真空浓缩设备汇总
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
单击此处编辑母版标题样式
单击此处编辑母版副标题样式
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。
升膜式真空浓缩设备技术参数
升膜式真空浓缩设备技术参数
哎呀呀，说起这个升膜式真空浓缩设备技术参数，这可真是个复杂又神奇的东西呢！
咱先来说说它的蒸发温度吧。
就像我们在大热天里，温度太高会让人热得受不了，这设备的蒸发温度要是不合适，那整个浓缩过程都会乱套啦！要是温度太高，那里面的东西不就被“烤焦”了？可要是温度太低，又像冬天里冻得缩手缩脚，工作效率慢得像蜗牛爬！你说这是不是得好好把控？
再看看它的真空度。
这真空度就好比是给设备一个魔法空间。
如果真空度够高，就好像给它插上了翅膀，能让里面的东西更快地发生变化。
但要是真空度不够，那不就像是被绑住了手脚，想跑也跑不快嘛！
还有那加热面积，这可太重要啦！想象一下，要是一个小小的炉灶要煮一大锅饭，那得等到啥时候才能煮熟？这加热面积不够大，浓缩的速度不就慢得让人着急？
操作压力也是个关键哟！压力太大，设备会不会“喊累”？压力太小，又好像没吃饱饭，没力气干活。
而且呀，不同的物料在这升膜式真空浓缩设备里，反应也不一样呢！比如说，浓稠的液体和稀薄的液体，它们就像是两个性格不同的小伙伴。
浓稠的液体可能会比较“磨蹭”，稀薄的液体可能就“活泼”得多。
还有还有，设备的材质也很重要呢！要是材质不好，用不了多久就坏掉了，那多让人头疼啊！这就好像我们买鞋子，质量不好的话，没走几步就坏了，多扫兴！
总之，升膜式真空浓缩设备的技术参数，每一个都像是这个大机器里的小零件，缺一不可，都得好好调整和选择，才能让这个大家伙发挥出最大的作用，为我们做出更好的产品！我觉得呀，只有把这些技术参数都搞清楚、弄明白，并且精心地调试和运用，我们才能真正发挥出这个设备的巨大威力！。
浓缩设备分类
浓缩设备分类：浓缩设备的分类方法有多种，常见的包括以下几种：1.按压力分：•常压浓缩设备：蒸发面为常压，溶剂气化后直接排入大气。
其设备结构简单、投资省、维修方便，但蒸发速率低，能量损耗大，易破坏物料中营养成分。
•真空浓缩设备：蒸发面上气化后处于负压状态。
其优点是加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差可以增大，可利用压强较低的蒸汽作为加热介质，使浓缩设备的热损失减少。
缺点是增加附属设备及动力，成本高，热量消耗大。
1.按蒸汽利用的次数分：•单效浓缩设备：蒸汽利用一次。
•双效浓缩设备：蒸汽利用两次。
•多效浓缩设备：蒸汽利用三次或三次以上。
•带有热泵的浓缩设备：热泵再次加热利用。
1.按料液的流程分：•单程式：料液一次通过设备。
•循环式：料液循环通过设备，包括自然循环和强制循环两种。
1.按料液分布状态分：•薄膜式：料液分散成薄膜状，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。
•非膜式：大蒸发面，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。
1.按加热方式分：•直接蒸发器：将液体加热，使其蒸发，然后将蒸汽冷凝为液体收集。
根据加热方式和处理目的不同，蒸发器可以分为直接蒸发器、间接蒸发器、循环蒸发器、再沸器等。
•分子蒸馏器：通过分子间距离变远和压力降低的方式使液体分离。
通常个体分子间距离大于3nm时才能用它来分离液体。
•超滤浓缩器：利用半透膜的原理进行分离和提纯的设备。
将含有溶质的初始溶液通过半透膜进行过滤，由于半透膜的特性，只能通过小分子量的物质，从而达到分离和浓缩的目的。
•离心蒸发器：通过旋转运动产生离心力，使液体分离，然后再通过蒸发浓缩的方式进行提纯。
适用于大规模的生产。
1.按工艺分：•自然蒸发浓缩设备：自然蒸发所产生的蒸汽压低，蒸发速率慢，汽化现象一般常在溶剂表面进行。
•加热沸腾蒸发设备：汽化过程中溶液处于沸腾状态，汽化不但在表面进行，而且在溶液中的各个部分几乎同时进行，蒸发速率比自然蒸发快。
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。
浓缩设备详细论述
第七章浓缩设备第一节概述一、浓缩的概念：浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作，是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。
浓缩过程中，水分在物料内部借对流扩散作用从液相内部达液相表面而后除去，最低水分含量约为30%（质量），一般为稳定状态的过程。
浓缩方法从原理上说分为：平衡浓缩和非平衡浓缩两种物理方法。
