 循环式蒸发器
外加热式自然循环蒸发器适用于，蒸发过程中无结垢或结垢不 严重的浓缩场合，特别适用于低沸点溶剂的蒸发，和较低浓度、大 蒸发量物料的初步浓缩工序。
项目一 循环式蒸发器
任务二
中央循环蒸器
项目一 循环式蒸发器
一、蒸发浓缩基本知识
蒸发：发生在液体表面的汽化，是物质从液相转变为气 相的一种方式 液体上方所受的压力越高沸点越高，压力越低沸点越低。
项目一 循环式蒸发器
循环动力
由于中央循环管直径大，液体受热不均匀，因而密度大；加热管直径
小温度高，其中的料液受热汽化后密度减小，与中央循环管中的料液形成
密度差，在重力作用下产生循环流动，循环速度一般
。
0.4 0.5m s
性能和应用
加热管束直径小，表面积大，所以这种蒸发器的传热面积可达几百平方
米，传热系数可达 600 W/(m2 C) 。 3000W/(m 2 C)
项目一 循环式蒸发器
二、循环式蒸发器
1.中央循环蒸发器
中央循环管式蒸发器由加热室和汽液分离室 组成。在分离室顶部安装有除沫器，蒸发器的 下底采用封头密封，封头上设计有浓缩液出口 和冷凝液出口
在加热室内 直径较小的列管叫加热管，直径大 的称中央循环管，又叫降液管。降液管既是 循环流动的回流通道，又是原料液进入
由于环隙截面积大，在本蒸 发器中，料液循环速度可达
第八章 蒸发浓缩设备
54
混合室：冷凝水和不凝性 气体随冷水排出；
扩散室：热交换冷凝水； 附件：挡板、排水管、冷 却水出口、冷水进口等
55
B、工作原理
工作时，借助离心水泵的动力，将水压入喷嘴， 由于喷嘴处的截面积突然变小，水流以高速（达 15-30m/s）射入混合室和扩散室，这样在喷嘴 出口处便形成负压，二次蒸汽不断被吸入，并与 冷水进行热交换，二次蒸汽凝结为冷凝水，同时 夹带不凝性气体，随冷水一起排出，这样既达到 冷凝，又起到抽真空的作用。
9
结晶性 后果：浓度增加时 晶粒析出 传热 措施：夹套带搅拌浓缩器或强制循环
粘滞性：
后果：浓度增大 腐蚀性 措施：不锈钢、石墨加热管或耐酸搪瓷夹层蒸发器
10
粘度增大
流速
传热
措施：选用强制循环，刮板式或降膜式
2、满足工艺要求：如浓缩比，浓缩比的收缩率，能 否保持溶液特性；
3、传热效果好，传热系数高，热利用率高；
6、说明汽液分离器的作用、类型和相关特点； 7、论述升膜式和板式蒸发器的结构、特点及工作 过程。
62
1）大气式冷凝器（又 称干式高位逆流冷凝器） 二次蒸汽由冷凝器的 下侧进入，向上通过隔 板间隙，与从冷凝器上 部进入的冷水逆流接触 冷凝，
50
不凝气体由上端排除， 进入汽液分离器，将液 滴分离后，再被抽真空 装置吸取排入大气中， 应用广泛。
51
2）表面式冷凝器
通过管壁间接加热， 加之壁垢的存在，两边 的温差大，其冷却水利 用浪费大，应用较少。
35
板式蒸发器的传热组合
36
加热板间蒸汽与物料之流程
37
进料管道：蒸汽进口、 料液进口；
附件：密封圈、调节板、 紧固件和支架等。
第八章蒸发与结晶设备讲课文档
蒸发后溶液浓度：
x2
Fx1 F W
式中：F—溶液的进料量，kg/h W—水分的蒸发量，kg/h L—浓缩液流量，kg/h
x1—料液中溶质的浓度，质量分率
x2—浓缩液中溶质的浓度，质量分率
第二十九页，共53页。
2.加热蒸汽消耗量
热量衡算：
D H s F h 1 L h 2 W H D h s Q l
循环蒸发结晶器
4.真空结晶设备
❖ 工作原理：
料液在结晶器内闪蒸浓缩，蒸除部分溶剂 蒸发吸热降低了自身温度
❖ 特点：
没有传热面积，避免了在传热表面上析出晶体 省去了换热装置，其结构简单、投资较低
第四十三页，共53页。
三、结晶设备的计算
1.物料衡算（结晶量）
全物料衡算式： G1＝G2＋G3＋W
度太大的溶液
第十九页，共53页。
C、升—降膜式蒸发器
构造：
由加热室和分离室组成 加热室由升膜管束和降膜管束组
