食品工程原理—蒸发64页PPT
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化工原理蒸发ppt课件
Fw0 F W
F, w0, t0, h0
精选PPT课件
D, T, hc
F-W, w1, t1, h1
25
水分蒸发量：W
F
1
w0 w1
完 成 液 量 ： G F W F w0 w1
完 成 液 组 成 ： w1
Fw0 F W
式中：F——溶液的进料量；kg h1
W ——水份蒸发量（二次蒸汽的量）；kg h 1
精选PPT课件
22
（二）冷凝器 冷凝器的作用是冷凝二次蒸汽。冷凝器有间壁式和直接接触式两
种，倘若二次蒸汽为需回收的有价值物料或会严重污染水源，则应采 用间壁式冷凝器，否则通常采用直接接触式冷凝器。后一种冷凝器一 般均在负压下操作，这时为将混合冷凝后的水排出，冷凝器必须设置 得足够高，冷凝器底部的长管称为大气腿。
➢溶 液 循 环 速 度 高 ， 改 善 了 管 内 结 构情况 ➢传热速率较高
缺点：
➢设备费高 ➢占地面积大 ➢加热管内溶液滞留量大
适于处理易结垢，有晶体析出的溶液
精选PPT课件
8
3 .外热式蒸发器
这种蒸发器将加热室与分离室分 开，采用较长的加热管。
优点： ✓ 降低了整个蒸发器的高度，便于清
洗和更换； ✓ 循环速度较高，使得对流传热系数
精选PPT课件
3
蒸发流程的两个必要的组成部分：
➢加热溶液使溶剂汽化—蒸发器 ➢不断发时蒸汽
水蒸气
加热蒸汽 二次蒸汽
溶剂S
溶剂S 溶质A（不挥发）
加热
通常采用冷凝的方式将二次蒸汽排除。
精选PPT课件
4
蒸发设备
蒸发设备
蒸发器 辅助设备
加热室
分离室
中国农大食品工程原理 第11章(5) 蒸发
第11章 蒸发1．蒸发操作与特点使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽的单元操作称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。
分离的基础：溶质与溶剂的挥发性不同。
蒸发操作有两个目的：1）浓缩溶液（即脱除溶剂，制取浓缩液）； 2）净化溶剂（即脱除溶质，制取纯净的溶剂）。
本章介绍水溶液的蒸发。
蒸发操作中的几个概念：生蒸汽：从系统外引来用作加热的水蒸汽。
二次蒸汽：蒸发操作中产生的蒸汽。
单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，不再利用其冷凝热的蒸发操作。
多效蒸发：将前一效的二次蒸汽引入下一效（蒸发器）作为加热热源的串联蒸发操作。
额外蒸汽：多效蒸发中，将某一效的二次蒸汽引出一部分用作其他加热目的的蒸汽（这部分蒸汽不再引入下一效）。
蒸发可以在不同的压强下进行，如果在减压下进行，则称为真空蒸发。
真空蒸发多用于热敏性物料的浓缩。
蒸发操作是一个传热过程，其传热特点是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的恒温差传热过程。
2．单效蒸发2．1溶液的沸点和温度差损失一定压强下，溶液的沸点较纯水的高，两者沸点之差，称为溶液的沸点升高。
溶液的沸点由压强、溶液浓度和溶质性质所决定。
一般的稀溶液或有机胶体溶液的沸点升高较小，而无机盐溶液沸点升高较大。
设加热蒸汽的温度为T ，二次蒸汽温度为T ′，溶液的沸点为t ，则总温差为：Δt 0=T- T ′实际传热温差（有效温差）为： Δt ＝T-t两者之差称为蒸发器的温度差损失：Δ＝Δt 0-Δt ＝t-T ′ 或 t=Δ+T ′造成温度差损失的原因有3个方面：(1)因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失Δ′ Δ′的计算有两种方法：a ． 用吉辛柯公式：''2'')273(0162.0arT ∆+=∆ 式中：'a∆-常压下由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失，‴；T ′-操作压强下二次蒸汽的温度，‴；r ′-操作压强下二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg 。
对于一般食品工业所处理的溶液，'a∆的数值可参考糖液的数据，表11-1。
蒸发操作蒸发ppt
• 四、蒸发操作的分类
• 1.按操作压强分
• （1）常压蒸发 蒸发在常压下进行，可 用敞口设备，二次蒸汽直接排到大气中。
• （2）减压蒸发 也叫真空蒸发，操作压 强低于外界大气压，在密闭的设备内进 行。二次蒸汽在冷凝器中冷凝，并用真 空泵抽取其中的不凝性气体，以造成设 备的真空。
• 减压蒸发的优点是： • ①降低了溶液的沸点，在加热蒸汽温度一定时，
蒸发器的传热温度差增大，可减少蒸发器的传 热面积；
• ②由于溶液沸点降低，可以利用低压蒸汽或废 热蒸汽作为加热蒸汽，以充分利用能源；