（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，如蒸发浓缩和冷冻浓缩即属此法。
其中蒸发是利用溶剂和溶质挥发度的差异，从而获得一个有利的汽液平衡条件，达到分离的目的，在实践上是利用加入热能使部分溶剂汽化，并将此汽化水分从余下的被浓缩溶液中分离出去，这种方法目前仍然是食品工业最广泛应用的一种浓缩方法。
冷冻浓缩是利用有利的液固平衡条件，冷冻浓缩时，部分水分因放热而结冰，而后用机械方法将浓缩液与冰晶分离。
蒸发和冷冻浓缩，两相都是直接接触的，故称平衡浓缩。
（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。
二、浓缩的目的：1.除去食品中大量水分，减少包装，贮藏和运输费用。
例如，100T含5%固形物的番茄榨出汁浓缩至含固形物28%的番茄酱，重量减至18吨，体积缩小与此相同。
这样可大大降低包装，贮藏和运输费用。
2.提高制品浓度，增加制品的保藏性。
用浓缩方法提高制品的糖分或盐分可使水分的活度降低，使制品达到微生物学上安全的程度，延长制品的有效保藏期。
3.浓缩经常用作干燥或更安全的脱水的预处理过程。
这种情况特别适用于原液含大量水分，而用浓缩法排除这部分水分比用干燥法更为节约时，如制造奶粉时，牛奶先经预浓缩至固形物45%~52%以后再进行干燥。
4.浓缩用作某些结晶操作的预处理过程。
三、食品物料蒸发浓缩的特点：料液的性质对蒸发有很大的影响，特别是食品多属生物系统的物料，比一般化工遇到的物料更为复杂多变，在选择和设计蒸发器时，要充分认识这种影响。
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
精品ppt
20
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
精品ppt
- 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，
精品ppt
12
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。
精品ppt
36
•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。
精品ppt
37
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
2016/5/5
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。
31
2016/5/5
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。
48
2016/5/5
49
2016/5/5
50
第六节 真空浓缩装置 的附属设备
2016/5/5
36
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。
特别关注一下真空离心浓缩仪的优缺点
特别关注一下真空离心浓缩仪的优缺点真空离心浓缩仪是一种常用的实验室设备，具有快速浓缩、高效脱水、低温浓缩等多种特点，广泛运用于化学、生物、制药、食品等领域。
本文将重点讨论真空离心浓缩仪的优缺点。
优点快速浓缩真空离心浓缩仪利用离心力将样品置于高速旋转离心机内，快速脱水并达到浓缩的效果。
相比于传统的热浓缩和空气干燥法，真空离心浓缩仪具有更快速的浓缩效果，能够在短时间内得到想要的稠度。
高效脱水真空离心浓缩仪在浓缩过程中，会利用真空状态下的低温，蒸发样品中的水分，从而达到高效脱水的结果。
这种方式比传统的加热脱水方法更加温和，能够更好地保存样品的活性成分。
低温浓缩真空离心浓缩仪的特点之一就是低温浓缩，这种操作条件能够起到保护样品的作用，避免因高温而导致的样品变性和失活。
低温浓缩还能够保证样品的纯度，不会因为过高的温度而对样品的纯度产生影响。
操作便捷真空离心浓缩仪操作起来非常便捷。
只需将样品加入离心管，设置好离心机的转速和温度等参数，即可开始浓缩。
整个操作流程简单，易于掌握，也能够提高工作效率。
缺点容量受限真空离心浓缩仪在处理大样量的时候受到容量限制，一般只能够处理数毫升的样品。
因此，在处理大批量样品的时候，需要反复操作，效率较低。
对于需要处理大样量的实验，需要选择其他更加适合的设备。
成本较高真空离心浓缩仪是一种高端的实验室设备，成本相对较高。
这也导致了其不易于推广和应用。
对于经费有限的实验室，可能需要考虑购买其他更为实惠的设备。
涉及到有毒、危险物质部分实验需要浓缩的样品是涉及有毒、危险物质的，使用真空离心浓缩仪是需要注意安全问题的。
在样品处理和设备操作过程中，需要加强安全措施，保证实验室工作人员和设备安全。
结论总的来说，真空离心浓缩仪具有快速浓缩、高效脱水、低温浓缩和操作便捷等优点。
但在实际应用中，需要考虑到容量受限、成本较高和涉及到有毒、危险物质等缺点。
