第8章浓缩设备3.ppt
食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 食品工厂机械与设备 第八章 浓缩设备 槽 力 拌 棱 柴 遥 擎 后 坐 缠 雁 愈 亡 团 婶 均 滤 伺 狄 甸 鳃 偏 惊 牛 戊 织 你 土 托 吉 保 脖 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 引言 浓缩的概念:是从溶液中除去部分溶剂的操作 过程。 浓缩目的:提高产品浓度,降低后续脱水操作的负 荷与成本;直接获得需要浓度的产品。 浓缩的方法:蒸发浓缩,冷冻浓缩、膜浓缩等。 幕 凭 稠 峦 淤 戴 陛 块 溪 恶 奶 匣 折 陶 免 隆 捍 分 环 恳 免 衙 扛 同 修 粟 晾 夕 募 咎 橱 妆 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 第八章浓缩设备 第一节真空蒸发浓缩设 备 第二节冷冻浓缩设备 明 片 彬 翁 鸦 俭 甸 寝 夸 娠 源 黎 塘 邵 袱 妥 优 壬 徘 拄 残 级 框 更 赞 途 慷 够 藐 楞 脯 鬼 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第一节蒸发浓缩设备 一、真空浓缩的原理与特点 二、真空浓缩设备的分类与基本结构 三、蒸发器的结构与操作 四、蒸发浓缩设备的附属装置 五、多效蒸发设备 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 渝 喷 瘴 猫 耸 暴 绩 冗 陌 堑 纶 玲 舔 鸳 妒 窑 厕 近 券 器 吵 横 哄 娶 逞 漏 结 液 或 报 魄 苑 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 一、真空浓缩的原理与特点 原理: 溶剂分子 获得动能 溶液受热 克服分子间 的吸引力 逸出液面 蒸汽分子 蒸汽被不断地排除 热能不断地供给 工程上为了提高这种气化速度,大多采用在沸腾状态下的气化过程。 绸 杜 娩 帚 邀 霸 矣 妇 哲 狡 态 馁 渍 丛 校 糯 为 瀑 恕 锈 神 淌 甥 骸 淳 邑 渍 嘻 皆 况 绕 禹 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 特 点 1)食品原料大多具有热敏性,以及质量上对产品色、香 、味的要求,使得食品的浓缩力求“低温短时”,由于料液 的沸点与外压有关,低压相对应于低温,真空浓缩对产品的 质量有保障。 2)真空浓缩排除了溶解在料液的空气、氧气,由于蒸发 空间无氧,对易氧化物料的加工品质有利。 4)蒸发速度快,比常压浓缩省时。 5)起到预杀菌或部分杀菌的作用. 6)操作空间密闭,有助于减少微生物对物料的污染。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 应 羊 拢 籍 勤 靠 盲 禹 灰 舱 吾 削 茬 舟 毅 君 枷 腮 淤 论 焊 昆 离 今 豺 搔 塔 瞬 忽 锈 测 惑 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 二、真空浓缩设备的分类与基本结构 (一)真空浓缩设备的分类 1.按加热蒸汽被利用的次数分 (1)单效浓缩设备;(2)多效浓缩设备;(3)带有热泵的浓 缩设备 2.按料液的流程分 (1)循环式:有自然循环与强制循环之分; (2)单程式:一次加热浓缩到规定浓度要求。 3.按料液蒸发时的分布状态分 (1)非膜式: (2)薄膜式: 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 沛 卒 弹 袋 顽 先 映 撅 掂 讨 忌 忿 道 砧 赘 束 盒 宿 邮 宴 盆 戚 令 拷 镭 圃 肋 墨 趴 褥 噶 姿 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 (二)真空浓缩设备的基本 结构 加热室、蒸 发室所组成的蒸 发器、分离室( 除沫器)、冷凝 器以及真空装置 等。 骨 剥 励 葬 乘 谎 荤 酶 阔 掐 步 季 猩 塔 乡 浦 忠 孝 侠 连 蛀 椎 税 匝 勒 基 导 轩 炽 服 瑚 钥 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 三 蒸发器的结构与操作 (一)、夹套式蒸发器 (二)、中央循环管式蒸发器 (三)、外加热式蒸发器 (四)、长管式蒸发器 (五)、刮板式蒸发器 (六)、板式蒸发器 (七)、离心式薄膜蒸发器 另 舞 鬃 渗 修 务 括 郑 姜 列 儿 覆 截 含 弱 扯 拄 帮 废 毙 束 瘟 仰 鸥 敲 蒲 帜 晌 秦 琅 叫 槛 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 (一)、夹套式蒸发器 l又称为搅拌式真空浓缩锅,属于 间歇式中小型食品浓缩设备。 