• ③溶液沸点低，可防止热敏性物料变性或分解， 适用于一些热敏性物料的蒸发；
• ④由于操作温度低，可减少设备的热损失。 • 减压蒸发的缺点： • 由于温度降低，溶液的黏度增大，使蒸发器的
利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性使两者实现分离。 蒸发操作的目的： ➢ 获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品。 ➢ 脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程 ➢ 去除杂质。
2
Part
蒸发的应用
Application of evaporation
2 Part
蒸发的应用
蒸发操作广泛用于化工、轻工、制药、食品等工业生产中。 在化工生产中的主要作用： ➢ 浓缩溶液或将浓缩液进一步加工处理获取固体产品。例如电
蒸发操作的类型
1. 按二次蒸气的利用情况分：单效蒸发和多效蒸发
单效蒸发：将二次蒸气不在利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸 发操作。 多效蒸发：若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸气， 则可提高加热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串联蒸发操作称为多 效蒸发。
3 Part
蒸发的流程
2.按操作室压力分：常压、加压、减压（真空）蒸发
食品工程原理中国农业大学出版社ppt课件全篇
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，到可以用热量传递的理论去研究。
质量传递(mass transfer): 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，到可以用质量传递的理论去研究。
食品工程原理
Principles of food Engineering
教材简介
学时安排
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
总学时：64计划学时
高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出版社。1999。 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。 [美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。1985。 华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。 姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。
4.5 经济核算(economic evaluations)
食品工程原理—绪 论
绪论结束！
1．教材：李云飞，葛克山。《食品工程原理》，北京：中国农业大学出版社，2002。 2．主要参考书 [1] 无锡轻工学院等。《食品工程原理》上、下册，北京：轻工业出版社，1985。
[2] 谭军。《食品工程原理实验讲义》，武汉：华中农业大学教务处，1992。 [3] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科技出版社1983。 [4] 上海化工学院等编，《化学工程》一、二册，北京：化学工业出版社，1980。 [5]. 谭天恩等编，《化工原理》上、下册，北京：化学工业出版社1984。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering. AVI Publishing inc 1978 [7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981
质量传递(mass transfer): 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，到可以用质量传递的理论去研究。
食品工程原理
Principles of food Engineering
教材简介
学时安排
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
总学时：64计划学时
