真空浓缩设备食品加工
第六章 食品浓缩、干燥机械与设备
一、浓缩于干燥的概念
●浓缩是从溶液中除去部分溶剂的操作过程，是使溶质和溶剂的均匀混合液实现部分分离的过程，旨在提高溶液的浓度。
常用的浓缩方法有常压加热浓缩、真空浓缩、冷冻浓缩、结晶浓缩等。
●干燥是在物料内部的溶剂借助于分子扩散作用从固相物料溶质相对完全除去的过程，即从食品或食品物料中除去水分的过程。
由于溶液中水分的去除不是采用加热蒸发方法，而是靠从溶液到冰晶的相间传递，所以可避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。
3、对浓缩设备的要求
（1）适应物料性质，符合工艺要求和食品卫生。
（2）保证达到要求的浓度。
（3）合理使用加热蒸汽和二次蒸汽，降低全厂耗气量和燃料耗用量。
（4）在一定容积内尽量增大其加热面积，以减少金属耗量和占地面积。
（5）蒸发效能好，具有较高的传热系数，热能利用率高。
（6）结构简单，制造、安装、维修和清洗方便。
（5）在浓缩过程中，可提取果汁中的芳香物质。
2、干燥的目的
（1）去除物料中水分，减少其体积和重量，便于产品的贮藏和运输。
（2）满足食品含水量的要求，防止微生物在成品中繁殖，延长贮存时间。
（3）抑制贮藏中的生化反应，保证产品质量。
（4）经干燥和其他工艺处理，制成不同风味和形状的产品。
三、浓缩于干燥的一般方法
但浓缩盘管中心处的物料相对来说距加热管较远与同一液位物料相比密度较大呈下降趋势故受热蒸发的那部分物料不但密度大而且液位又高必向盘管中心处下落从而形成了料液自锅壁及盘管处上升又沿盘管中心向下的反复循环状态
第六章食品浓缩、干燥机械与设备
知识目标:
●掌握常用浓缩方法（真空浓缩、冷冻浓缩）的工作原理及特点。
（2）表面式冷凝器
（3）低水位冷凝器
真空浓缩设备介绍
冷冻浓缩装置系统
• 冷冻浓缩操作包括结晶和分离两个部分
一、冷冻浓缩的结晶装置：直接冷却式和间接冷却式两种。直接冷却式可利用 水分部分蒸发的方法，也可利用辅助冷媒（如丁烷）蒸发的方法。间接冷却式 是利用间壁将冷媒与被加工料液隔开的方法。间接冷却式又可分为内冷式和外 冷式
应用范围
• 任何一种加工工艺都有一定的适用范围，笔者经过分析，认 为冷冻浓缩工艺比较适合粘度较小饮品的浓缩，如植物水提 取液、苹果汁等，原因是这种物料流动性好，有利于溶液内 部溶质分子的迁移。相反，粘度较大的饮品，如橙汁等，在 实践上不适合使用冷冻浓缩工艺(尽管理论上可以)，原因是 橙汁含果胶多，低温时果胶更粘，溶液内部溶质分子的迁移 阻力很大。
真空浓缩设备的分类
• 1.按加热蒸汽被利用的次数分为单效、双效、多效浓缩设备。 • 2.按浓缩料液的流程：单程式和循环式
其中循环式：自然循环与强制循环 • 3.按加热器的结构形式：盘管式、中央循环管式、升膜式、降
膜式、刮板式浓缩 • 4.按操作的连续性：间歇式和连续式
一般间歇式多用于单效浓缩．连续式则多应用于双效及多效浓 缩。
真空浓缩设备介绍
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真空浓缩设备
真空浓缩的优点: 1、温度梯度大； 2、可用低压蒸汽、真空浓缩操作是在较低的温度下进行的，设备与室内的温度差 小，减少了设备使用时的热量损失； 3、减少营养损失，提高食品质量， 真空浓缩降低了牛乳蒸发时的沸腾温度，可避 免其中的热敏性物料受高温影响而使产品质量下降。 4、沸点低、设备热损失少。 沸腾温度的降低，提高了加热蒸汽与沸腾流体之间的 温度差，增大了传热量，使蒸发过程加快，生产能力提高，为利用二次蒸汽、 节约能源创造了条件，如双效、多效浓缩及热泵等。 其不足之处主要在于： 1、由于真空浓缩必须设有真空系统，增加了附属设备及其动力消耗，相应的工程 投资也要增加； 2、由于液体的蒸发潜热随沸点降低而增加，所以真空浓缩的耗热量大。
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
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。
混流式三效降膜真空浓缩设备工作流程
混流式三效降膜真空浓缩设备工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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第十章--浓缩设备
• （2）非平衡浓缩
• 是利用半透膜来分离溶质和溶剂的过程，两相用膜隔开， 因此分离不是两相的直接接触，故称非平衡浓缩。利用半 透膜的方法不仅可以分离溶质和溶剂，而且也可以分离各 种不同大小的溶质，因此，统称为膜分离。