合而成，蒸发器底部封头内有一 隔板，将加热管束均分为二 分离室在加热室的底部侧面，与 抽真空设备相连
第二十页，共53页。
工作原理：
物料先进入升膜加热管进行 升膜蒸发，料液从底部上升至 顶部
❖ 不适用于易结晶、结垢物料的蒸发
类型：升膜式、降膜式、升降膜式
第十一页，共53页。
A、升膜式蒸发器
构造：
由加热室和分离室组成
加热室有许多垂直长管， 常用的加热管直径为25～ 50mm，管长和管径之比约
为100～150
分离室在加热室的顶部侧 面，与抽真空设备相连
第十二页，共53页。
工作原理：
原料液预热至沸点或接近
第八章蒸发与结晶设备
第一页，共53页。
生物工程设备08第八章 蒸发浓缩、结晶设备1
第八章 蒸发浓缩、结晶设备
蒸发浓缩是利用加热的方法使溶液中的一 部分溶剂汽化后除去，得到浓度较高的料液 的一种操作过程。常用作沉析、结晶、干燥 等操作之前的预处理。
结晶是溶液中的溶质在一定条件下因分子 有规则的排列而结合成晶体的操作。它是溶 质提纯和得到固体颗粒的一种方法。
第一节 蒸发浓缩设备
一、蒸发条件
多效蒸发是将各效的操作压力依次降低， 相应的液体沸点也依次降低，从而使二次 蒸汽作为下一效的加热蒸汽，通过几次利 用而达到节能目的的。
多效蒸发的流程根据物料走向与蒸汽走 向的关系分为：顺流、逆流、错流。
2、二次蒸汽压缩：由于产生的二次蒸汽温 度较低，用来作加热蒸汽时温度差太小， 影响了二次蒸汽的利用及多效蒸发的效果 和效数。采用热泵即：蒸汽喷射泵或机械 泵加压来升高二次蒸汽的压力，使二次蒸 汽得到更好的利用，达到节能的目的。
2、传热系数高，热的利用率高； 3、动力消耗小，易于加工制造，维修方便， 节省材料，又满足强度要求；
4、根据物料不同的性质选择蒸发器类型； 物料的性质有：耐热性、结垢性、发泡
性、结晶性、腐蚀性、粘滞性。
六、蒸发设备
1、外循环蒸发器
加热室置于蒸发室外，通过循环管与之 连接。分自然循环型及强制循环型。
2、利用沸点升高可测量和控制蒸发器内料 液的浓度。
五、蒸发设备的类型和选择原则
（一）类型
1、按照液体循环方式：自然循环型、强制 循环型、无循环型；
2、按液体在传热面上的形状：膜式、浸液 式；
3、按加热器的类型：直接加热型、夹套加 热型、管式加热型、板式加热型等；
（二）选择原则
1、满足工艺要求，浓缩比适当，收得率高， 保持溶液的特性；
2、连续式：使物料一次性、连续地通过 蒸发装置，又叫一次式或单程式。适用于 热敏性物料，处理量大，设备利用率高， 但浓度不易控制；
蒸发浓缩是利用加热的方法使溶液中的一 部分溶剂汽化后除去，得到浓度较高的料液 的一种操作过程。常用作沉析、结晶、干燥 等操作之前的预处理。
结晶是溶液中的溶质在一定条件下因分子 有规则的排列而结合成晶体的操作。它是溶 质提纯和得到固体颗粒的一种方法。
第一节 蒸发浓缩设备
一、蒸发条件
多效蒸发是将各效的操作压力依次降低， 相应的液体沸点也依次降低，从而使二次 蒸汽作为下一效的加热蒸汽，通过几次利 用而达到节能目的的。
多效蒸发的流程根据物料走向与蒸汽走 向的关系分为：顺流、逆流、错流。
2、二次蒸汽压缩：由于产生的二次蒸汽温 度较低，用来作加热蒸汽时温度差太小， 影响了二次蒸汽的利用及多效蒸发的效果 和效数。采用热泵即：蒸汽喷射泵或机械 泵加压来升高二次蒸汽的压力，使二次蒸 汽得到更好的利用，达到节能的目的。
2、传热系数高，热的利用率高； 3、动力消耗小，易于加工制造，维修方便， 节省材料，又满足强度要求；
4、根据物料不同的性质选择蒸发器类型； 物料的性质有：耐热性、结垢性、发泡
性、结晶性、腐蚀性、粘滞性。
六、蒸发设备
1、外循环蒸发器
加热室置于蒸发室外，通过循环管与之 连接。分自然循环型及强制循环型。
2、利用沸点升高可测量和控制蒸发器内料 液的浓度。
五、蒸发设备的类型和选择原则
（一）类型
1、按照液体循环方式：自然循环型、强制 循环型、无循环型；
