第六章-真空浓缩设备课件.ppt
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- 第六 真空 浓缩 设备 课件
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1、一、蒸发器的分类、结构和特点一、蒸发器的分类、结构和特点二、真空浓缩的附属装置二、真空浓缩的附属装置三、单效真空浓缩设备三、单效真空浓缩设备四、多效真空浓缩设备四、多效真空浓缩设备五、五、蒸发设备选型蒸发设备选型主要内容:主要内容:真空浓缩设备概述浓缩:浓缩:从溶液中除去部分溶剂的单元操作。从溶液中除去部分溶剂的单元操作。 真空浓缩真空浓缩:在负压下,以较低温度浓缩。在负压下,以较低温度浓缩。 特点特点: (1) (1) 料液沸点低,浓缩速度快。料液沸点低,浓缩速度快。 (2) (2) 能用低压蒸汽为热源。能用低压蒸汽为热源。 (3) (3) 利于保持食品营养成分。利于保持食品营养成分。 (4
2、) (4) 能耗小。能耗小。 (5) (5) 真空系统投资大,功耗大。真空系统投资大,功耗大。 (6) (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 蒸发器的分类、结构和特点蒸发器的分类、结构和特点一、分类一、分类(一一)按二次蒸汽利用次数分:按二次蒸汽利用次数分:1、单效浓缩装置。、单效浓缩装置。2、多效浓缩装置。、多效浓缩装置。(二二)按料液流程分按料液流程分:1、循环式:自然与强制循环。、循环式:自然与强制循环。2、单程式:、单程式: (三三)按加热器结构分按加热器结构分:1、盘管式浓缩器。、盘管式浓缩器。2、中央循环管式浓缩器。、中央循环管式浓缩器。3、升膜式浓
3、缩器。、升膜式浓缩器。4、降膜式浓缩器。、降膜式浓缩器。5、片式浓缩器。、片式浓缩器。6、刮板式浓缩器。、刮板式浓缩器。7、外加热式浓缩器。、外加热式浓缩器。一、夹套式蒸发器一、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、搅由圆筒形夹套壳体、搅拌器、除沫器等组成。拌器、除沫器等组成。 适于果酱、蜜饯、糖浆、适于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用胶乳品、豆浆晶、食用胶等等高粘度料液的浓缩。高粘度料液的浓缩。主要技术参数主要技术参数蒸发量蒸发量 300L300Lh h,蒸汽耗用量蒸汽耗用量 340kg340kgh h,蒸汽压力蒸汽压力196kPa196kPa,真空度真空度 8
4、2829 988.0kPa88.0kPa。二、盘管式蒸发器 亦称盘管式浓缩锅,亦称盘管式浓缩锅,由上下锅体、加热由上下锅体、加热盘管、汽液分离器盘管、汽液分离器等组成。等组成。 料液分批浓缩。料液分批浓缩。二二次蒸汽由上部排入次蒸汽由上部排入汽液分离室,成品汽液分离室,成品由锅底卸出。由锅底卸出。单元操作:蒸发盘管式真空浓缩机盘管式真空浓缩机组成组成:蒸发器、加热盘管蒸发器、加热盘管 分离器、仪表箱分离器、仪表箱 水力分离器水力分离器特点特点:体积小、成本低体积小、成本低 操作维修方便操作维修方便型号型号:10001000型型 700700型型 300 300 型型蒸发量蒸发量:3001000
5、kg/h加热面积加热面积:310 m2三、中央循环管式蒸发器 加热室加热室中中中央循环管中央循环管的截面的截面一般为加热管束总面积的一般为加热管束总面积的4040以上。以上。 料液由于受热程度不同,产料液由于受热程度不同,产生重度差,从生重度差,从边上上升、中边上上升、中间下降间下降,在分离室进行汽液,在分离室进行汽液分离。分离。 二次蒸汽由顶部排出。料液二次蒸汽由顶部排出。料液经中央循环管下降,再进入经中央循环管下降,再进入加热管束,形成自然循环。加热管束,形成自然循环。浓缩后的制品由底部卸出。浓缩后的制品由底部卸出。 该类蒸发器在该类蒸发器在国内糖厂国内糖厂应用应用较多。较多。中央循环管蒸
6、发器动画 四、强制循环式蒸发器四、强制循环式蒸发器 主要由列管式加热器、主要由列管式加热器、分离室和料液循环泵组分离室和料液循环泵组成。成。 料液强制循环,在加热料液强制循环,在加热器出口减压、沸腾,分器出口减压、沸腾,分离室内进行汽液分离;离室内进行汽液分离; 该蒸发器为分批作业该蒸发器为分批作业 优点为流速大,达优点为流速大,达3-3-4m/s4m/s,传热系数较高,传热系数较高,可防止料液结垢;当加可防止料液结垢;当加热蒸汽与料液之间的温热蒸汽与料液之间的温差较小时(差较小时(3-53-5),),仍可进行操作。不足是仍可进行操作。不足是动力消耗大动力消耗大强制循环蒸发器动画 强制循环蒸发