因此，在选择和使用真空离心浓缩仪的时候，需要根据具体实验需求进行综合考虑，以达到更好的实验效果。
真空浓缩原理
真空浓缩原理一、引言真空浓缩技术是指在真空环境下通过蒸发和凝结的方式，将溶液或混合物中的溶剂分离出来，从而实现浓缩的过程。
该技术在化学、制药、食品等行业中得到了广泛应用。
本文将详细介绍真空浓缩的原理。
二、真空浓缩设备真空浓缩设备主要由以下几部分组成：蒸发器、冷凝器、真空泵和控制系统。
其中，蒸发器和冷凝器是实现浓缩过程的关键部件，真空泵则是提供负压环境的重要组成部分。
三、蒸发器蒸发器是将溶液中的溶剂加热至沸点，使其转化为气态并进入冷凝器进行冷却凝结的设备。
根据不同的加热方式，蒸发器可以分为以下几种类型：1. 单效蒸发器单效蒸发器是最简单的一种蒸发器，它通过外加热源将溶液加热至沸点，并将产生的水蒸气送入冷凝器进行冷却凝结。
由于单效蒸发器只有一个加热器，因此其效率较低。
2. 多效蒸发器多效蒸发器采用了多个加热器和冷凝器，将产生的水蒸气循环利用，从而提高了浓缩效率。
常见的多效蒸发器包括双效、三效和四效等。
3. 旋转蒸发器旋转蒸发器是一种通过旋转驱动溶液在加热壁上形成薄层并快速挥发的设备。
由于其具有较大的表面积和高速的挥发速度，因此旋转蒸发器在实现快速浓缩方面具有明显优势。
四、冷凝器冷凝器是将水蒸气冷却并凝结成液态水的设备。
根据不同的冷却方式，冷凝器可以分为以下几种类型：1. 管式冷凝器管式冷凝器是一种将水流经管道内部进行散热降温，并使水蒸气在管外表面上进行冷凝的设备。
由于其结构简单、易于维护，因此广泛应用于实验室和小型生产场合。
2. 板式冷凝器板式冷凝器是一种将水蒸气在板状散热器上进行冷凝的设备。
由于其具有较大的换热面积和高效的冷却效果，因此广泛应用于化工、制药等行业中。
3. 真空冷凝器真空冷凝器是一种将水蒸气在真空环境下进行冷凝的设备。
由于其具有较低的气压和较高的传热效率，因此广泛应用于大型生产场合。
五、真空泵真空泵是提供负压环境的重要组成部分。
根据不同的工作原理，真空泵可以分为以下几种类型：1. 机械泵机械泵通过旋转叶片或活塞等方式将气体抽出，从而实现真空环境的建立。
真空浓缩设备
三、升膜蒸发原理
升 膜 式 蒸 发 器
.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
管内全程形成上、中、下三个不同区域，如图所示，物料在下部， 因液层静压作用，物料不沸腾，只起加热作用。在中部温度上升 物料沸腾，二次蒸汽形成，蒸汽体积急速增大，管芯形成高速上 升气流将液体在管壁压成薄膜向上流动，形成很好旳传热条件， 传热系数大大增长，使蒸发加紧。到达上部后进入饱和区，汽液 混合物经管顶进入汽液分离器进行汽液分离。而在降膜式蒸发器 中，物料从顶部进入，然后呈膜状蒸发。
二、汽液分离器(捕沫器 )
产生雾沫夹带旳原因： 1、泡沫 物料中存在具有表面活性旳物质，它降低料液旳表面张 力，使其在汽化时易形成泡沫。在分离室中，泡沫破裂，其液膜 分裂成小雾滴群，易被二次蒸汽夹带。 2、蒸汽高速流动 蒸汽流速快，必然携带雾沫流动。 3、溶液急剧蒸发 溶液加热较大，易发生闪急蒸发，形成雾沫。 为了汽液更加好旳分离，分离室要有一定空间，使蒸汽流速降低， 较大旳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。
原料液
二次蒸气（被冷凝）
蒸发器
完毕液
加热蒸气
冷凝水
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
蒸发器实质上是一种换热器，如图所示，由 加热室 1和汽液分离器 4两部分构成。加热 室使用旳加热介质应用最多旳是水蒸汽。经 过换热，使间壁另一侧旳物料加热、沸腾、 蒸发浓缩。料液蒸发出旳水蒸汽在分离室4 中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为预防 液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除 沫装置5。从蒸发器抽出旳蒸汽称为二次蒸 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 汽中旳不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后旳 完毕液由蒸发器底部排出。
真空浓缩设备的工作原理与分类
真空浓缩设备的工作原理与分类一、工作原理分类：1.蒸发浓缩：蒸发浓缩是最常用的浓缩方法之一、其基本原理是通过加热液体使其蒸发，蒸发后的蒸汽经过冷却，形成凝聚液体，达到浓缩的目的。
蒸发浓缩主要包括多效蒸发、闪蒸、蒸发结晶等方法。
2.冷冻浓缩：冷冻浓缩是利用冷却剂的低温制冷能力将液体冷却到低于其冰点，使其中的水分子结冰并分离出来，达到浓缩的目的。