2、按液体在传热面上的形状：膜式、浸液 式；
3、按加热器的类型：直接加热型、夹套加 热型、管式加热型、板式加热型等；
（二）选择原则
1、满足工艺要求，浓缩比适当，收得率高， 保持溶液的特性；
2、连续式：使物料一次性、连续地通过 蒸发装置，又叫一次式或单程式。适用于 热敏性物料，处理量大，设备利用率高， 但浓度不易控制；
浓缩蒸发设备
注意事项
02 注意观察蒸发液体的颜色和状态变化，及 时调整操作参数。
03
定期清洗和更换过滤器，保持设备良好运 行状态。
04
操作过程中严禁超压运行，防止设备损坏 和危险发生。
常见故障与排除方法
故障一
加热器温度过高或过低
原因
加热器故障或温度传感器失灵。
排除方法
检查加热器和温度传感器是否正常，如有问题及 时维修或更换。
工作原理
浓缩蒸发设备通常由加热器、蒸发器、冷凝器、真空 泵等主要部件组成。液体在加热器中被加热至沸腾状 态，产生的水蒸气在蒸发器中与加热元件接触，被进 一步加热并迅速上升至冷凝器。在冷凝器中，水蒸气 被冷却并重新凝结成水，而可挥发性组分则随水蒸气 一起排出。真空泵的作用是维持设备内部的真空状态 ，以降低沸点，提高蒸发效率。
浓缩蒸发设备
目 录
• 浓缩蒸发设备概述 • 浓缩蒸发设备的类型 • 浓缩蒸发设备的设计与选型 • 浓缩蒸发设备的操作与维护 • 浓缩蒸发设备的发展趋势与未来展望
01 浓缩蒸发设备概述
定义与工作原理
定义
浓缩蒸发设备是一种用于处理大量液体的工业设备， 通过加热和蒸发的方式，将液体中的水分或其他可挥 发性组分分离出来，从而达到浓缩的目的。
04 浓缩蒸发设备的操作与维 护
操作规程与注意事项
启动前检查
确保设备周围无杂物，检查各部 件是否正常，开启水源和电源。
操作步骤
开启电源后，调整蒸发温度和压 力至适宜范围，启动循环泵，开 始浓缩蒸发。
操作规程与注意事项
• 停机操作：关闭加热源和循环泵，待设备冷却后关闭电源。
操作规程与注意事项
ห้องสมุดไป่ตู้
01
检查电源线路和水路 是否正常，确保设备 安全运行。
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计算培训教材(PPT110页)
低，在一定操作压强下，沸点比纯溶液要更高。
节能：蒸发过程要消耗大量热能，但也产生温度较高的二次蒸汽和 冷凝水，合理回收二者能量有助于节能。
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发设备类型和基本结构
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页) 蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
中央循环管式蒸发器1
加热室设置中央粗管和周围细管目的— 使溶液在两种管内因受热程度(最终为汽 化分率)出现差异,密度出现差异,形成溶 液内部的自然循环流动。
悬筐式
对中央循环管型的改进，环隙截面积是 沸腾管的100%~150%，溶液循环速度为1~ 1.5m／s。
易清洗。 适用于：蒸发时有少量晶体析出的溶液。
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发与一般传热的区别
虽然也为传热过程，但蒸发有别于一般传热，表现为 四点：
蒸发与一般传热的区别； 溶液浓度的升高,将导致其物理性质变化—腐蚀性增强,粘度
增大,易结晶结垢,有时产生泡沫,有些溶液有热敏性； 相对于纯溶剂，溶液中含有不挥发性的溶质，其蒸汽压要更
蒸发器加热室不易清洗。 适用于处理结垢不严重，腐蚀性较小的溶液。
节能：蒸发过程要消耗大量热能，但也产生温度较高的二次蒸汽和 冷凝水，合理回收二者能量有助于节能。