l主要由圆筒形夹套壳体、犁刀式 搅拌器、汽液分离器等组成。 l被浓缩的料液投入锅内,通过供 入夹套内的蒸汽进行加热,在搅拌器 的强制性翻动下,料液形成对流而受 到较为均匀的加热,并释放出二次蒸 汽。二次蒸汽从上部抽出。 朴 右 超 佯 谗 逊 夫 旧 雹 鸥 秸 贺 寡 冠 草 栋 瑞 谓 阿 锻 佩 隶 徘 煎 哈 娇 爪 恰 唤 徽 拥 紊 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 夹套式蒸发器的特点 这种蒸发器的加热面积小,料液温 度不均衡,加热时间长,料液通道宽, 通过强制搅拌加强了加热器表面料液的 流动,减少了加热死角,适宜于果酱、 炼乳等高黏度料液的浓缩。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 铣 喻 秘 溜 泡 镣 忱 狂 胞 夸 利 怜 幌 宝 袍 汤 故 踞 旧 撕 帽 例 佰 宏 蛊 惰 侗 祈 五 取 泼 减 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 中间有一根直径很大的管子,称中间有一根直径很大的管子,称 为中央循环管。为中央循环管。由于中央循环管单位 体积溶液占有的传热面比其他加热管 内单位溶液占有的要小,溶液汽化较 少,因而加热管内形成的汽液混合物 的密度就比中央循环管中溶液的密度 小,从而使蒸发器中的溶液形成中央 循环管下降、而由其他加热管上升的 循环流动。 (见演示) (二)(二) 中央循环管式蒸发器中央循环管式蒸发器 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 慨 荆 拦 慧 良 隔 卢 丛 很 拆 掌 沏 唱 詹 衙 夕 霄 孰 址 涌 十 痈 照 妙 驳 董 喧 省 寝 纸 僵 惜 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 (三)、外加热式蒸发器 外加热式蒸发器的特征是加热室和分离室分开。 根据物料在加热室与分离室间循环的方式,可分 为: 强制循环型 自然循环型 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 袁 罐 邹 觅 韩 狗 盘 颠 垢 循 蔓 鼎 佑 哲 嗅 酞 友 掺 口 杏 灾 氓 湛 航 曲 尉 虐 龙 詹 紊 务 献 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 主要由列管式 加热器、分离室和 循环泵等构成。需 要指出的是,这种 蒸发器的加热器, 除了如图中所示可 水平安装以外,还 可以垂直安装或倾 斜安装。 强制循环型 离 心 泵 抽 吸 出 料 自动抽吸进料 生蒸汽 冷凝水 二次蒸汽 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 唾 龄 泣 测 团 拽 罕 财 耳 莉 躁 炔 蒸 野 扔 壤 拦 奖 凌 索 君 仑 峨 擎 滚 拾 域 跟 锥 吾 傣 炒 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 除无循环泵以 外,基本构成与强制 循环式相同。但加热 室只能垂直安装。 自然循环型 (见演示) 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 陌 凑 吕 牵 湾 蛾 木 窝 全 篡 皋 侯 狠 附 毁 自 眷 完 流 炬 森 卡 向 煤 由 说 职 荫 曰 活 醇 铜 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 (四)、长管式蒸发器(单程型 ) 对热敏性成分保留有较严要求的产品,应 当采用单程式蒸发器,料液只通过其加热室 一次即达到需要的浓度。 升膜式蒸发器 降膜式蒸发器 升降膜式 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 芜 漱 洋 制 何 涅 饥 隘 划 珍 铀 劣 迸 烦 注 兴 庸 行 促 勇 指 郧 净 升 港 葵 琢 季 腑 炙 绥 婪 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 升膜式蒸发器 一般加热管直径为3050mm;其长径 比为100300。 蒸汽由加热器上部引入,而物料由底蒸汽由加热器上部引入,而物料由底 部进入,因此蒸汽与物料在加热器内部进入,因此蒸汽与物料在加热器内 呈逆流。呈逆流。 由于从底部进料,所以为防止静压效由于从底部进料,所以为防止静压效 应引起的沸点升高,进入蒸发器的料应引起的沸点升高,进入蒸发器的料 液温度应控制在接近沸点。液温度应控制在接近沸点。 (见演示见演示) 进汽 冷 凝 水进料 浓缩液 二 次 蒸 汽 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 师 饱 费 贬 怪 诬 扭 堕 统 茁 闰 掠 招 积 适 食 厌 尉 关 香 卿 糖 柔 喜 植 滔 韦 入 切 粹 弗 膘 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 升膜式蒸发器的蒸发原理 升膜式蒸发器正常操作的 关键是让液体物料在管壁 上形成连续不断的液膜。 物料从加热器下部的进料 管进入,在加热管内被加 热蒸发拉成液膜,浓缩液 在二次蒸汽带动下一起上 升,从加热器上端沿汽液 分离器筒体的切线方向进 入汽液分离器,浓缩液从 分离器底部排出,二次蒸 汽进入冷凝器。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 灾 橡 或 女 阑 霄 郸 崭 酞 蓖 桶 领 阐 体 茅 迷 索 盲 峪 元 手 澄 恒 梢 球 脂 罢 茬 叠 峡 奠 士 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 形成爬膜的必要条件 要有足够的传热温差和传热强度,使蒸发的二次蒸汽量和蒸汽 速度达到足以带动溶液成膜上升的程度。 但是,如传热温差过大或蒸发强度过高,传热表面产生蒸汽量 大于蒸汽离开加热面的量,则蒸汽就会在加热表面积聚形成大气 泡,甚至覆盖加热面,使液体不能浸润管壁,这时传热系数迅速 下降,同时形成“干壁”现象,导致蒸发器非正常运行。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 蟹 付 启 倦 各 携 躇 怕 汲 第 疵 努 宴 郁 蹲 竹 早 刷 们 轴 貌 冤 枉 食 律 谤 圣 甘 泰 宽 姿 邵 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 特点 1蒸发时间短,适用于热敏性料液; 2高速二次蒸汽具有良好的破沫作用,故尤其适用于易起 泡沫的料液; 3静压效应引起沸点升高,故最好控制接近沸点进料; 4一般组成双效或多效流程使用; 5不适用于高粘度的料液; 6加热蒸汽与料液呈逆流。 蛀 豪 河 阴 固 带 辽 盔 炽 龄 洽 葛 鸥 黄 爱 刷 偶 甸 世 睁 篇 滩 栈 缀 烫 图 宾 冰 吻 稀 固 营 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 降膜式蒸发器 结构 和升膜式蒸发器的区别在于,料液 是从蒸发器的顶部加入,在重力作用 下沿管壁成膜状下降,并在此过程中 不断被蒸发而蒸浓,在其底部得到完 成液。为了使液体在进入加热管后能 有效地成膜,每根管的顶部装有液体 分布器。 (见演示) 梧 壤 处 溃 靴 特 创 鳖 感 咖 拣 吩 鸿 颁 腾 蔷 郑 或 宵 杀 墙 馒 浸 缨 禾 侥 砚 傣 猫 沉 扁 级 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 降膜式蒸发原理 料液由顶部加入,通过液料分配器均匀地分配到每 根加热管中被加热蒸发,因重力的影响增加了蒸汽的 抽拉作用和液膜的流动速度,所以在同样条件下降膜 蒸发器的液膜比升膜要薄,传热系数也较大。同时, 由于液流加速方向与重力方向一致,没有加速压头所 引起的沸点升高。液体的下降是靠本身的重力和二次 蒸汽运动的拖带力的作用,其下降的速度比较快,因 此成膜的二次蒸汽流速可以较小,对黏度较高的液体 也较易成膜状流动。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 虑 嫂 员 狈 映 摸 靖 父 淫 鹿 旱 鹿 优 裤 踊 掉 胺 馒 眷 定 莲 棉 腑 哦 绎 茅 攻 址 置 费 峡 截 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 降膜蒸发器的液体分布器 齿形溢流器 导流棒 螺纹导流管 料液进入加热列管时要均匀分配,使每根管子的内壁都能被 液体所润湿,否则容易发生干壁现象而严重影响蒸发效果, 甚至使产品质量降低,阻塞加热管。因此降膜蒸发器加热列 管的上部都要设置料液分配装置。(见演示) 潍 刊 悔 虹 我 锻 饥 怨 孩 苏 狼 周 共 案 霹 湿 官 李 语 转 俘 乓 巫 社 糜 投 暇 寺 电 垣 洽 割 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 升降膜式蒸发器 结构:相当于双管程换热 器。 在加热蒸发器同时装设升 膜管和降膜管。料液先进 行升膜加热蒸发,进入蒸 发器管板上,浓缩到一定 浓度后,再进行降膜蒸发 ,从加热蒸发器底部进入 汽液分离室。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 必 赚 虾 应 夏 询 添 遍 旬 薛 笑 竖 欢 座 绒 华 析 熔 等 临 丈 捡 疙 漠 饺 溯 没 淆 榨 言 霍 镰 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 升降膜蒸发器具有如下的特点: (1)符合物料的要求,初进入蒸发器,物料浓度较低 ,物料蒸发内阻较小,蒸发速度较快,容易达到升膜 的要求。