冷冻浓缩适用于溶液中水分子含量较高的情况，可以得到高浓度的溶液。
3.膜分离浓缩：膜分离浓缩是利用半透膜的选择性渗透性能，通过对溶液进行透膜分离，使溶质分子与溶剂分子进行选择性分离，从而达到浓缩的目的。
常见的膜分离浓缩包括逆渗透和超滤等方法。
二、分类：1.蒸发浓缩设备：(1)多效蒸发器：多效蒸发器是一种将液体蒸发浓缩的常见设备，其通过在多个不同压力下进行蒸发，充分利用蒸发热能，实现能量的高效利用。
常见的多效蒸发器有多级闪蒸系统、多效蒸发器和蒸发结晶系统等。
(2)单效蒸发器：单效蒸发器是一种将液体通过加热蒸发浓缩的设备，其一般由蒸发器、冷凝器和蒸汽循环系统组成，适用于液体浓缩程度较低的情况。
(3)闪蒸器：闪蒸器是一种快速蒸发浓缩设备，通过在低压下将液体快速蒸发，将其中的溶质分子分离出来，适用于浓缩挥发性物质。
(4)蒸发结晶器：蒸发结晶器是一种将溶液中的溶质通过蒸发浓缩至过饱和状态，形成结晶物质并分离的设备，适用于制备结晶物质。
(5)其他蒸发浓缩设备：还有一些其他类型的蒸发浓缩设备，如回收浓缩器、气体蒸发器等。
2.冷冻浓缩设备：(1)冷冻沉淀法：通过将液体冷却到低于其冰点，并进行沉淀分离，适用于浓缩一些高沸点溶质的溶液。
(2)冷冻结晶法：通过将液体冷却到低于其冰点，使其中的溶质结晶并分离出来，适用于浓缩一些易结晶的溶质。
(3)冷冻干燥法：通过将溶液冷冻后利用真空脱水，将其中的水分子直接转化为蒸汽，达到浓缩的目的。
3.膜分离浓缩设备：(1)逆渗透浓缩器：逆渗透浓缩器是利用逆渗透膜的选择性渗透性能，通过对溶液进行压力驱动下的透膜过滤分离，将水分子分离出来，达到浓缩的目的。
仪器设备技术需求及配置
仪器设备技术需求及配置
一、仪器名称
DNA浓缩仪（真空离心浓缩仪）
二、主要用途
浓缩干燥DNA/RNA 等
三、工作环境条件
1工作电压：220V±10%
2温度：20-40℃
3湿度：20-80%
四、技术参数
*1控温范围：室温，30℃~80℃，温度每摄氏度可调；
2最大转速≥1000rpm；
3透明可视化，便于观察腔内情况；
*4有手段防止样品爆沸；
5 时间和温度的控制都有清晰的数字显示，时间可设置范围大于2小时；*
6 集成的隔膜真空泵，耐溶剂腐蚀，最大真空度大于10mbar，抽速大于30L/min；
五、配置清单
1、离心浓缩系统1套
2、真空泵1个（集成的不需要另配真空泵）
3、10mL转子1个
5、1.5（或2ml）转子1个；
6、50mL转子1个
7、10mL和50mL离心管各50根
8、1.5mL或2mL离心管300根
六、技术支持和服务要求
1 维修服务应能做到24小时内相应和48小时内上门服务；
2 到货后，由仪器公司仪器工程师免费安装，提供现场和集中培训；
3 安装验收合格后2年内，免费保修；。
- 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)。
第七章真空浓缩设备§7-1 概述一、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。
4、二次蒸汽物料中水分蒸发所形成的蒸汽。
5、不凝性气体相对于水蒸汽，在一定的压力和温度下不能被凝结的气体，称为不凝性气体，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。
二、浓缩的目的1、除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存和运输费用。
2、通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。
3、满足后续加工工艺过程的要求。
三、浓缩的基本过程蒸发过程的两个必要组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。
一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完成。
如图所示：真空蒸发基本流程。
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。
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。
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。
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。
多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统，后效的操作压力和沸点均较前效低，仅在压力最高的首效使用生蒸汽作加热蒸汽，产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，亦即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，只有末效二次蒸汽才用冷却介质冷凝。
