农产品加工机械与设备课程论文

新疆农业大学机械交通学院

农产品加工机械与设备

课程论文

题目刮板式薄膜蒸发器

学院机械交通学院

专业机械设计班级 092 姓名杨健学号 093731234 指导教师史建新职称教授

2012年 6月 12日

刮板式薄膜蒸发器

摘要：刮板薄膜蒸发器是一种通过旋转刮板强制成膜，可在真空条件下进行降膜蒸发的新型高效蒸发器。它传热系数大、蒸发强度高、过流时间短、操作弹性大，尤其适宜热敏性物料、高粘度物料及易结晶含颗粒物料的蒸发浓缩、脱气脱溶、蒸馏提纯。本文简要介绍刮板式薄膜蒸发器的构造及性能的内容。

关键词：刮板式、薄膜蒸发器、旋转、冷凝

前言

膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜，并高速流动，热传递效率高，停留时间短（约10~50秒），可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。

它由一个或多个带夹套加热的圆筒体及筒内旋转的刮膜器组成。刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动；在此过程中，低沸点的组份被蒸发，而残留物从蒸发器底部排出。。

1 刮板式薄膜蒸发器的特点

1.1真空阻力降小工业机器人研究现状分析

由于其独特的蒸发形式，被处理物料只在蒸发面上成膜，不在蒸发面上积聚，因此，没有其它蒸发形式中的液柱静压抵消真空度的问题（其它的蒸发形式中真空度只反映了系统中液相主体表面的真空度），系统显示的真空度就是物料蒸发的真空度。

1.2 蒸发强度大

真空度的提高，降低了被处理物料的沸点，加大了冷热介质的温差推动力，刮板的强制作用又使液膜呈湍流且变得更薄，刮板的自清洁作用抑制了加热面上的垢层的形成，加大了传热系数，提高了蒸发强度。

1.3受热时间短

由于刮板蒸发器就是一种特殊的降膜蒸发器，因此，物料在加热面上的停留时间很短，约10-60秒（根据规格不等而不同），特别适用于处理热敏性物料。

1.4 操作弹性大

单位时间进入蒸发器物料的多与少，决定了加热面上形成液膜的厚度，由于刮板蒸发器的液膜是靠刮板强制形成，因此进料量可在很大范围内调节。

2 刮板式薄膜蒸发器的结构

针对不同性质的物料要采用不同形式的刮板，我公司生产的刮板式蒸发器主要有四种刮板形式。

2.1 离心活动刮板

这种形式的蒸发器较其它的刮板蒸发器而言，造价便宜，因此应用最广；适合于低粘度物料。（如图2-1）

图2-1离心活动刮板

2.2 铰链活动刮板

此种蒸发器较离心活动式造价稍高。（如图2-2）

图2-2 铰链活动刮板

2.3 滚轮滚动刮板

此种蒸发器特别适用于有GMP要求或洁净要求特高的场合，这种刮板与加热面的接触是滚动而不是滑动，刮板几乎没有磨损。（如图2-3）

图2-3 滚轮滚动刮板

2.4 固定刚性刮板

这种蒸发器适用于粘度特别高的物料，造价也是刮板蒸发器中最高的。（如图2-4）

2-4 固定刚性刮板

3 蒸发器的蒸发能力

刮板式薄膜蒸发器是所有蒸发器中蒸发能力最大的一种，在标准状态下（加热介质为蒸汽 ,进料为100%水，系统为真空）的蒸发量约100kg/m2.hr。

4 性能特点

薄膜蒸发器具备的下述独特的优点，是常规膜式蒸发器所不能比拟的。

4.1极小的压力损失

在旋转刮板薄膜蒸发器中，物料“流”与二次蒸汽“流”是两个独立的“通道”：物料是沿蒸发筒体内壁(强制成膜)降膜而下；而由蒸发面蒸发出的二次蒸汽则从筒体中央的空间几乎无阻碍地离开蒸发器，因此压力损失(或称阻力降)是极小的。为此

4.2可实现真正真空条件下的操

正由于二次蒸汽由蒸发面到冷凝器的阻力极小，因此可使整个蒸发筒体内壁的蒸发面维持较高的真空度(可达-750mmHg以上)，几乎等于真空系统出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被处理物料的沸点。

4.3高传热系数，高蒸发强度

物料沸点的降低，增大了与热介质的温度差；呈湍流状态的液膜，降低了热阻；同样，抑制物料在壁面结焦、结垢，也提高了蒸发筒壁的分传热系数；高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸发强度很高。

4.4低温蒸发

由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理物料的沸点大大降低，因此特别适合热敏性物料的低温蒸发。

4.5过流时间短

物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；对于常用的活动刮板而言，其刮动物料的端面有导流的沟槽，其斜角通常为45°，改变斜角的角度，可改变物料的过流时间，物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间，有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。

4.6可利用低品位蒸汽

蒸汽是常用的热介质，由于降低了物料的沸点，在保证相同Δt的条件下，就可降低加热介质的温度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。

4.7适应性强、操作方便

独特的结构设计，使该产品可处理一些常规蒸发器不易处理的高粘度、含颗粒、热敏性及易结晶的物料。

5 应用领域

在热交换工程中，刮板式薄膜蒸发器得到广乏的应用。尤其对热敏性物料（时间短暂）的热交换，刮膜器有利于热交换的进行，并通过不同的刮膜器设计，能进行复杂产品的蒸馏。

刮膜蒸发器已在下述领域用于蒸发浓缩、脱溶、汽提、反应、脱气、除臭（气）味等为目的，取得了良好效果：

中、西药：抗生素，糖液，雷公滕、黄芪等中草药，甲基咪唑、单腈胺等中间体；轻工食品：果汁，肉汁，色素，香精，香料，酶制剂、乳酸、木糖、淀粉糖，山梨酸钾、蜂蜜；

油脂日化：卵磷酯，VE，鱼肝油，油酸，甘油，脂肪酸，废润滑油，烷基多糖苷，醇醚硫酸盐等；

合成树脂：聚酰胺树脂，环氧树脂，多聚甲醛，PPS（癸二酸聚丙烯酯），PBT，甲酸丙烯酯；

合成纤维：PTA，DMT，炭素纤维，聚四氢呋喃，聚醚多元醇等；