蒸发浓缩设备

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
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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
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
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液料在管内流动而加热蒸 汽在管束之间流动。
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
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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。
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单效真空浓缩锅
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（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、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
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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；
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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
性：晶体析出；是否需要搅拌装置或强制循环
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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
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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；
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。
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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；
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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。
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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。
2）溶剂蒸汽的排除；
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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。
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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
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到管顶部呈喷雾状，以较 高速度进入汽液分离器，二次 蒸汽从分离器顶部排出，浓缩 液达到浓度要求从分离器底部 排出，未达到浓度要求再次由 下导管送到底部再次加热蒸发。
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注意事项
1）操作时，应严格控制进料量，防止管壁结焦 现象发生；
2）料液一般先预热到沸点状态进入加热器体， 以增加液膜比例，提高沸腾和传热系数；
3）各管路密封性能要好，连接可靠； 4）定期对密封垫进行更换和检查。
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4、降膜式蒸发器
与升膜式一样，都属于自然循环的液膜式蒸发 浓缩设备，构造与升膜式相似，主要区别是料液 由加热器顶部加入，液体在重力作用下，沿管内 壁成液膜状向下流动，由于向下加速，克服加速 压头比升膜式小，沸点升高也小，且加热蒸汽与 料液温差大，所以传热效果较好。
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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。
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工作过程：
料液由料液进口进入蒸发器管内，在管内底部 与蒸汽首先进行对流传递热量（管外蒸汽热量传递 给管内料液），当料液获得一定热量达到沸腾状态， 进入管中间部开始产生蒸汽泡，使料液产生上升力， 由于料液热量的连续获得，产生二次蒸汽，膨胀的 二次蒸汽产生强的上升力，料液呈薄膜状在管内上 行，
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。
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（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。
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
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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
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结构
加热管（蒸发器）： 直径为30mm-50mm 的管子，长径比为 100－150
汽液分离器： 碰撞型 离心型 过滤型
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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
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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；
B、管内静液面低，由静压头产生的沸点升高很 小；
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；
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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。
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（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)
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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Байду номын сангаас、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。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
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薄膜式： 刮板式