可见多效蒸发明显减少加热蒸汽耗量，节约了热能，也明显减少冷却水的耗量。
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。
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。
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。
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。
§7-2 蒸发器一、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3、根据加热器结构分类(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)外加热式浓缩器二、加热器：乳品厂中所使用的加热器都属于管式换热器，又称列管式换热器。
管束固定在管板上，管板焊接于壳体，管子、管板和壳体焊在一起。
物料走列管内，列管外、壳体内走加热蒸汽。
乳品厂中使用的蒸发器都是非循环型的，物料在蒸发器内经过一次加热、汽化和分离，离开时即达到要求的浓度。
料液一般不打循环，在加热器内停留时间短，这对热敏性物料的蒸发有利。
这类蒸发器加热室中液体多呈膜状流动，因此又通称为膜式蒸发器。
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。
三、升膜蒸发原理对于升膜式蒸发器，物料从管束下部引入。
工作时，物料在加热管内全程形成上、中、下三个不同区域，如图所示，物料在下部，因液层静压作用，物料不沸腾，只起加热作用。
在中部温度上升物料沸腾，二次蒸汽形成，蒸汽体积急速增大，管芯形成高速上升气流将液体在管壁压成薄膜向上流动，形成很好的传热条件，传热系数大大增加，使蒸发加快。
到达上部后进入饱和区，汽液混合物经管顶进入汽液分离器进行汽液分离。
而在降膜式蒸发器中，物料从顶部进入，然后呈膜状蒸发。
饱和区沸腾区预热区第三节蒸发器的附属设备一、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。
（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。
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。
（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。
淋水板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。
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。
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，由于高度降低冷凝器产生的冷凝水需用泵抽出。
3、喷射式冷凝器为水力喷射器，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。
二、汽液分离器(捕沫器)产生雾沫夹带的原因：1、泡沫物料中存在具有表面活性的物质，它降低料液的表面张力，使其在汽化时易形成泡沫。
在分离室中，泡沫破裂，其液膜分裂成小雾滴群，易被二次蒸汽夹带。
2、蒸汽高速流动蒸汽流速快，必然携带雾沫流动。
3、溶液急剧蒸发溶液加热较大，易发生闪急蒸发，形成雾沫。
为了汽液更好的分离，分离室要有一定空间，使蒸汽流速降低，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。
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下一效加热器传热面形成污垢和腐蚀。
三、真空系统(一)真空系统的作用是抽吸系统内的不凝性气体，保证蒸发器内处于真空状态。
蒸发器内不凝性气体的主要来源：1、设备密封不严；2、溶解在冷却水中的不凝性气体；3、加热蒸汽带入的不凝性气体；4、物料中携带的不凝性气体。
不凝性气体的存在不仅影响设备的真空度，而且也使传热效率下降，所以必须将不凝性气体排出。
常用的真空装置有蒸汽喷射器、往复式真空泵和水环式真空泵。
大多数乳品厂现在使用水环式真空泵。
(一)蒸汽喷射器(二)往复式真空泵(三)水环式真空泵特点结构简单，易于制造，操作可靠，转速较高，可与电机直联，内部不需润滑，可使排出气体免受污染，排气量较均匀，工作平稳可靠。
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。