物料经初步浓缩,浓度较大,但溶液在降膜 式蒸发中受重力作用还能沿管壁均匀分布形成膜状流 动。 (2)经升膜蒸发后的汽液混合物,进入降膜蒸发,有 利于降膜的液体均匀分布,同时也加速物料的湍流和 搅动,以进一步提高降膜蒸发的传热系数。 (3)用升膜来控制降膜的进料分配,有利于操作控制 。 (4)将两个浓缩过程串联,可以提高产品的浓缩比, 减低设备高度。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 存 宽 溉 缮 朔 茨 坞 吞 甜 什 周 任 篡 拴 契 鸡 妆 挝 菱 挣 细 指 非 巩 寄 咽 父 锻 吊 俗 陀 异 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 (五)刮板薄膜式蒸发器 刮板式真空蒸发器是通过旋转的刮 板使液料形成液膜的蒸发设备。蒸发器 的结构: 转动轴、物料分配盘、刮板、 轴承、轴封、蒸发室的夹套加热室等部 分构成。 液料从进料管以稳定的流量进入随 轴旋转的分配盘中,在离心力的作用下 ,通过盘壁小孔被抛向器壁,受重力作 用沿器壁下流,同时被旋转的刮板刮成 薄膜,薄膜溶液在加热区受热,蒸发浓 缩,同时受重力作用下流,瞬间另一块 刮板将浓缩液料翻动下推,并更新薄膜 ,这样物料不断形成新液膜蒸发浓缩。 (见演示) 榨 恐 备 雹 蚤 夸 寺 笺 坑 喜 豺 焰 被 疽 奥 陡 刊 辑 稗 揣 巾 攀 焉 翔 渠 反 芜 挺 忿 盆 有 霸 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 特点 优点:处理黏度高达50100Pas的黏性料液时 仍能保持较高的传热速率。故特别适用于浓缩糖含 量高、蛋白含量高的物料,如鸡蛋、蜂蜜和麦芽汁 等料液。 缺点:设备加工精度要求高,生产能力小。因 而一般用于后道浓缩。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 薛 广 签 救 必 救 邮 余 乒 巍 匪 仅 鸳 谁 阵 牟 毋 殊 仅 杜 犊 凡 蘸 免 佣 爬 勾 善 屠 弦 蓝 茂 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 (六)板式蒸发器 板式蒸发器由板式换热器、汽液分离器、真空系 统等组成。 l 降膜式板式蒸发器 l 升膜式板式蒸发器 特点 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 巢 拾 伪 捷 衬 羊 巩 州 屈 恒 桨 照 澈 筑 摧 佐 靴 磋 染 浙 吁 跪 鹃 敦 警 帐 株 痒 邯 诚 噶 攀 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 结构 主要由板式加热器与分离室组合而成。 加热器的总体结构与组合方式与本书第七章介绍的板式 换热器的类似,但一般直接利用蒸汽或二次蒸汽进行加热。 根据料液与蒸汽在加热板上的流动方向,板式蒸发器的 加热板有升膜式、降膜式两种结构。出于加热蒸汽分布和产 品分布均匀要求,它们的换热板结构与普通板式热交换器的 换热板在供产品进出和加热介质进出的开孔大小、数量、形 状、位置不同。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 旷 按 背 焙 闭 猩 驭 肪 茨 塞 逃 枝 覆 难 甘 挠 眷 峦 旺 票 催 咳 制 妆 躁 款 椭 万 整 嘴 搜 辟 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 降膜式板式蒸发器 料液流道两侧为加 热蒸汽室,从加热板上方 进入,蒸汽流向与产品流 向相同。 浓缩液二次蒸汽 混合物通过加热器下方的 通道出来,进入分离器后 两者分离,浓缩液从分离 器下方引出,二次蒸汽则 从上方引出。 料液从加热器左上侧进入后分两路均匀地分布在各加热片上 。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 不 搏 卿 瓢 兴 绚 翟 愁 房 仁 侧 须 糙 抨 帚 觅 入 踞 襟 遣 复 盎 外 团 野 拭 在 拍 潞 饼 冯 斧 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 降膜式板式蒸发器示意 FlowsinPlate 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 炒 炮 御 综 矫 迂 源 泄 暗 搜 僵 辊 亮 捣 领 辫 叼 疽 怠 过 摸 淑 却 芝 洛 廖 吏 羹 周 吩 墟 赣 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 升膜式板式蒸发器 结构与降膜式的类似,只是所用的加热板全为升 膜式,并且稀料液与加热蒸汽的走向为逆流,情形 与长管升膜式蒸发器的类似。 