高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出版社。1999。 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。 [美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。1985。 华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。 姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。
4.5 经济核算(economic evaluations)
食品工程原理—绪 论
绪论结束！
1．教材：李云飞，葛克山。《食品工程原理》，北京：中国农业大学出版社，2002。 2．主要参考书 [1] 无锡轻工学院等。《食品工程原理》上、下册，北京：轻工业出版社，1985。
[2] 谭军。《食品工程原理实验讲义》，武汉：华中农业大学教务处，1992。 [3] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科技出版社1983。 [4] 上海化工学院等编，《化学工程》一、二册，北京：化学工业出版社，1980。 [5]. 谭天恩等编，《化工原理》上、下册，北京：化学工业出版社1984。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering. AVI Publishing inc 1978 [7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981
第七章-蒸发PPT课件
气体，否则不凝性气体在加热室内不断积累，将使此项热阻明显增加；
② 管壁热阻δ/λ一般可以忽略；
③ 管内壁液体一侧的垢层热阻Ri 取决于溶液的性质及管内液体的运动状
况。降低垢层热阻的方法是定期清理加热管，加快流体的循环速度，或加 入微量阻垢剂以延缓形成垢层；在处理有结晶析出的物料时可加入少量晶 种，使结晶尽可能地在溶液的主体中，而不是在加热面上析出；
②特点：
➢设计和操作时有较大的传热温差，以 使二次蒸汽获得足够的速度拉升液膜。
➢较高的传热系数，一次通过加热管即达 预定的浓缩要求
13
7.2 蒸发设备
编辑版ppt
第七章-蒸发
7 .2.1 各种蒸发器(evaporator)
图7-6
（二）降膜式蒸发器 图7-6所示
①原理：其结构原理与升膜式类似。区别在于： 料液在蒸发器顶部加入，经加热管顶部液体分布 器，使液体成膜向下流动。 ②特点： ➢蒸发温和，液体滞留量少，过程反应灵敏易于 控制，利于提高产品质量。
➢长加热管，管长与直径之比： l/d = 50～100 传热系数增大
第七章-蒸发
➢液体下降管（又称循环管）不再受热。 增大密度差，强化循环。
➢液体循环速度可达1.5 m/s。
图7-3
10
编辑版ppt
7.2 蒸发设备
7 .2.1 各种蒸发器(evaporator)
（三）强制循环蒸发器 如图7-4所示 ①结构：1.加热室 2.循环泵 3.循环管 4.蒸发室 5.气液分离挡板
15所示：
图 7
∣
15 蒸发 过程 溶液 浓度 变化
➢在初始浓度ω0 不太高的情况下，随水分蒸发量（W/F）的增加，溶液浓 度 ω 起初变化不大。只是在蒸发后期W/F较大时才显著上升。
蒸发器原理分析PPT课件
19
第19页/共74页
20
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2）降膜式蒸发器
处理粘度较大的溶液、 热敏性物料。 不适合处理易结晶、 易结垢或粘度特大的 溶液。
21
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3）升—降膜蒸发器 处理粘度变化大的 溶液。
22
第22页/共74页
4）刮板搅拌薄膜蒸发器 叶片边缘与管内壁的间隙为0.25～1.5mm。 处理高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液。 结构复杂、动力消耗大。
要求： S1 S2 S3 S
63
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Q1 K1
St11
Q2 K2
St
1 2
Q3 K3
St31
t11
S1t1 S
t21
S2t2 S
t31
S3t3 S
t
t11
t
1 2
t
1 3
S1t1
S 2 t 2 S
S3t3
S S1t1 S2t2 S3t3
t
64
第64页/共74页
生产强度：单位传热面积上单位时间内的蒸发量， 单位：kg/(m2﹒h)
U W S
若原料沸点进料，且热损失可忽略，则：
Q Wr KSt U Q Kt
Sr r
48
第48页/共74页
强化途径：
（1）适量增大传热温度差 加热蒸汽最高压强：300～500kPa 冷凝器最低压强：10～20kPa （2）增大总传热系数 溶液沸腾传热系数、污垢热阻