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发设备类型和基本结构
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页) 蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
中央循环管式蒸发器1
加热室设置中央粗管和周围细管目的— 使溶液在两种管内因受热程度(最终为汽 化分率)出现差异,密度出现差异,形成溶 液内部的自然循环流动。
悬筐式
对中央循环管型的改进，环隙截面积是 沸腾管的100%~150%，溶液循环速度为1~ 1.5m／s。
易清洗。 适用于：蒸发时有少量晶体析出的溶液。
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发浓缩所用设备工艺流程和工艺计 算培训 教材(PP T110 页)
蒸发与一般传热的区别
虽然也为传热过程，但蒸发有别于一般传热，表现为 四点：
蒸发与一般传热的区别； 溶液浓度的升高,将导致其物理性质变化—腐蚀性增强,粘度
增大,易结晶结垢,有时产生泡沫,有些溶液有热敏性； 相对于纯溶剂，溶液中含有不挥发性的溶质，其蒸汽压要更
蒸发器加热室不易清洗。 适用于处理结垢不严重，腐蚀性较小的溶液。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第八章蒸发浓缩设备
13
二、单效真空浓缩设备
（一）特点
1、真空下蒸发浓缩，配有抽真空装置； 2、蒸汽一次利用，热能利用率高，但是二次蒸汽
未充分利用； 3、结构简单，操作方便，传热系数高，操作控制
容易；
第八章蒸发浓缩设备
14
4、传热面积小（管道），生产能力低，料液循 环差，盘管表面易结垢。
5、清洗困难。
（二）应用
果酱、果汁和炼乳等生产中。
第八章蒸发浓缩设备
15
（三）中央循环管式浓缩锅
基本结构
1）锅体：锅底、加热室— 蒸汽容纳空间
2）加热器体：中央循环管 (截面积为总面积的40%－ 100%）和上下管板及加热 管束（直径25mm－ 75mm)
第八章蒸发浓缩设备16来自液料在管内流动而加热蒸 汽在管束之间流动。
➢ 热敏性：番茄酱等
后果：失活，色泽和风味改变，产品质量降低。
措施：低温短时，各种薄膜式或真空度较高的蒸发 浓缩器
➢结垢性：
后果：积垢 热阻
蒸发效能
停产
措施：高速流防止积垢生成，采用流速大的升膜式
第八章蒸发浓缩设备
9
或强制循环的蒸发设备，或电磁防垢、化学防垢，易 于清洗。
➢ 发泡性：浓缩液中产生大量气泡
后果：溶液损失、产品损耗；污染其它设备，停产。
措施：增加流速，高速流冲破泡沫。降低二次蒸汽流 速，防跑泡现象或设法分离回收泡沫，消除发泡。
管内流速很大的升膜式或强制循环、长管薄膜式结晶 性：晶体析出；是否需要搅拌装置或强制循环
第八章蒸发浓缩设备
10
➢ 结晶性 后果：浓度增加时 晶粒析出 传热 措施：夹套带搅拌浓缩器或强制循环 ➢ 粘滞性： 后果：浓度增大 粘度增大 流速 传热 措施：选用强制循环，刮板式或降膜式 ➢ 腐蚀性 措施：不锈钢、石墨加热管或耐酸搪瓷夹层蒸发器
B、管内静液面低，由静压头产生的沸点升高很 小；
第八章蒸发浓缩设备
26
C、蒸发时间短，几秒至十余秒，适用于热敏性 物料；
D、高速二次蒸汽破沫性能好，适用于易起泡沫 的物料；
E、二次蒸汽螺旋上升，料液易粘壁，不适用于 粘度大的物料。
第八章蒸发浓缩设备
3）管道（口）：真空系 统、料液进出口、不 凝气出口、冷凝水出 口、二次蒸汽出口
第八章蒸发浓缩设备
17
4）蒸发室：料液液面上 部圆筒空间—汽液分离， 防止料液被二次蒸汽带走
5）附件：人孔、仪表、 取样口及视镜等。
第八章蒸发浓缩设备
18
单效真空浓缩锅
第八章蒸发浓缩设备
19
（四）使用注意事项
1、一般开始操作时，先通入加热蒸汽于锅内赶走空气， 后开启抽真空系统，造成锅内真空；