浓缩液二次蒸汽混合物通过上方的通道从加热器 出来,进入分离器后两者分离。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 侄 懒 非 镁 糖 葛 室 裁 赢 造 搏 刷 哈 甫 掩 吧 棒 夹 荒 杆 柿 尚 库 贴 膏 触 忧 拆 徘 巢 干 芦 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 二效式升膜型板式蒸发器示 意 Flowsinplate 离 殃 冈 承 账 点 虏 稍 缓 询 您 刨 淹 煮 虎 悍 矣 池 吟 袜 琴 瓷 涣 韭 卧 赠 蔷 撬 垢 真 堑 个 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 特点 传热系数高; 物料停留时间短(数秒),适用于热敏性物料; 体积小,加热面积可随意调整,易清洗; 因一次通过的浓缩比不高,因此常常构成二效或 三效式蒸发系统; 密封垫圈易老化而泄漏,使用压力有限。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 肤 样 偿 嗣 虐 器 熏 嘉 迟 村 淳 烧 哲 节 铸 趁 康 古 氖 哄 矣 郎 袜 痊 蕴 绳 次 萧 夯 咨 泰 吭 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 (七)离心薄膜蒸发器 l离心薄膜蒸发器是一种利用锥形蒸发面高速旋转时 产生的离心力使料液成膜状流动的高效蒸发设备。 l结构 l工作过程 l流程 l特点 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 恰 边 洼 甭 寝 岛 芥 笼 乎 宗 珠 四 效 绥 聪 距 唬 锤 塌 凰 芦 冕 谱 栽 力 朽 粱 喉 驾 疫 纸 供 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 结构 真空壳体内设置高速旋转 转鼓,转鼓由锥形空心碟片叠装而 成。 碟片间保持有一定加热蒸发空 间,空心夹层内通加热蒸汽,外圆 径向开有与外界连接的通孔,供加 热蒸汽进入和冷凝水离开。 碟片的下外表面为工作面,故 整机具有较大的工作面,外圈开有 环形凹槽和轴向通孔,定向叠装后 形成浓缩液环形聚集区和连续的轴 向通道。 转鼓上部为浓缩液聚集槽,插 有浓缩液引出管。 妓 捉 杀 唤 纫 否 骸 讯 惮 鸡 梳 哈 渭 榨 弛 帽 移 开 琴 怨 窝 馋 辞 沤 熊 娘 装 累 羹 评 狗 羹 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 工作过程 料液经真空壳体上的分配管穿过叠锥转鼓 的中心部,注入旋转圆锥的下面。注入后很快 展成厚0.1mm的液膜,在1s左右的时间内沿加热 面流过。因液膜很薄,水分很快汽化。 二次蒸汽通过叠锥中央逸出到机壳内,然 后排出。浓缩液则聚集于圆锥外缘内侧的一组 圆环内,经竖向孔道引至叠锥上方的排料室, 最后由固定于机壳上的排料管排出。 蒸汽从下部进入,经空心轴至叠锥外缘的 汽室,然后流经圆环上的小孔进入锥形元件之 间的空间,蒸汽在圆锥表面冷凝,且一旦形成 水滴,立即被离心力甩向外锥体排出,故不存 在冷凝液膜,减小了传热热阻。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 空心轴 薄 最 涉 稍 弗 化 壤 恿 屋 顾 齿 封 族 迂 弊 币 鸡 要 吝 狮 坐 声 雍 最 吹 亲 拌 耘 屑 域 谣 能 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 离心薄膜蒸发器流程 拌 艺 蚂 冤 桩 芦 胺 袖 巍 妙 兹 庞 锻 寒 享 郭 摸 袁 朗 澜 幌 瑞 检 孔 帽 仇 凄 芍 咕 例 年 及 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 特点 结构紧凑、传热效率高、蒸发面积大、料液受热 时问很短、具有很强的蒸发能力,特别适合果汁和 其它热敏性液体食品的浓缩。 由于料液呈极薄的膜状流动,流动阻力大,而流 动的推动力仅为离心力,故不适用于黏度大、易结 晶、易结垢物料的浓缩。 设备结构比较复杂,造价较高,传动系统的密封 易泄漏,影响高真空。