第八章真空浓缩设备

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1、第八章 浓缩设备 浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。由于食品中的溶浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。由于食品中的溶剂主要是水，如果蔬汁，牛奶等。所以食品工业中的浓缩一剂主要是水，如果蔬汁，牛奶等。所以食品工业中的浓缩一般指蒸发。般指蒸发。 真空浓缩：是指在负压条件下，以较低温度浓缩。有以下特真空浓缩：是指在负压条件下，以较低温度浓缩。有以下特点：点： (1) 料液沸点低，浓缩速度大。料液沸点低，浓缩速度大。 (2) 可利用低压蒸汽作为热源可利用低压蒸汽作为热源(多效时多效时)。 (3) 不损害食品的营养成分。不损害食品的营养成分。 (4) 设备热耗减少。设备热耗减少。 (5) 增加真空

2、系统，投资大，功力消耗大。增加真空系统，投资大，功力消耗大。 (6) 沸点降低，蒸发潜热增大。沸点降低，蒸发潜热增大。第一节第一节 浓缩概述浓缩概述 一、浓缩的目的 1. 除去水分，减少包装、运输费用 2. 提高浓度，增加贮藏性能 3. 干燥的预处理 4. 结晶的预处理第一节第一节 浓缩概述浓缩概述 二、分类二、分类 1. 按操作方式分：按操作方式分： 常压常压 真空真空 闪蒸闪蒸 2. 按二次蒸汽的利用分：按二次蒸汽的利用分： 单效浓缩装置单效浓缩装置 多效浓缩装置多效浓缩装置 带有热泵的浓缩装置带有热泵的浓缩装置 3. 按料液流程分：按料液流程分： 循环式：自然与强制循环。循环式：自然与强

3、制循环。 单程式：单程式： 4. 按加热器结构分：按加热器结构分： 盘管式浓缩器盘管式浓缩器 中央循环管式浓缩器中央循环管式浓缩器 升膜式浓缩器升膜式浓缩器- 降膜式浓缩器降膜式浓缩器- 片式浓缩器片式浓缩器- 刮板式浓缩器刮板式浓缩器- 外加热式浓缩器。外加热式浓缩器。夹套式蒸发器中小型浓缩设备。中小型浓缩设备。由圆筒形夹套壳体、搅拌器、除沫器等组成。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。水分在低压条件下蒸发。二次蒸汽从顶部排除。主要技术参数主要技术参数蒸发量蒸发量 3

4、00Lh，蒸汽耗用量蒸汽耗用量 340kgh，蒸汽压力蒸汽压力196kPa，真空度真空度 82988.0kPa。适于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用适于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用胶始粘度料液的浓缩。胶始粘度料液的浓缩。一、标准式蒸发器又称中央循环管式浓缩锅。又称中央循环管式浓缩锅。下部为加热室，上部为分离室。下部为加热室，上部为分离室。加热室内装有加热管束和中央循加热室内装有加热管束和中央循环管。中央循环管的截面积较大，环管。中央循环管的截面积较大，一般为加热管束总面积的一般为加热管束总面积的40以以上。上。工作时料液在管内流动，加热蒸工作时料液在管内流动，加热蒸汽在管束之间流动

5、，由于中央循汽在管束之间流动，由于中央循环管与加热管中的料液受热程度环管与加热管中的料液受热程度不同，产生密度差，使液料经加不同，产生密度差，使液料经加热管而沸腾上升，然后在分离室热管而沸腾上升，然后在分离室内进行汽液分离。内进行汽液分离。二次蒸汽由顶部排出。料液经中二次蒸汽由顶部排出。料液经中央循环管下降、回流，形成自然央循环管下降、回流，形成自然循环。浓缩后的制品由底部卸出。循环。浓缩后的制品由底部卸出。目前这类蒸发器糖厂应用广泛。目前这类蒸发器糖厂应用广泛。图图82 中央循环管蒸发器中央循环管蒸发器A-加热蒸汽加热蒸汽 B-料液料液 C-二次蒸汽二次蒸汽 D-冷凝水冷凝水 E-完成液完成

6、液1-中央循环管中央循环管 2-蒸发室蒸发室 3-除沫器除沫器 4-外壳外壳 5-换热管换热管加热室断面加热室断面图图83 加热室断面图加热室断面图A-加热蒸汽加热蒸汽 1-加热蒸汽通道加热蒸汽通道2-料液上升通道料液上升通道 3-料液下降通道料液下降通道二、盘管式蒸发器亦称盘管式浓缩锅，由上下锅体、加热盘亦称盘管式浓缩锅，由上下锅体、加热盘管、汽液分离器等组成。管、汽液分离器等组成。在锅体内装有四个加热盘管，分层排列，在锅体内装有四个加热盘管，分层排列，管内通入蒸汽，对管间的料液进行加热，管内通入蒸汽，对管间的料液进行加热，使之沸腾蒸发。使之沸腾蒸发。料液分批入锅内进行浓缩。二次蒸汽由上料液