6
第6页/共74页
蒸发过程的特点：
（1）传热性质：热、冷流体都发生相变。 （2）溶液性质：蒸发过程中有结晶吸出、易结垢、 产生泡沫、粘度变化大、有腐蚀性。 （3）溶液沸点的改变 （4）泡沫夹带：二次蒸汽中常挟带大量泡沫。 （5）能源利用：如何利用二次蒸汽的能量。
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2）降膜式蒸发器
处理粘度较大的溶液、 热敏性物料。 不适合处理易结晶、 易结垢或粘度特大的 溶液。
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3）升—降膜蒸发器 处理粘度变化大的 溶液。
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4）刮板搅拌薄膜蒸发器 叶片边缘与管内壁的间隙为0.25～1.5mm。 处理高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液。 结构复杂、动力消耗大。
要求： S1 S2 S3 S
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Q1 K1
St11
Q2 K2
St
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Q3 K3
St31
t11
S1t1 S
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S2t2 S
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S3t3 S
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t11
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S1t1
S 2 t 2 S
S3t3
S S1t1 S2t2 S3t3
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生产强度：单位传热面积上单位时间内的蒸发量， 单位：kg/(m2﹒h)
U W S
若原料沸点进料，且热损失可忽略，则：
Q Wr KSt U Q Kt
Sr r
48
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强化途径：
（1）适量增大传热温度差 加热蒸汽最高压强：300～500kPa 冷凝器最低压强：10～20kPa （2）增大总传热系数 溶液沸腾传热系数、污垢热阻
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蒸发过程的特点：
（1）传热性质：热、冷流体都发生相变。 （2）溶液性质：蒸发过程中有结晶吸出、易结垢、 产生泡沫、粘度变化大、有腐蚀性。 （3）溶液沸点的改变 （4）泡沫夹带：二次蒸汽中常挟带大量泡沫。 （5）能源利用：如何利用二次蒸汽的能量。
化工原理蒸发 ppt课件
W/D增加加热蒸汽的利用率增大。 作为工程技术人员，必须设法尽量节省加热蒸汽的
消耗量，以提高加热蒸汽的消耗量，以提高加热蒸汽的
利用率，那么采用什么措施才能过到此目的呢？
(1)利用二次蒸汽的潜热(最普通的方法是多效蒸发) (2)利用冷凝水的显热(如预热原料液) 1、多效蒸发
特点：二次蒸发的温位<加热蒸汽的温位，操作压强
浓度增加粘度大大增大，要求特殊结构。
③需大量汽化热（如何节能？应考虑的重要问题。） ④对于水溶液的蒸发，加热蒸汽温位>二次蒸汽的温位
T t0 t
ppt课件
5
4.1 概述
传热温差t
主要原因
在指定p下，溶质的存在造成溶液沸点高
经济性及节能措施
①经济性
每1kg加热蒸汽所能蒸发的水量，W/D。
发器作为加热蒸气，则可提高加热蒸气（生蒸气）
的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。
ppt课件
7
4.1 概述
②按操作室压力分：常压、加压、减压（真空） 蒸发 常压蒸发：设备简单，操作方便，可采用敞口设 备，二次蒸汽可直接排放在大气中，但会造成大 气污染，适用于临时性或小批量的生产。 加压蒸发：可提高二次蒸汽的温度，有利于二次 蒸汽的利用，但要求加热蒸汽的压力较高。
16
4.2.2 单效蒸发设计计算
3、传热面积的计算
A Q Kt m
其中 Q DH hc
（1）传热平均温度差
tm T t1
ppt课件
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4.2.2 单效蒸发设计计算
当加热蒸汽压强一定时，T=const，而t1=?