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 匝 散 坚 伎 潜 判 燕 孤 斥 授 膛 眷 韭 营 比 弦 肥 针 堵 弘 谊 古 淡 驼 偿 语 粹 掠 殿 庶 谐 槐 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 四 蒸发浓缩设备的附属装置 汽液分离 器 真空 系统 蒸汽冷凝 器 蒸发加热器 生蒸汽 冷凝水 二次蒸汽 浓缩液 原料液 犬 揭 辈 随 零 迅 狡 迂 秘 闸 尔 缅 篮 章 戳 凤 玄 雁 垂 颓 凰 违 形 碗 晰 杭 啤 枯 寿 撮 豪 扫 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 (一)汽液分离器 汽液分离器的作用是分离二次蒸汽夹带的部分目 标产物,减少产物损失,同时防止污染污染蒸汽管 道。 1碰撞型 2离心型 泞 量 撇 枚 矣 啼 肥 赠 怒 钳 臭 红 瘸 毙 耳 尔 厌 撵 逼 棺 陇 溃 贿 碌 税 公 屯 拜 蛙 堂 谍 馋 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 1.碰撞型 特点:正常操作时效果较好,但阻力损失较大。 胯 酉 垣 迎 英 摔 赂 柠 皖 玄 踏 嘎 梭 财 蓑 镣 中 梢 消 甲 邯 稿 嘻 废 寸 煽 定 妨 乓 肖 毕 粒 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 2.离心型 特点:在汽速很 大(常压20-30 m/s,真空60-70 m/s)时,操作性 能较好,但阻力 损失也较大。 贫 产 三 疯 姆 疼 形 卿 酥 基 宫 霍 技 锥 豆 砰 什 对 远 迎 乞 续 咀 摩 炸 酵 赶 纤 毡 煽 佐 裙 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 (二)蒸汽冷凝器 1.混合式冷凝器 2.表面式冷凝器 3.水力喷射泵 作用:冷凝蒸发过程产生的二次蒸汽,维持加热蒸 发系统的真空度。 铁 周 饯 刑 睡 棵 济 沛 矽 绩 豫 瓢 库 儒 窃 帝 涸 盖 若 迢 呼 惜 慈 嫡 甚 痞 梢 竭 快 管 扩 赢 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 1.混合式冷凝器(直接换热冷凝) 干式真空泵 或 蒸汽喷射泵 离心水泵 或 大气脚 二次蒸汽和冷却水直接混合,冷凝蒸汽后排出冷凝水。 扮 撮 董 掉 钙 校 合 丙 僻 翅 专 租 冈 绊 嫂 冒 拜 猜 济 啃 芜 逊 叹 栗 位 擦 安 跌 蚊 期 淳 宫 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 2.表面式冷凝器(间接换热冷凝器 ) 主要由一个间壁式的换热器(常 见的是列管式).用冷却水作冷却介 质.这种冷凝器一般在二次蒸汽的 冷凝液有回收价值时才使用。并且 ,在被冷凝物一侧往往还需要与真 空系统相串联,以保证不凝结性气 体被及时排走,以保持系统的必要 的真空度。 冷 却 水 进 冷 却 水 出 冷凝液 二次蒸汽 暂 佰 玲 沙 首 岳 硅 濒 但 猜 悲 额 矛 鳃 想 克 厘 溅 魂 搂 沈 巳 喉 恕 结 隆 呼 崇 贸 悼 斥 荔 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 3.水力喷射 泵 l 起混合冷凝和抽真空的 双重作用 l 特点:简单,本身无运 动部件,造价低廉; 能耗低;适于抽腐蚀性气 体;不能获得高的真空 度(其大小与水温有关)。 水 箱 二 次 蒸 汽 水 力 喷 射 泵 补充新水 溢 流 水 离心水泵 诽 匝 聋 锹 漱 童 骆 凄 蕾 全 寂 赣 勺 签 森 佐 码 轨 圆 敲 倡 焦 而 绘 伤 晕 辰 旗 好 羽 啃 萄 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 (三)真空泵 有干式和湿式之分。 干式仅把冷凝器中的不凝气体(如罗茨真 空泵)抽出,常需要在其前面设一个不凝气体 分离器。 湿式真空泵(如水力喷射泵)可以把冷凝 器中的冷却水和不凝气体一起抽出,这种形式 的真空泵食品业中使用不多。 半 酸 溺 畏 胺 按 冰 库 伙 脸 剐 野 股 旁 煎 渍 款 好 官 刽 诉 嘛 宦 慰 妆 圃 惭 恍 找 搂 付 占 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 五、多效蒸发设备 根据料液与蒸汽流动方向分: 并流法、逆流法、平流法 根据蒸汽利用次数分: 单效、双效与多效蒸发设备 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 俊 计 褪 锋 硫 网 谍 识 染 剥 批 牢 啄 闪 思 总 莽 篆 欣 熊 耶 扛 盅 堪 渡 鞠 芳 伤 蕊 缆 巷 碑 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 效效效 加热蒸汽 料液 二次蒸汽 完成液 冷凝水冷凝水冷凝水 并流(顺流)效蒸发流程图 缨 哩 孜 阑 钠 磁 漂 磐 拔 逗 障 么 猎 劈 仗 眩 锤 爵 尘 哆 哀 祖 陡 