• 浓缩设备的分类及特点
• 蒸发浓缩设备一般由蒸发器、冷凝器和抽气泵等部件组成 。根据不同的分类依据可分成不同类型。
作的压力是自动分配的，且逐级降低。
多效真空浓缩设备操作流程大致可分为顺流、逆流、平
流、混流和额外蒸汽运用 。
1）并流法：
• 溶液与蒸汽的流 动方向相同，即 均由第一效顺序 至末效。
• •
特点： 原料液由泵泵入一效罐。由于蒸发室压力由一效至末效依
次递减，故料液在效间流动不需用泵； • 由于料液沸点依效序递降，因而当前效料液进入后效时， 便在降温的同时放出其显热，供一小部分水分汽化（自蒸发 ），可产生更多蒸汽，节省蒸汽; • 由于后效溶液浓度较前效大，且温度低，使传热系数降低 ，影响传热（末效蒸发困难）。 • (但高浓度料液处于低温)对浓缩热敏食品是有利的。
• 注意事项
• 注意进料量、温度、黏度对成膜的影响。
• 特点 • 结构简单，制造方便，占地面积及空间体积小，投 资少，经济实用。减少了热敏性料液的分解，形成泡 沫少，适用于易起泡的料液；能防治结垢，适用于果
汁及乳制品的生产。
单效降膜式蒸发器
工作过程 结构 料液从顶部进入加热
器内，在降膜分布器 汽液分离器 的作用下，均匀地进 液体分布器 人加热管中，受二次 蒸汽的快速流动和本 加热器 身重力作用物料沿管 内壁呈膜状自然向下 流动，并受热不断蒸 发浓缩
上升；在管上部分由于膨胀的二次蒸汽而产生强的上升力，使 料液成薄膜状在管内上升，在管顶部成喷雾状，以较高速度进 入气液分离器，在离心力的作用下使气液分离。
真空浓缩设备的工作原理与分类
一、真空浓缩设备的工作原理与分类
所谓浓缩，就是从溶液中除去部分溶剂的单元操作。
食品生产中所需原料及半成品一般含有大量水分，约占原料的65％～95％，而营养成分及风味物质只占5％～10％，而且均属于热敏性强的物质。
如何在维持食品原有的色、香、味的同时提高产品浓度是一个复杂的过程。
全面利用现代生产技术，以达到低温、快速、连续、高效、节能是食品浓缩设备的发展方向。
食品浓缩的目的为：
①除去食品中大量水分，减少包装、储藏和运输费用。
②通过提高食品浓度，达到增加食品保藏性的目的。
③满足后续加工工艺过程的要求。
经常作为干燥或完全脱水的预处理，特别适合原液含大量水分的物料。
用浓缩的方法排除大部分水分比干燥更节能。
1.真空浓缩的原理及优缺点
（1）真空浓缩的原理溶液加热时，溶剂分子获得动能，当部分溶剂分子获得的能量足以克服分子间的吸引力时，溶剂分子会离开液面成为蒸汽分子。
若热能不问断供给，溶剂蒸气不断排除，则溶剂的汽化过程会持续进行。
这种将溶液加热至沸腾，使溶液中部分溶剂汽化并不断排除的过程就是蒸发。
食品工业中广泛应用真空蒸发进行浓缩操作。
（2）真空浓缩的优缺点
①优点。
a.增大了加热蒸汽与沸腾液之间的温度差（△T）；
b.可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽，采用多效蒸发，提高热能利率效率；
c.因溶剂的蒸发温度较低，适用于热敏性及易氧化物料的浓缩；
d.可减少微生物污染，起到预杀菌的作用。
第八章 真空浓缩设备ppt课件
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二、冷凝器
• 2、喷射式冷凝器：利用喷射泵的原理，用高速水流抽 出二次蒸汽，兼有冷凝和抽真空双重作用。
• 1、组成：由喷嘴，吸气室，混合室，扩散室等组成
• 2、优缺点：
– (1)兼有冷凝器及抽真空作用，故不必再配
真空装置。
– (2)结构简单，造价低廉，冷凝器自身没有
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- 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3
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。
• 液料置入锅内，通过蒸汽加热，并加搅拌，使 水分在低压条件下蒸发。二次蒸汽从顶部排除。
• 主要技术参数
• 蒸发量 300L／h，
• 蒸汽耗用量 340kg／h，
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四、升膜式蒸发器
• 由加热室、分离室和循环管等组成。
• 料液自加热室底部进入加热管内。加热蒸汽 在管束间流过，料液在加热管中部开始沸腾 迅速汽化。在加热管上部产生的二次蒸汽并 快速上升，流速可达100—l60m/s。料液在二 次蒸汽和抽真空的作用下，沿管内壁成膜状 上升，并不断被加热蒸发。