t1 Tc 温差
损失
溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳 定操作，适于小规模，多品种的场合。 连续蒸发:稳定操作，适于大规模的生产过程。
第六章 蒸发 (讲课PPT)
一般取
Δ 0.5 ~ 1.5K
由上述三个原因，全部传热温差损失为
Δ Δ Δ Δ
例 (习题1,p.218 ) ws = 0.30 的番茄酱,求Δ’ ： (1)常压；(2)pvm = 95kPa
解 (1) 常压 ws = 0.30, 查表6-1
Δ " a 0.6K
V e S
沸点进料的单效蒸发操作，e ≈ 1 4.换ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面积
SrS Φ A K(TS T1 ) K(TS T1 )
例题: 单效真空蒸发浓缩牛奶 ，进料流量1 5 0 0 g k/h, 固形物质量分数0 . 1 5, 温度8 0 C , 比热容3 . 9 0 k J( /k g K ) 。 加热蒸汽压力1 0 0 k P a ( 表压）。出料温 度6 0 C , 固形物 0 . 5 0 。假设热损失 5 % ，求（1 ）水分蒸 发量和成品量； （2 ）加热蒸汽耗量； （3 ）蒸汽经济性；（ 4 ）若传热系 数为1 1 6 0 J / (2 m K), 求传热面积。 wF 15 解：（1） V F (1 ) 1500 (1 ) 1050kg/h wP 50
pm p ρ gh/ 2
6000 1030 9.81 4/2 26.2 103 Pa
查饱和水蒸气表, Tm 64.1 ℃
Δ ' Tm T 64.1 35.6 28.5K
Δ Δ Δ Δ
0.6 28.5 1.0 30.1K
2.2 单效蒸发的计算
五、蒸发操作特点
常见的蒸发是间壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾的传
热过程。
1)溶液的沸点升高：由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压
低于同温度下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液 的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。 溶液的沸点升高导致蒸发的传热温度差的降低。
食品工程原理06蒸发
1物料衡算方程2热量衡算方程3传热速率方程1蒸发量利用物料衡算溶质在蒸发过程中不挥发且蒸发过程是个定态过程单位时间进入和离开蒸发器的量相等即f原料液进料流量v二次蒸汽流量p完成液流量wf进料液中固形物的质量分数wp完成液中固形物的质量分数2加热蒸气消耗量热量衡算对蒸发器作热量衡算当加热蒸汽在饱和温度下排出加料液完成液和冷凝水的热焓kjkghvh原料液的比热容jkgk
除杂质，获得纯净的溶剂。
蒸发操作的分类
按操作室压力可分为：常压、加压、减压（真空）蒸发
按二次蒸气的利用情况可分为：单效和多效蒸发(热泵蒸 发) 按操作可分为：连续操作和间歇操作
蒸发操作的特点
1、沸点升高：溶液沸点高于纯溶剂，浓度越高影响越显著 2、溶液性质对设备结构设计往往有特殊要求：
热敏性、腐蚀性、结晶性、结垢性、泡沫、黏稠性等。
流量；（2）加热蒸汽耗量；（3）蒸汽经济性；（4）换热面 积。
第四节
多效蒸发
一、多效蒸发原理
多效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，
引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成
为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。 一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作，由 于各效（末效除外）的二次蒸汽都作为下一效的加热蒸汽，故 提高了生蒸汽的利用率，即经济性。
传热较好、操作可靠；
4
3
料液
缺点：循环速度在0.4~0.5m/s以下、
清洗和维修不方便。
加热蒸气
1 2 1-外壳； 2-加热室； 3-中央循环管； 4-蒸发室； 5-除沫器
完成液
② 外热式蒸发器
二次蒸汽
特点：加热室和蒸发室分开。
2
加热 蒸汽 1
除杂质，获得纯净的溶剂。
蒸发操作的分类
按操作室压力可分为：常压、加压、减压（真空）蒸发
按二次蒸气的利用情况可分为：单效和多效蒸发(热泵蒸 发) 按操作可分为：连续操作和间歇操作
蒸发操作的特点
1、沸点升高：溶液沸点高于纯溶剂，浓度越高影响越显著 2、溶液性质对设备结构设计往往有特殊要求：
热敏性、腐蚀性、结晶性、结垢性、泡沫、黏稠性等。
流量；（2）加热蒸汽耗量；（3）蒸汽经济性；（4）换热面 积。
第四节
多效蒸发
一、多效蒸发原理
多效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，
引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成
为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。 一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作，由 于各效（末效除外）的二次蒸汽都作为下一效的加热蒸汽，故 提高了生蒸汽的利用率，即经济性。
传热较好、操作可靠；
4
3
料液
缺点：循环速度在0.4~0.5m/s以下、
清洗和维修不方便。
加热蒸气
1 2 1-外壳； 2-加热室； 3-中央循环管； 4-蒸发室； 5-除沫器
完成液
② 外热式蒸发器
二次蒸汽
特点：加热室和蒸发室分开。
2
加热 蒸汽 1
食品工程原理完整PPT课件
其余前后处理中的操作步骤则以物理加工为主要 特征，为反应器中的过程提供优惠条件，但它们 却占据生产过程的大部分，占据企业大部分的设 备投资和操作费用。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
食品与生物工程学院
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江苏大学《食品工程原理》课件
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
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0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
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对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
食品与生物工程学院
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蒸发器设计PPT.
