食品机械与设备—真空浓缩设备

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。
（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。
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。
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
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。
多效真空浓缩操作流程（三效为例）
二次蒸汽
加热蒸汽 １效
Hale Waihona Puke 料液２效３效 完成液
冷凝水
冷凝水
冷凝水
并流（顺流） ３效蒸发流程图
单元操作：蒸发
二次蒸汽
加热蒸汽 完成液
１效
２效
３效
料液
冷凝水
冷凝水
冷凝水
逆流 ３效蒸发流程图
单元操作：蒸发
二次蒸汽
加热蒸汽
料液
１效
２效
３效
完成液
完成液
完成液
冷凝水
冷凝水
冷凝水
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。
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。
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。
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。
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；
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）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。
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；
（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
该类蒸发器在国内糖厂应用 较多。
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
优 点 为 流 速 大 ， 达 34m/s ， 传 热 系 数 较 高 ， 可防止料液结垢；当加 热蒸汽与料液之间的温 差 较 小 时 （ 3-5℃ ） ， 仍可进行操作。不足是 动力消耗大．
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。
第六节 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。
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
(1）采用真空降膜蒸发，液料受热时间短，蒸发温度低、产品 质量好。
(2)三效蒸发，配有热压泵和预热器，节省蒸汽和冷却水用量。
(3）操作稳定，清洗方便，符合食品卫生要求。
(4）连续生产，处理量较大。 （三）主要技术参数
处理鲜乳量3600～4000kg／h； 蒸发温度：第一效70℃，第二效57℃。第三效44℃； 进料浓度为12％（总乳固体含量)；出料浓度为48％（总乳固
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。
二次蒸汽进入分离室， 在离心力作用下，使 夹带的液滴与不凝气 体分离，气体排出， 被分离后的料液回流 再进行蒸发。
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
加热面积：3－10 m2
三、标准式蒸发器
中央循环管式浓缩锅。
加热室中中央循环管的截面 一般为加热管束总面积的 40％以上。
料液由于受热程度不同，产 生重度差，从边上上升、中 间下降，在分离室进行汽液 分离。
二次蒸汽由顶部排出。料液 经中央循环管下降，再进入 加热管束，形成自然循环。 浓缩后的制品由底部卸出。
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
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。
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
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。
体含量)； 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 芳香物质的回收设备
一、工作原理
提取原果汁的芳香物质是利用其在蒸 发中易挥发的性质，在蒸发冷凝器中完成 的。
该装置主要由两组板式换热器组成。工作 时原果汁先送人下板组的通道中，被相隔 通道内的蒸汽加热蒸发，提香后的浓缩液 与含芳香物的水蒸汽由下板组上部流出， 利用挡板改变方向，使其流向下方，汽液 进行分离，然后浓缩液由壳体底部排出； 含芳香物的水蒸汽上升导人上板组的通道 中，被相隔通道内的冷却水降温冷凝，形 成芳香物水溶液，从上板组的底部排出， 而冷却水由上板组的上部排出。芳香物水 溶液，经两次蒸发冷凝，才能制成较纯的 芳香液。
2、多效浓缩装置。
3、带有热泵的浓缩装置。
(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。
一、夹套式蒸发器
中小型浓缩设备。 由圆筒形夹套壳体、搅
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。
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。
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。