7、分批入锅内进行浓缩。二次蒸汽由上部排入汽液分离室，成品由锅底卸出。部排入汽液分离室，成品由锅底卸出。二次蒸汽进入分离室后，因离心力作用，二次蒸汽进入分离室后，因离心力作用，使夹带的液滴与不凝气体分离，气体排出，使夹带的液滴与不凝气体分离，气体排出，被分离后的料液经回流管回被分离后的料液经回流管回入蒸发锅内再蒸发锅内再进行蒸发。进行蒸发。图图84 盘管式蒸发器盘管式蒸发器A-加热蒸汽加热蒸汽 B-冷凝水冷凝水 C-完成液完成液 D-二次蒸汽冷凝水二次蒸汽冷凝水 E-不凝气体不凝气体 F-冷却水进入端冷却水进入端 G-冷却水排出端冷却水排出端1-蒸发室蒸发室 2-气液分离器气液分离器 3-回液管回

8、液管 4-观测口观测口 5-列管式冷凝器列管式冷凝器 6-加热蒸加热蒸汽分配器汽分配器 7-加热盘管加热盘管 8-水泵水泵 9-真空泵真空泵 10-料液泵料液泵三、外加热式蒸发器图图85 外加热式自然循环蒸发器外加热式自然循环蒸发器A-加热蒸汽加热蒸汽 B-冷凝水冷凝水 C-料液料液 D-完成液完成液 E-二次蒸汽二次蒸汽1-蒸发室蒸发室 2-回流管回流管 3-滤网滤网 4-分离器分离器特征：加热室、分离室分开。特征：加热室、分离室分开。有有 强制循环式、自然循环式。强制循环式、自然循环式。由由 加热器、分离器、循环管组成。加热器、分离器、循环管组成。加热器有：列管式、板式。加热器有：列管式、

9、板式。强制循环式蒸发器强制循环式蒸发器主要由列管式加热器、分离室和料液循环主要由列管式加热器、分离室和料液循环泵组成。泵组成。料液经循环泵，进入加热器的列管内，被料液经循环泵，进入加热器的列管内，被管间的蒸汽加热，然后在分离室内进行汽管间的蒸汽加热，然后在分离室内进行汽液分离；液分离；二然汽自室顶排出，被浓缩的溶液由分离二然汽自室顶排出，被浓缩的溶液由分离室底部再进入循环泵进口，使溶液继续强室底部再进入循环泵进口，使溶液继续强制循环蒸发；制循环蒸发；该蒸发器是分批作业，它的优点是料液在该蒸发器是分批作业，它的优点是料液在加热管内的流速大，达加热管内的流速大，达34m/s，停留时间，停留时间较短

10、，传热系数较高，可防止料液结垢；较短，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 时当加热蒸汽与料液之间的温差较 小 时（35）。）。 仍可进行操作。缺点是动力消仍可进行操作。缺点是动力消耗大耗大外加热板式强制循环蒸发器图图86 外加热板式强制循环蒸发器外加热板式强制循环蒸发器A-加热蒸汽加热蒸汽 B-冷凝水冷凝水 C-料液料液 D-完成液完成液 E-二次蒸汽二次蒸汽冷凝水冷凝水 F-不凝气体不凝气体 G-冷却水进口冷却水进口 H-冷却水出口冷却水出口 1-板式换热器板式换热器 2-料泵料泵 3-贮料罐贮料罐 4-成品泵成品泵 5-分离器分离器 6-冷凝水泵冷凝水泵 7-水

11、环式真空泵水环式真空泵 8-冷凝器冷凝器 板式蒸发器板式蒸发器 优点是料液经过传热面的时间很短，仅优点是料液经过传热面的时间很短，仅2s，液流分布均匀，液流分布均匀，不易结不易结 垢。传热系数高，可达垢。传热系数高，可达10.4516.72MJ/ M2h。 料液强制循环，可处理高粘度的料液。结构紧凑，节省加热料液强制循环，可处理高粘度的料液。结构紧凑，节省加热蒸汽耗量，拆卸清洗方便，可用于牛奶、果汁，豆。蛋、糖蒸汽耗量，拆卸清洗方便，可用于牛奶、果汁，豆。蛋、糖汁，低盐酱油等多种食品的浓缩。汁，低盐酱油等多种食品的浓缩。四、升膜式蒸发器四、升膜式蒸发器由加热室、分离室和循环管等组成。由加热室、