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•二、组成和流程
• 图8—22所示为PAR－22
／PAR－O1型芳香物质回 收设备流程图。由三级板 式蒸发冷凝器、预热器、 两个螺旋管冷凝器、计量 器和各种泵、阀构成。
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第六节 冷冻浓缩设备
• 定义
• 冷冻浓缩是将稀溶液中 的水分冻结成冰晶，并 去除这部分冰晶从而使 溶液中的溶质浓度得到 提高的浓缩方法。
• 有循环型、非循环型
食品加工机械与设备考试重点
一、名词解释1.CIP：CLEAN IN PLACE(原位清洗)CIP清洗即不分解生产设备，又可用简单操作方法安全自动的清洗系统2.均质：是指对脂肪球进行机械处理，使它们呈较小的脂肪球均匀一致的分散在乳中3.无菌灌装：将经过灭菌的食品（奶制品等）在无菌环境中包装，封闭在经过杀菌的容器中，以期在不加防腐剂、不经冷藏的条件下得到较长的货架寿命4.雾化:将料液稳定的喷洒成大小均匀的雾滴，并使其均匀的分布于干燥室的有效部分，与热空气保持良好的接触5.真空浓缩:是在减压下加热物料,使水分迅速蒸发汽化,并将汽化产生的二次蒸汽不断排除,从而使制品的浓度不断提高,直至达到产品浓度要求的一种工艺过程.6.冷冻干燥:又称升华干燥。
将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。
物料可先在冷冻装置内冷冻，再进行干燥。
但也可直接在干燥室内经迅速抽成真空而冷冻。
升华生成的水蒸气借冷凝器除去。
升华过程中所需的汽化热量，一般用热辐射供给。
7.中心管式热交换器:是将2个或3个不锈钢管以同心的形式套在一起,管壁之间留有一定的空隙(p89)8.喷雾干燥:是通过机械力的作用,使浓缩乳通过雾化器雾化成雾滴并与干燥介质接触使其中大部分水分不断被干燥介质带走而除去并得到符合要求的产品二、问答题喷雾干燥机理和特点(p110)谈谈超高温瞬时灭菌机的工作流程A.准备：从储料罐来的原料奶经过平衡罐进行准备B.预热：进入盘管第三层进行预热,C.预均质：经过预热的牛奶进入均质机第一次均质D.第二次预热：预均质后的牛奶进入第四层作第二次预热,E.直接进入超高温灭菌段(第一层盘管,蒸汽进行加热),灭菌时间为2s（牛奶在部队与135摄氏度的管内流动的时间），F.第二次均质：再进入第四层和第三层进行，热能回收在利用，消毒奶在第三层进入均质机进行第二次均质G.冷却和出料：进入第二层盘管进行冷却，出料温度在30摄氏度以下，从第二层盘管出来的成品奶进入包装阶段什么是硅藻土过滤器?硅藻式过滤器的优点?(p165)是利用硅藻土作为助滤剂的一种过滤设备袋装机的工作过程?(P96)抽真空的目的?最主要的目的是除氧,使微生物失去“生存的环境”,防止食品的腐败变质;同时，这也防止了食品因氧化而使食品变味、变质，以此达到食品较长时间储存和保鲜的效果。
《食品加工机械与设备》名词解释
1、不锈钢：不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。
3、辊压操作：辊压(Roll) 亦称辊轧。
辊压操作是指由旋转的成对压辊对物料施以挤压、摩擦，从而使得通过辊间的物料在此作用下变形成为具有一定形状规格的产品的操作。
1、普通低合金钢：普通低合金钢是一种含有少量合金元素（多数情况下其总量W总不超过3%）的普通合金钢。
3、照度定律：照度定义是在点光源垂直照射的情况下，被照射面上的照度与光源的发光强度成正比，与光源到被照射面之间的距离平方成反比。
E=I/r2 式中: E—在点光源垂直照射情况下，被照射面的照度(勒克目)，I—点光源的发光强度(流明) ，r—点光源和被照射面间的距离(m)4、巴氏杀菌：巴氏灭菌法(pasteurization)，亦称低温消毒法，冷杀菌法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法,现在常常被广义地用于定义需要杀死各种病原菌的热处理方法。
5、微波干燥器：微波设备主要由微波电源、微波发生器、连接波导，加热器及冷却系统等部分组成。
在微波干燥系统中，微波加热器是主要设备之一，其它还有如磁控管、功率监视器、匹配器等。
1、均质：食品加工中的均质就是指物料的料液在挤压，强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合，比如奶制品加工中使用均质机使牛奶中的脂肪破碎的更加细小，从而使整个产品体系更加稳定。