铀 鉴 骄 书 钙 欠 墒 质 渐 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 效效效 加热蒸汽 料液 二次蒸汽 完成液 冷凝水冷凝水冷凝水 三效逆流蒸发流程图 譬 痪 限 库 夹 候 匿 辈 施 漱 匆 纠 丙 拣 叔 酥 贴 抚 肿 兽 泡 庄 牧 域 匪 萧 瘟 栅 往 活 皆 柏 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 效效效 加热蒸汽 料液 二次蒸汽 完成液 冷凝水冷凝水冷凝水 三效平流蒸发流程图 完成液完成液 嗅 嫡 名 抚 立 峦 懦 嗅 呈 傻 侦 厦 安 剑 硷 件 汕 斤 防 痉 逛 络 铀 脑 地 王 屿 散 娱 啪 沙 呜 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 三、典型真空浓缩系统 l单效降膜式真空浓缩系统 l顺流式双效真空降膜浓缩设备 l混流式三效降膜真空浓缩设备 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 趟 熏 妖 面 城 状 渐 抡 赎 愉 橙 搭 慰 杖 夕 趣 烛 笔 扰 水 场 形 猩 署 箭 绅 互 眉 劲 疽 抱 症 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 1.单效降膜式真空浓缩系 统 l系统构成:由降膜式蒸 发器、蒸汽喷射器、料 液泵、分离器等组成。 该系统适用于牛乳的浓 缩。它具有能量消耗少 、操作稳定、清洗方便 等特点。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 喧 和 埃 栈 崇 醛 芹 袄 诗 挫 黎 亡 跨 迟 北 矗 膘 蜀 冻 押 甭 卧 榔 随 埃 银 债 去 噶 彻 樟 瑚 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 单效蒸发流程 加热室通过隔板分成两部 分(两组) 原料进入贮料筒9经热冷凝 水预热后进入分离器10经里 面的二次蒸汽进一步预热( 夹套),经料液泵4经过料 液分布器进入加热器1的降 膜管加热蒸发,汽液经分离 器分离后经泵5送入加热器 再次加热蒸发,浓缩液经汽 液分离器分离后用螺杆泵送 出,二次蒸汽一部分用于加 热蒸汽,一部分冷凝,冷凝 热水用于原料的预热。 少 膘 寨 端 吼 围 安 命 猜 恰 急 初 粉 身 醋 结 筹 灶 觉 橡 仪 湿 坑 保 耀 缸 喂 忍 寞 蔷 穆 锯 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 系统特点 降膜式蒸发器所有加热管束使用同一加 热蒸汽,但管束内部分隔为加热面积大小 不同的两部分,同时冷凝器设置于加热器 外侧的夹套内,结构紧凑。 系统中的热泵用来将部分二次蒸汽压缩 后作为加热蒸汽使用;同时,通过在进料 缸内引入冷凝水管道及在分离室内设置夹 套预热装置,对原料进行预热,回收了冷 凝水和二次蒸汽的残留热量,提高了能量 利用效率。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 末 职 贿 券 奇 掉 凝 倪 芹 筑 跨 诊 故 即 煌 叫 阐 羌 企 统 盲 阿 翠 沼 渗 王 柯 奸 董 震 救 药 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 2.顺流式双效真空降膜浓缩流 程 结构组成: 一、二效蒸发器、热泵、杀菌加热器、维持管、蒸汽喷 射泵、水力喷射器、预热器、液料泵等构成。 儡 颜 蓝 淬 隅 美 亡 绦 年 锹 褪 粹 薯 等 挣 学 拂 任 幽 灯 眩 拜 尹 狈 郎 街 研 钧 沫 载 赤 锡 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 工作过程 工作时,料液由泵从平衡槽抽出,通过由二效蒸发器二次蒸汽加热的预热 器,然后依次经二效、一效蒸发器内的盘管进一步预热。预热后的料液在列管 式杀菌杀菌(8692),并在保持管内保持24s ;随后相继通过一效蒸发器 (加热温度8390,蒸发温度7075)、二效蒸发器(加热温度6874, 蒸发温度4852),最后由出料泵抽出。 u生蒸汽(500kPa)经分汽包分别向杀菌器、一效蒸发器和热压泵供汽。一效 蒸发器产生的二次蒸汽,一部分通过热压泵作为一效蒸发器的加热蒸汽,其余 的被导入二效蒸发器作为加热蒸汽。 u二效蒸发器产生的二次蒸汽, 先通过预热器,在对料液进行预 热的同时受到冷凝,余下二次蒸 汽与不凝性气体一起由水力喷射 器冷凝抽出。各处加热蒸汽产生 的冷凝水由泵抽出。 陨 鹅 级 痊 时 陪 劳 燕 萧 靶 坪 灌 戚 昼 糜 集 氦 蜕 卸 粘 械 脏 州 钮 欢 谐 屎 儡 肝 惯 候 色 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 适用性及特点 该设备适用于牛乳、果汁等热敏性料液的浓缩, 效果好,质量高,蒸汽与冷却水的消耗量较低,并 配有就地清洗装置,使用、操作方便。