3
蒸发过程的完成有两个必要条件：
1）热能的供应：它包括维持沸腾的温度、补充因 溶剂汽化所带走的热量、设备消耗的热量等；
2）溶剂蒸汽的排除；
第八章蒸发浓缩设备
4
二、浓缩设备的分类
1、按压力分：
➢ 常压浓缩设备：蒸发面为常压； ➢ 真空浓缩设备：蒸发面上气化后处于负压状态，
其特点见教材P175。
第八章蒸发浓缩设备
➢ 非膜式：大蒸发面。它按料液管路中流动，管路
又分为盘管式浓缩器、中央循环管式浓缩器
第八章蒸发浓缩设备
7
薄膜式： 刮板式
升膜式
管式薄膜蒸发器：降膜式
离心式
升降膜式
板式
非膜式：中央循环管式蒸发器
外加热式
盘管式
带搅拌的夹套加热式
第八章蒸发浓缩设备
8
第一节 真空浓缩设备
一、真空浓缩设备的选择
1、物料自身的特性
第八章蒸发浓缩设备
2
一、有关概念
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。
2、非平衡浓缩：利用半透膜来分离溶质和溶剂的
过程，即两相用半透膜隔开，因此，分离不是靠 两相的直接接触，故称非平衡浓缩。
3、蒸发：将稀溶液加热沸腾，使溶剂汽化而将溶
液浓缩的过程。
第八章蒸发浓缩设备
第八章蒸发浓缩设备
11
2、满足工艺要求：如浓缩比，浓缩比的收缩率，能 否保持溶液特性；
3、传热效果好，传热系数高，热利用率高； 4、结构合理紧凑，操作清洗更换方便，且安全可靠
第八章蒸发浓缩设备
12
5、尽可能小的功率消耗，如搅拌动力或真空动 力消耗等
6、合理选择材质和制造维修方便； 7、符合食品卫生法要求； 8、有一定的安全防护措施；
第八章蒸发浓缩设备
21
2、分类
1）按液膜形成方式分：自然循环式蒸发器和强 制循环式蒸发器；
2）按液膜运动方向分：升膜式蒸发器、降膜式 蒸发器和升降膜式蒸发器。
第八章蒸发浓缩设备
22
3、升膜式蒸发器
与中央循环管式浓缩锅的区别： 中央循环管式浓缩锅的料液是依靠传热产生 的重度差排浓缩液，液面上的二次蒸汽靠负压排 出。而升膜式蒸发器是依靠膨胀的二次蒸汽产生 向上的升力，二次蒸汽浓缩液进入分离器。
第八章 食品浓缩机械与设备
第八章蒸发浓缩设备
1
本章主要内容
➢ 真空浓缩设备的分类和选择 ➢ 单效真空浓缩设备(中央循环管式浓缩锅) ➢ 膜式蒸发浓缩设备(升膜式蒸发器、板式蒸发器) ➢ 真空浓缩装置的辅助设备
重点：真空浓缩设备的选择、中央循环管式浓缩 设备、升降膜式蒸发浓缩设备；
难点：中央循环管式浓缩设备的工作原理。
5
2、按蒸汽利用的次数分：
➢ 单效浓缩设备：一次利用 ➢ 双效浓缩设备：二次利用 ➢ 多效浓缩设备：三次或三次以上利用 ➢ 带有热泵的浓缩设备：热泵再次加热利用
第八章蒸发浓缩设备
6
3、按料液的流程分：
➢ 单程式：
➢ 循环式： 自然循环和强制循环
4、按料液分布状态分：
➢ 薄膜式：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。
2、待加热器体内充满液体后，再开蒸汽阀门； 3、取样检验，达到所需浓度时，解除真空即可出料； 4、加热蒸汽压力应视不同物料选择，不宜太高，否则
易发生焦管现象。
第八章蒸发浓缩设备
20
（五）液膜式蒸发浓缩设备
1、特点
料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流动 （上升、下降或上升与下降组合），从而使蒸发 面积增加，提高浓缩效率。
第八章蒸发浓缩设备
23
结构
加热管（蒸发器）： 直径为30mm50mm的管子， 长径比为100－ 150
汽液分离器：
碰撞型
离心型
过滤型
第八章蒸发浓缩设备
24
进口：蒸汽进口、料液进口
出口：浓缩液出口、二次蒸 汽出口、冷凝水出口
第八章蒸发浓缩设备
25
特点
A、一般为单流型，即料液经一次浓缩基本达到 成品浓度而排出；