牛奶会看起来更加洁白。
均质主要通过均质机来进行的。
是食品、乳品、饮料的行业的重要加工设备。
3、辐射强度点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量，记作Ie，即Ie=dΦe/dΩ，式中dΦe是dΩ立体角元内的辐射通量。
4、真空浓缩：真空浓缩又称减压浓缩，是在较低的真空度下利用水的沸点降低原理将水分或其它溶剂蒸发掉，在工业生产中应用极为普通、保健食品生产中也采用最多。
1、宾格汉塑性流体汉塑性流体是非牛顿型流体。
食品机械 07第七章 浓缩
第七章浓缩设备第一节概述一、真空浓缩的优缺点及分类真空浓缩设备是食品工厂生产过程主要设备之一。
它利用真空蒸发或机械分离等方法来达到，目前多采用真空蒸发，它具有许多优点：(1)加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差可以增大。
(2)可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。
(3)由于低温浓缩，有利于食品溶液进行浓缩，减少体积及重量，便于运输及贮存。
(4)由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损失；(5)对料液起加热杀菌作用，有利于食品保藏．但也存在一些不足之处：(1)由于真空浓缩，须有抽真空系统，从而增加附属机械设备及动力。
(2)由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热消耗量大。
分类——真空浓缩设备的型式很多，一般可按下列方法分类：(一)按加热蒸汽被利用次数分 1.单效浓缩装置；2.多效浓缩装置；3.带热泵的浓缩装置。
食品工厂的多效浓缩装置，一般采用双效、三效，有时还带有热泵装置。
效数增多，有利于节约热能，但设备投资费用增加，所以效数的确定，必须全面分析，细致考虑。
(二)根据料液的流程来分 1.循环式：有自然循环式与强制循环式之分；2.单程式。
(三)根据加热器结构型式来分 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……等。
二、选择与要求选择浓缩设备时，必须考虑溶液是否具有下列几种性质：(一) 结垢性。
加热面生成垢层会增加热阻，降低传热系数，严重时使设备生产能力下降，甚至停产。
垢层常用化学或机械方法剥除，对垢层要定期清洗。
对容易生成垢层的料液，最好选取流速较大的强制循环型或升膜式设备。
（二）结晶性。
晶粒析出沉积传热面上，影响传热效果，严重的会堵塞加热管。
对于这类料液，宜采用夹套带搅拌的浓缩器或强制循环浓缩器。
（三）粘滞性。
随浓度增加，粘度也随着增加，使流速降低，传热系数随之减少，生产能力下降。
故对粘度较高的料液，不宜选用自然循环型，可选强制循环型、刮板式或降膜浓缩器等。
第4章 真空浓缩设备
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二、盘管式浓缩锅
它是生产炼乳和果汁食品厂使用的一种单 效浓缩设备。锅体内有盘管，管内通入加 热蒸汽，对管外的料液进行加热，使其自 然循环并蒸发浓缩。 适用于粘度大的料液的浓缩。其缺点是传 热面积小、料液循环差、盘管表面易结垢、 生产能力有限、不能连续操作、二次蒸汽 未能很好利用，仅适用于中小型工厂。
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升降膜蒸发器的特点
1. 符合物料的要求，初进入蒸发器时，物料浓度低， 蒸发速度较快，容易达到升膜的要求，物料经初步浓缩 后，在降膜式蒸发中受重力作用能沿管壁均布形成薄膜。 2. 经升膜蒸发后的汽液混合物进入降膜蒸发，有利于 液体均布，同时也加速物料的湍动和搅动，以进一步提 高传热效果。 3. 用升膜来控制降膜的进料分配，有利于操作控制。 4. 将两种浓缩过程串联，可以提高产品的浓缩比，降 低设备高度。 升降膜蒸发器适用于物料粘度变化大、水分蒸发量小、 厂房高度受限制的场合。
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第六节 真空浓缩装置 的附属设备
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2、工作过程