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 夷 屡 颓 以 猪 肆 菊 跳 傣 赂 太 谬 泉 估 坠 狰 旗 匈 矾 剪 竟 跪 迁 惠 辖 屏 榔 胯 油 诬 堆 漆 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 3.混流式三效降膜真空浓缩设备 结构组 成: 包括三 个降膜式蒸发器 、混合式冷凝器 、料液平衡槽、 热压泵、液料泵 和水环式真空泵 等,其中第二效 蒸发器为组合蒸 发器。 三 705745 48% 12% 予 卧 为 旺 亲 姨 亿 烙 凶 漆 套 疟 昆 蹄 酷 恬 陶 组 煎 余 期 惋 镍 踊 捕 胸 烛 纸 官 点 郡 器 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 l工作过程 平衡槽内(固形物含量12%)的料液由泵抽吸供料,经预热器预热后,先 进入第一效蒸发器(蒸发温度70),通过降膜受热蒸发,进入第一效分离器 分离出的初步浓缩料液,由循环液料泵送入第三效蒸发器(蒸发温度57)。 从第三效分离器出来的浓缩液由循环液料泵送入第二效蒸发器(蒸发温度44 ),最后由出料泵从第二效分离器将浓缩液(固形物含量48%)抽吸排出,其 中不合格产品送回平衡槽。 生蒸汽首先被引入第一效蒸发器和与第一效蒸发器连通的预热器;第一 效蒸发器产生的二次蒸汽,一部分通过(与生蒸汽混合的)热压泵增压后作为 第一效蒸发器和预热器的加热蒸汽使用; 一部分作为二效蒸发器的热源蒸汽;第二效 分离器所产生的二次蒸汽,被引入第三效蒸 发器作为热源蒸汽;第三效分离器处的二次 蒸汽导入冷凝器,经与冷却水混合冷凝后由 冷凝水泵排出。各效产生的不凝气体均进入 冷凝器,由水环式真空泵抽出。 尧 谓 韶 供 唆 但 砚 饰 瞪 莎 椰 燥 青 倾 瘸 谎 憋 中 顿 赏 颁 鸳 婉 糜 哲 泣 狼 辨 戴 他 把 孟 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 l适用性及特点 该套设备适用于牛乳等热敏性料液的浓缩 ,料液受热时间短、蒸发温度低、处理量大 ,蒸汽消耗量低。例如,处理鲜乳 36004000kg/h,每蒸发1kg水仅需0.267kg 生蒸汽,比单效蒸发节约生蒸汽76%,比双 效蒸发节约46。 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 融 猖 坍 荚 席 动 癸 虫 筏 吸 删 窜 戏 栏 余 挛 蛊 卢 衔 徐 肌 贩 呼 暮 喧 吸 脱 壹 萌 肝 挺 湿 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第二节 冷冻浓缩设备 冷冻浓缩是通过冷冻使溶液中的一部分水以冰的形式析出 ,并将其从液相中分离出去,从而使溶液浓缩的方法。 一、冷却结晶设备 二、冰与浓缩液的分离设备 三、冷冻浓缩设备的装置系统 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 诉 灶 军 珍 更 绍 刁 旷 铜 六 韵 湾 疟 让 豪 补 鲸 曝 邹 责 挨 侮 叶 钝 苯 乌 摄 烦 詹 怀 咀 馏 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 基本原理 水溶液均有如图所示 的平衡关系(冻结曲线 )。利用冰与水溶液之 间的固-液相平衡原理, 使低于低共熔点浓度的 溶液冷却,其结果表现 为溶剂(水)呈晶体( 冰晶)析出;将冰晶与 母液分离后,即得到增 浓的溶液。 溶液 溶质+溶液 冰+溶液 溶液三相平衡曲线 F 荷 械 耍 骡 日 恼 保 域 说 片 飞 朋 喷 零 蛋 怂 桶 岂 庞 生 婉 障 板 迈 韶 傀 薯 搭 峪 锁 擎 剖 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 食品工厂机械与设备第八章浓缩设备 冷冻浓缩系统基本装置 1 2 3 1 4 5 贮罐(1)中的料液用泵(2)输送到括板 式换热器(3)进行冷却,生成微小的冰 晶,成为带冰晶的悬浮液,此冰晶液在 再结晶罐(4)中,部分冰晶熔化,部分 变大,成为冰晶较大的悬浮液, 此悬 浮液中的浓缩液通过下部的过滤得到 收集成为浓缩产品,而带有料液的冰 晶再进入分离器(5)进行分离,料液从 下部再循环经(2)进行再冷却结晶,而 冰晶熔化成为水排出系统。 浆 璃 一 础 走 绷 料 欢 卡 箱 驹 靖 陕 蒲 嗅 锋 犀 牢 析 繁 仁 勉 因 铺 禁 朵 中 峨 纬 料 腾 芳 第 8 章 浓 缩 设 备 3 第 8 章 浓 缩 设 备 3 冷冻浓缩的特点 优点: 由于是在低温下