t m Ts t1
Srs
d 1 1 do 1 do Ro Ri o Ko o dm di i di
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
'' '' ' '
单效工艺计算是多效蒸发的基础
图2 三效并流流程图流程
图3 三效逆流流程图流程
蒸发设备结构及形式
蒸发器设计应用案例
1、设计方案的确定
（4）操作压力：Ⅰ效为600 mmHg真空度，Ⅱ效为700 mmHg真空度。 （5）加料方式：并流式。其优点在于：①后一效蒸发室的压强比前一效的低，故溶液 在效简述送不用泵而利用各效间的压力差; ②后一效溶液的沸点较前一效的低，溶液进 入后效时发生闪蒸现象，产生较多二次蒸汽；③高浓度溶液的温度依效序降低对浓缩 热敏性食品有利。 （6）辅助设备：冷凝器用水喷式冷凝器；惯性捕集器
蒸发器课程设计
西北农林科技大学 胡仲秋
2016.08.27
蒸发器举例
图1 双效蒸发器流程
《食品工程原理》知识的实际运用
单效蒸发的计算 在给定的生产任务和确定了操作条件以后，通常需要计算以下的这
些内容：
① 水分的蒸发量；
② 加热蒸汽消耗量；
③ 蒸发器的传热面积。
要解决以上问题，我们可应用物料衡算方程，热量衡算方程和
蒸发器设计应用案例
2、工艺方案的说明
（1）本流程采用直接蒸汽加热，双效外加热式蒸发器，并流法蒸发。使用25℃水作为冷却剂，冷凝水 出口温度为40℃。 （2）设备流程： ①物料：预热杀菌后的番茄酱由循环泵由下部进入，流出后由上部进入蒸发分离室，先经加热器的 管内上升，通过弯头进入另一台加热器，经加的热料液由管内下降，以切线方向进入Ⅰ效蒸发分离器进 行汽液分离。然后由物料泵送至Ⅱ效再蒸发。料液料液聚集到倾斜的底部，由排出口与循环管连接，经 液位平衡器至Ⅰ效蒸发室，当Ⅰ效蒸发室达到平衡液位时，料液直接进入Ⅱ效加热器。蒸发产生的二次 蒸汽与物料一起进入分离器。由二效分离器出来的物料浓度达到所要求28％。 ②加热蒸汽：Ⅰ效蒸发与其预热管内物料的热能由蒸汽供给，Ⅱ效蒸发和预热管内物料的热能全部 为一效二次蒸汽供给。Ⅱ效二次蒸汽全部进入水喷式冷凝器冷却。 3）本流程采用直接蒸汽加热，双效外加热式蒸发器，顺流法蒸发。优点是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，增加蒸发器的蒸发量。使 用25℃水作为冷却剂，冷凝水出口温度为40℃。真空蒸发的条件：不断供给热量；要维持番茄酱的沸腾， 需要不断供给热量。必须顺速排除二次蒸汽；如不及时排除二次蒸汽，又会凝结成水回到番茄酱中去。 本操作中将二次蒸汽引入另一效蒸发器作为热源使用，热能利用率高。
食品工程原理概述经典课件(PPT65页)
12
阶段3：食品工业飞速发展阶段（2003年-现在）
• 国家重视，大力支持重点技术研发。 • 年均增速20%以上。 • 与世界发达国家差距缩小，部分领域接近国际先进，
个别领域达到领先。 • 整体水平仍然较低，与世界先进水平有较大差距，国
内市场广阔，发展空间巨大。
中国食品工业发展迅速：已建成了包括食品加工业、食品制造业、饮 料制造业和烟草加工业等四大类、62个小类的现代食品工业体系。
F≥12%
80～85℃，30s F≥40～45%
空牛气乳温温度度1408～0～425℃0207℃，
再如：大豆萃取法制油的工艺流程
大豆 → 预处理（筛选、粉碎、去皮、 压片）→ 浸取（正己烷） → 过滤 → 蒸发脱 溶剂 → 离心脱胶→ 碱炼（脱酸） → 脱色 （白土） → 脱臭 →… →检验→成品（产品）
学时：60学时
提高济要 不效合求 同率理） 要（性求包、括技增术可
产、行降性耗、、污节染能小）、能
教材：赵思明.食品工程原理(第二版)，科耗学低出） 版社，
2016.