它的料液从上部的进料管 2 ，以稳定流量进入，先经由 转轴带动旋转的料液分配盘 7 ，在离心力的作用下，被 抛向夹套加热室内壁，这时料液受重力作用，沿着器壁 向下流动，在此同时，装在转轴上的刮板 6 把料液刮成 薄膜，这样料液受加热面的加热而蒸发。由于料液在重 力及离心力的作用，不断更新液膜，最后流集于底部， 从出口 4 排出。在浓缩过程所产生的二次蒸汽，可与浓 缩液并流，同方向进入汽液分离器分离排除，或者以逆 流方向上升到浓缩器顶部，经旋转的带孔叶板 8 ，把夹 带的液沫分离，从顶部出口9排出，进入冷凝器。
浓缩设备原理结构特性与性能特点
料液流程 蒸 发 器
热器结构
循环式 单程式
自然循环式 强制循环式
盘管式、中央循环管 式、升膜式、降膜式、片 式、刮板式、离心外加热 式浓缩器等。
第二节 真空浓缩设备
1.非膜式真空蒸发器
因加热蒸发时的液层较厚，非膜式蒸发器的普遍特点是传热系数小，料液受 热蒸发速度慢，加热时间长。常见的非膜式蒸发器有夹套式、盘管式、标准式和 强制循环式等。
盘管式蒸发器
标准式蒸发器
强制循环浓缩设备
第二节 真空浓缩设备
盘管式蒸发器 盘管式浓缩设备的结构
盘管式浓缩设备由盘管式加热室、蒸发室、冷凝室、抽真空装置、泡沫捕集器、进出 料阀及各种热工测量仪表所组成。
1—料液进口 2、8—加热蒸汽进口 3—外壳 4—加热室 5—浓缩液出口 6—冷凝水出口 7—中央循环管 9—蒸发室 10—除沫器 11—二次蒸汽出口
图7-2 中央循式蒸发器 标准式蒸发器的工作原理
食品料液经过竖式的加热管面进行加热，直径较小的沸 腾管束内的物料因受热强度较大，迅速沸腾，部分水分汽 化，使得料液膨胀、重度下降而上浮，进入加热室上部释 放出二次蒸汽，而后在直径较大、加热强度较低的中央循 环管中回流到加热室下方，形成自然循环；二次蒸汽在蒸 发室上部进一步与物料分离后于顶部排出。
1—泡沫捕集器 2—二次蒸汽出口 3—汽液分离室 4—蒸汽总管 5—加热蒸汽包 6—盘管 7—分气阀 8—浓缩液出口 9—取样口 10—疏水器
图7-1盘管式浓缩设备
第二节 真空浓缩设备
浓缩干燥机械设备的结构认识及维修保养(食品加工机械课件)
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一、概念及方法
1、浓缩：出去液态食品料液中部分水分后仍保持
液态的操作过程缩。
2
真空浓缩设备
一、真空浓缩装置的分类： ➢ 按料液的流程分：循环式、单程式 ➢ 按加热蒸汽被利用的次数分：单效浓缩设备、
多效浓缩设备。 ➢ 按加热器的结构形式分：中央循环管式、盘管
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式、升膜式、降膜式、片式、刮板式浓缩设备
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真空浓缩装置的辅助设备
本体：蒸发器 附属设备：分离器、
捕集器、 真空装置
4
冷冻浓缩设备
冷冻浓缩：使溶液中的一部分水以冰的形式析出， 并将其从液相中分离出去，从而使溶液浓缩的 方法。
1. 冷冻结晶设备 2. 冰晶悬浮液分离设备 3. 冷冻浓缩设备的装置系统
真空浓缩原理
真空浓缩原理真空浓缩是一种利用真空技术进行物质浓缩的方法，它在化工、制药、食品等领域有着广泛的应用。
真空浓缩原理是指利用真空条件下物质的汽化温度降低的特性，通过控制温度和压力，使溶剂在较低的温度下蒸发，从而实现物质的浓缩。
本文将对真空浓缩原理进行详细介绍。
一、真空浓缩的基本原理。
真空浓缩的基本原理是利用真空条件下物质的汽化温度降低的特性。
在常压条件下，液体的汽化需要克服大气压，而在真空条件下，液体的汽化温度随着压力的降低而降低。
因此，通过控制真空度，可以在较低的温度下实现物质的浓缩，避免了高温对物质的破坏。
二、真空浓缩的工艺流程。
真空浓缩的工艺流程一般包括加热、蒸发、冷凝和收集四个步骤。
首先，将待浓缩的溶液加热至其沸点以上，使其蒸发；然后，将蒸汽通过冷凝器冷凝成液体，最后收集浓缩后的物质。
在整个过程中，通过调节真空度和温度，可以实现对物质的精确浓缩。
三、真空浓缩设备。
真空浓缩设备一般包括蒸发器、冷凝器、真空泵和控制系统等部分。
蒸发器用于加热和蒸发溶液，冷凝器用于冷凝蒸汽，真空泵用于提供真空条件，控制系统用于调节温度、压力和真空度。
不同的物质和工艺要求会有不同的设备组合和操作参数。
四、真空浓缩的应用。
真空浓缩在化工、制药、食品等领域有着广泛的应用。
在化工领域，真空浓缩常用于有机溶剂的回收和废水处理；在制药领域，真空浓缩常用于药物的浓缩和干燥；在食品领域，真空浓缩常用于果蔬汁、奶制品等的浓缩和香精香料的提取。
五、真空浓缩的优势。
与常规浓缩方法相比，真空浓缩具有以下优势，首先，能够在较低的温度下进行浓缩，避免了高温对物质的破坏；其次，能够有效回收有机溶剂，降低生产成本；最后，操作简单、安全可靠，易于实现自动化控制。
六、真空浓缩的发展趋势。
随着工业技术的不断发展，真空浓缩技术也在不断完善。
未来，随着新材料、新工艺的不断涌现，真空浓缩设备将更加智能化、高效化，能够更好地满足不同行业的需求。
总之，真空浓缩原理是一种利用真空条件下物质的汽化温度降低的特性，通过控制温度和压力，实现物质的浓缩的方法。
浓缩机操作规程
浓缩机操作规程浓缩机操作规程一、设备介绍浓缩机是一种广泛用于化工、制药、食品、纺织等领域的高效浓缩设备。
其主要功能是利用加热器将液体中的水分蒸发掉，从而实现对溶液的浓缩。
该设备种类繁多，常见的有真空浓缩器、板式浓缩器、膜式浓缩器等。
在操作浓缩机时，需要遵守科学的操作规程，以确保工作效率和设备使用寿命。
二、设备准备1.检查浓缩机设备是否运转正常；2.清理浓缩机设备内部和外部；3.检查浓缩机配件和管路连接是否安全可靠；4.加入适量的溶液。
三、操作流程1.打开电源，启动加热器和搅拌器；2.调整加热器的温度和搅拌器的速度，根据溶液浓度和体积进行设置；3.观察溶液的沸腾程度，并根据实际情况调整加热器的温度和搅拌器的速度；4.当溶液浓缩到一定程度时，及时停止浓缩机的操作，避免出现溶液烧干等情况。
5.关闭加热器和搅拌器，待设备降温后方可进行下一步操作。
四、注意事项1.在操作过程中，应及时观察溶液的情况，防止出现溶液沸腾过剩或过度浓缩导致损坏设备的情况；2.对于不同种类的浓缩机，要根据具体使用说明书进行操作；3.浓缩机使用后，应及时进行清洗和维护；4.如遇到设备故障或操作不当导致问题，应及时联系维修人员进行维修处理；5.使用浓缩机时，应注意安全操作，避免发生意外事故。
五、总结浓缩机是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业的重要设备。
在使用浓缩机时，需要遵循科学的操作规程，进行设备准备、操作流程、注意事项等方面的规范操作。
良好的操作规程不仅可以提高工作效率，还可以延长设备的使用寿命，降低设备维护成本。
因此，对各种类型的浓缩机进行科学规范的操作，对于保证企业生产工艺的正常运行和降低生产成本具有非常重要的意义。
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为不凝性气体，一般是指空气。
• 6、雾沫挟带 对于气、液两相的分离设备或反应设备，若气相为连续相、液相
为分散相（例如板式蒸馏塔），而气相速度较大，部分液体会被气体吹散成液 滴并被气体带出。这种现象称为雾沫夹带。产生雾沫夹带会降低设备的分离效 率。
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Hale Waihona Puke 四、常压蒸发和真空浓缩蒸发操作可以在常压、加压或减压条件下进行。常压蒸发是指 冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或稍高于大气压力， 此时系统中的不凝性气体依靠本身的压力从冷凝器中排出。
减压下的蒸发通常称为真空蒸发，食品工业广泛应用真空蒸发 进行浓缩操作。因真空蒸发时冷凝器和蒸发器物料侧的操作压 力低于大气压，必须依靠真空泵不断从系统中抽走不凝性气体 来维持负压的工作环境。采用真空蒸发的基本目的是降低物料 的沸点。
教案首页
授课顺序 学时
课 第三节 蒸发器的附属设备
题
目 1、掌握冷凝器的作用、分类。 的 2、掌握分离器。 要 3、掌握真空系统。 求 4、了解预热器。
重
日期20
年月
点 重点：混合式冷凝器的结构、工作原理。 水环式真空泵的结构、工作原理及特点。
难
点
教
学
过
程
讲新课(另附)
教 具 挂 图
课 后 分 析
•饱和区 •沸腾区
•预热区
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•降 •膜 •式 •蒸 •发 •器
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小结
• 1、概念 • 浓缩 真空浓缩 加热蒸汽 二次蒸汽 不凝性气
体 雾沫挟带 闪蒸
• 2、浓缩的目的及基本过程 • 3、真空浓缩的优点 • 4、蒸嘎旗的分类 • 5、升膜蒸发的原理
真空浓缩设备食品加工
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.