21
参考书
✓ 李云飞，葛克山.食品工程原理（第三版），中国农业大学 出版社，2014.
✓ 刘伟民，赵杰文. 食品工程原理，中国轻工业出版社，2017. ✓ 冯骉. 食品工程原理（第二版），中国轻工业出版社，2013. ✓ 杨同舟.食品工程原理（第二版），中国农业出版社，2011.
占国际冷冻浓缩橙汁市场的80%。
成功之处：
➢ 加工转化率高。2000~2001年巴西甜橙总产量为1448万吨， 其 中1081万吨加工成浓缩汁或原汁，加工率达70%以上。
➢ 种植加工高度集约化。在巴西圣保罗州及邻近地区，年产值 超 过120亿美元；甜橙专业协会组织种植、加工，统一面向 国内市场和出口。
阶段3：食品工业飞速发展阶段（2003年-现在）
• 国家重视，大力支持重点技术研发。 • 年均增速20%以上。 • 与世界发达国家差距缩小，部分领域接近国际先进，
个别领域达到领先。 • 整体水平仍然较低，与世界先进水平有较大差距，国
内市场广阔，发展空间巨大。
中国食品工业发展迅速：已建成了包括食品加工业、食品制造业、饮 料制造业和烟草加工业等四大类、62个小类的现代食品工业体系。
F≥12%
80～85℃，30s F≥40～45%
空牛气乳温温度度1408～0～425℃0207℃，
再如：大豆萃取法制油的工艺流程
大豆 → 预处理（筛选、粉碎、去皮、 压片）→ 浸取（正己烷） → 过滤 → 蒸发脱 溶剂 → 离心脱胶→ 碱炼（脱酸） → 脱色 （白土） → 脱臭 →… →检验→成品（产品）
学时：60学时
提高济要 不效合求 同率理） 要（性求包、括技增术可
产、行降性耗、、污节染能小）、能
教材：赵思明.食品工程原理(第二版)，科耗学低出） 版社，
2016.
21
参考书
✓ 李云飞，葛克山.食品工程原理（第三版），中国农业大学 出版社，2014.
✓ 刘伟民，赵杰文. 食品工程原理，中国轻工业出版社，2017. ✓ 冯骉. 食品工程原理（第二版），中国轻工业出版社，2013. ✓ 杨同舟.食品工程原理（第二版），中国农业出版社，2011.
占国际冷冻浓缩橙汁市场的80%。
成功之处：
➢ 加工转化率高。2000~2001年巴西甜橙总产量为1448万吨， 其 中1081万吨加工成浓缩汁或原汁，加工率达70%以上。
➢ 种植加工高度集约化。在巴西圣保罗州及邻近地区，年产值 超 过120亿美元；甜橙专业协会组织种植、加工，统一面向 国内市场和出口。