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• 上述两种冷凝器，当真空蒸发时，
其内部处于负压状态。若无适当 措施，冷凝水无法排出。通常采 取的措施分两种：低位式和高位 式。
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高位式冷凝器
•高位式冷凝器置于10m
以上的高位，下部连接一
根很长管子，称为气压管
（俗称大气腿），靠集于
• 间接式冷凝器的特点：冷却水可回收利用，但
价格较高，用水量大，传热效率低。
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（二）直接式(混合式)冷凝器
• 直接式冷凝器分为逆流式和喷射式。 • 二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。 • 1、孔板式冷凝器：冷凝器是一个用钢板制成的圆筒，
直径为400-2,000mm。高度为1,200—5,000mm。 如图所示，内装有若干块钻有许多小孔的淋水板，淋 水板为交替放置的圆缺型或交替放置的盘环型。冷却 水自上引入，经淋水板小孔穿流而下，同时也经板边 缘溢流而下，二次蒸汽自下而上与冷却水逆流接触， 换热冷凝。混合的冷却水和冷凝水由下部排出，不凝 性气体由上方排出。
较大的液滴在重力作用下返回液面。乳品生产中常采用离心型分 离器。
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雾沫夹带的危害：
• 1、污染二次蒸汽； • 2、影响浓缩效率和蒸发能力，造成物料损失； • 3、若是多效蒸发，二次蒸汽夹带的雾沫将使
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真空浓缩与常压蒸发比较所具有的优点：
• 1、溶液沸点降低，增大了蒸发器的传热温差，所需的换热面积
减小。
• 2、溶液沸点低，可以应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热
源，有利于降低产品成本和生产费用。
• 3、蒸发温度低，即物料受热温度低，有利于浓缩热敏性物料。 • 4、蒸发器操作温度低，系统的热损失小。
• 常有以下几种型式：长管式、刮板式和板式等。乳品厂应用最多的是长管式蒸发器。 • 长管式蒸发器根据液膜的流动方向，又分为升膜式蒸发器和降膜式蒸发器 。
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三、升膜蒸发原理
•升 •膜 •式 •蒸 •发 •器
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.对于升膜式蒸发器，物料从管束下部引入。工作时，物料在加热
气压管中液体的静液压作
用把冷凝水排出。为了防
止外部空气进入真空系统，
气压管应插入溢流槽中。
低位冷凝器可直接安装在
地面上，由于高度降低冷• 1.外壳 2.进水口 3.冷凝
凝器产生的冷凝水需用泵水管 4.蒸汽进口 5.淋水板 6.
抽出。
不凝性气体管 7.分离器 8.气
压管
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3、喷射式冷凝器
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.
• 真空浓缩的缺点：蒸发温度低，料液黏度大，传热系数较小，
系统内为负压，完成液排出需用泵，冷凝水排出也需要用泵或 高位产生压力(液位差)排出。真空泵和输液泵能耗增加。
• 真空浓缩的操作压力取决于冷凝器中水的冷凝温度和真空泵的
性能。冷凝器操作压力的极限是冷凝水的饱和蒸汽压，所以它 取决于冷凝器的温度。真空泵的作用是抽走系统中的不凝性气 体，真空泵的工作能力愈大，就使得冷凝器内的操作压力愈易 维持，愈接近冷凝水的饱和蒸汽压。一般真空蒸发时，冷凝器 的压力为10～20kPa。
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2020/11/29
真空浓缩设备食品加工
§7-1 概 述
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一、概念
• 1、浓缩 从溶液中除去部分溶剂的单元操作。 • 2、真空浓缩 在负压下，以较低温度进行浓缩的单元操作。 • 3、加热蒸汽（饱和蒸汽或生蒸汽） 乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断
供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。
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六、闪蒸
• 急剧蒸发简称闪蒸，是一种特殊的减压蒸发。将热溶液的压力
降到低于溶液温度下的饱和压力，则部分水将在压力降低的瞬 间沸腾汽化，就是闪蒸。水在闪蒸汽化时带走的热量，等于溶 液从原压下温度降到降压后饱和温度所放出的显热。
• 在闪蒸过程中，溶液被浓缩。常见闪蒸的具体实施方法是直接
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.
• 蒸汽喷射热泵使用的蒸汽喷射器类似于蒸汽喷射真
空泵，称为热压泵，是在喷嘴附近低压吸入蒸发产 生的二次蒸汽，与高温高压的驱动蒸汽混合后，在 扩压管处达到蒸发所需加热蒸汽的压力和温度后用 作蒸发的加热介质。
• 机械压缩式热泵利用电动机或汽轮机等驱动往复式
或离心式压缩机，将二次蒸汽压缩，提高其压力和 温度，重新用作蒸发的加热蒸汽。
把溶液分散喷入低压大空间，使闪蒸瞬间完成。
• 闪蒸的最大优点是避免在换热面上生成垢层。闪蒸前料液加热
但并没浓缩，因而生垢问题不突出。而在闪蒸中不需加热，是 溶液自身放出显热提供蒸发能量，因而不会产生壁面生垢问题。
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七、热泵蒸发
为提高热能利用率，除采用多效蒸发外，还可通过一种 通称为热泵的装置，提高二次蒸汽的压力和温度，重新 用作蒸发的加热蒸汽，称为热泵蒸发，或称为蒸汽再压 缩蒸发。 热泵是以消耗一部分高质能（机械能、电能）或高温热 能为代价，通过热力循坏，将热由低温物体转移到高温 物体的能量利用装置。 常用的热泵有蒸汽喷射热泵和机械压缩式热泵。
• 为水力喷射器，由器盖、喷嘴、喷嘴托板、导向盘、器体、
扩散管等组成。工作时具有一定压力的冷水由上部进入后， 通过喷嘴喷射，形成低压，将二次蒸汽吸入，在混合室汽 与水直接混合，二次蒸汽凝结，并被水束带入下部扩散管， 一部分动能转为压力能，从下部管排出。喷射式冷凝器及 水力喷射器除有混合冷凝作用外，还具有抽真空的作用， 不再需要另装真空泵。
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§7-2 蒸发器
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一、蒸发器的分类
• 1、根据二次蒸汽被利用的次数分类 • (1)单效浓缩装置 • (2)多单效浓缩装置 • (3)带有热泵的浓缩装置
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• 2、根据料液流程分类 • (1)单程式 • (2)循环式：自然循环与强制循环
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日 班级
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第三节 蒸发器的附属设备
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一、冷凝器
冷凝器的作用：将二次蒸汽冷凝，同时将不凝 性气体分离，以减轻真空系统负荷。 冷凝器的分类：直接式和间接式。
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（一）间接式冷凝器
• 二次蒸汽与冷却水间接换热。有列管式、板式、
螺旋板式、淋水管式等。
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五、单效浓缩和多效浓缩
浓缩操作的效数是指二次蒸气被利用的次数。 如果浓缩生成的二次蒸汽不再被用作加热介质，而是直 接送到冷凝器中冷凝的蒸发过程，称为单效浓缩，是浓 缩中最简单的一种方法。如果两个蒸发器串联起来，第 一个蒸发器产生的二次蒸汽引入第二个蒸发器作为加热 蒸汽，第二个蒸发器产生的二次蒸汽送到冷凝器被冷凝 后排出，则称为双效蒸发，它是多效蒸发中最简单的一 种方法。
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•淋水板
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2、混合式冷凝器
• 如图所示，在圆筒型冷凝器中，上部装有洒水盘，在其
中部装有“隔筒”，用于预热物料的双螺旋盘管盘绕在 上面。二次蒸汽和不凝性气体进入混合式冷却器时首先 沿“隔筒”的周围从上向下流动，将盘管内的物料预热 后，大部分二次蒸汽被冷凝，剩余的二次蒸汽再由“隔 筒”的下口向上运动与下落的冷却水相遇混合后被冷凝。 因此，确切地说，这种冷凝器是直接混合式与低位组合 式冷凝器。
•原料液
•二次蒸气（被冷凝）
•蒸发器
•完成液
•加热蒸气
•冷凝水
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•1.加热器 2.加热列管 3.中间管 4.分离室 •5.捕沫器 6.冷凝器
蒸发器实质上是一个换热器，如图所示，由 加热室 1和汽液分离器 4两部分组成。加热 室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通 过换热，使间壁另一侧的物料加热、沸腾、 蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室4 中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为防止 液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除 沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸 汽，便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入 冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸 汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的 完成液由蒸发器底部排出。