7、器 这是烧碱厂的强制循环蒸发器 单元操作:蒸发外循环连续式真空浓缩机生产能力:1000 kg/h五、升膜式蒸发器五、升膜式蒸发器 由加热室、分离室和循环管等由加热室、分离室和循环管等组成。组成。 料液在加热管中部沸腾汽化。料液在加热管中部沸腾汽化。在上部产生二次蒸汽,流速可在上部产生二次蒸汽,流速可达达100100l60/sl60/s。料液沿管内壁。料液沿管内壁成成膜状上升膜状上升,并不断蒸发。,并不断蒸发。 优点:占地少,传热效率较高,优点:占地少,传热效率较高,料液受热时间短,在加热管内料液受热时间短,在加热管内停留停留101020s20s。 适于适于浓缩热敏、易起泡和粘度浓缩热敏、易起泡
8、和粘度低的液料低的液料。缺点是一次浓缩比。缺点是一次浓缩比低,进料量需严格控制。低,进料量需严格控制。升膜式蒸发器动画 六、降膜式蒸发器六、降膜式蒸发器利用重力作用成膜,能蒸发粘度利用重力作用成膜,能蒸发粘度较大的料液,且受热时间短,较大的料液,且受热时间短,适于热敏性强的物料;适于热敏性强的物料;料液的沸点均匀,有效温差较大,料液的沸点均匀,有效温差较大,传热效果好,节约蒸汽。传热效果好,节约蒸汽。蒸发管较长,沸腾泡沫易受热破蒸发管较长,沸腾泡沫易受热破裂,因此适于蒸发易生泡沫的裂,因此适于蒸发易生泡沫的物料;物料;清洗方便;清洗方便;适于浓度较大,不易结晶、结垢适于浓度较大,不易结晶、结垢
9、的物料。的物料。目前这类设备在乳品、果汁等食品目前这类设备在乳品、果汁等食品工业中应用最广。工业中应用最广。特点:特点:降膜式蒸发器动画 七、刮板式蒸发器 有立式、卧式两类。有立式、卧式两类。 加热时间为加热时间为2 23S3S。加热区域可分成几段,加热区域可分成几段,采用不同压力的蒸汽采用不同压力的蒸汽 特点:特点:传热系数高传热系数高,适于高粘度(最高达适于高粘度(最高达100Pa.s100Pa.s)的料液或)的料液或含有悬浮颗粒的料液。含有悬浮颗粒的料液。多功能刮板浓缩罐多功能刮板浓缩罐立式刮板式浓缩器立式刮板式浓缩器八、板式蒸发器八、板式蒸发器 优点:蒸发时间很短,优点:蒸发时间很短,
10、2s2s左右,液流分布均匀,不易结垢。左右,液流分布均匀,不易结垢。传热系数高。可处理高粘度的料液,结构紧凑,拆卸清洗方传热系数高。可处理高粘度的料液,结构紧凑,拆卸清洗方便便 可用于牛奶、果汁,豆。蛋、糖汁,低盐酱油等多种食品的可用于牛奶、果汁,豆。蛋、糖汁,低盐酱油等多种食品的浓缩。浓缩。板式浓缩装置板式浓缩装置板式四效蒸发器1效2效3效4效第四效蒸发器第五章 传 热食品工程原理九、离心式蒸发器 特点:结构紧凑,传特点:结构紧凑,传热效率高,蒸发强度热效率高,蒸发强度高高 料液停留时间极短,料液停留时间极短,约约1s1s, 制品品质优良,能较制品品质优良,能较好保持原有色、香、好保持原有色
11、、香、昧和营养成分。昧和营养成分。 适于适于热敏性物料热敏性物料,是,是一种新型、高效的浓一种新型、高效的浓缩设备。缩设备。 但对但对粘度大、易结晶粘度大、易结晶的料液不适用的料液不适用,其结,其结构较复杂,造价高。构较复杂,造价高。单元操作:蒸发原料液完成液加热蒸汽冷凝水二次蒸汽第二节第二节 真空浓缩设备的附属装置真空浓缩设备的附属装置 主要附属装置:捕集器、主要附属装置:捕集器、冷凝器、蒸汽喷射器和真冷凝器、蒸汽喷射器和真空装置等。空装置等。一、捕集器一、捕集器(一)惯性捕集器:(一)惯性捕集器:在二次在二次蒸汽流的通道上设置挡板,蒸汽流的通道上设置挡板,一般其直径比二次热汽入一般其直径比
12、二次热汽入口直径大口直径大2.52.53 3倍。倍。(二)离心型捕集器:(二)离心型捕集器:利用利用离心力分离。离心力分离。 在蒸汽流速较大时,分离在蒸汽流速较大时,分离效果较好,效果较好, 但阻力亦较但阻力亦较大。大。二、冷凝器功能:将二次蒸汽冷凝,对不凝气体分离,减轻真空系统功能:将二次蒸汽冷凝,对不凝气体分离,减轻真空系统负荷。负荷。(一)间接式冷凝器(一)间接式冷凝器 二次蒸汽与冷却水间接传热,有列管式、板式、螺二次蒸汽与冷却水间接传热,有列管式、板式、螺旋板式和淋水管式。旋板式和淋水管式。 特点:冷凝液可回收利用,但传热效率低,故用作冷特点:冷凝液可回收利用,但传热效率低,故用作冷凝
13、的较少。凝的较少。(二)直接式冷凝器(二)直接式冷凝器 (混合式)(混合式) 分为逆流式和喷射式。分为逆流式和喷射式。 二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。1 1逆流式冷凝器逆流式冷凝器2、喷射式冷凝器、喷射式冷凝器安装要求:安装要求: 水泵至喷射器冷却水入水泵至喷射器冷却水入口的管路,尽量减少管件口的管路,尽量减少管件和弯头,减小阻力损失;和弯头,减小阻力损失; 排水管要求垂直,如必排水管要求垂直,如必须曲折时,折角不大于须曲折时,折角不大于4545, , 转折不多于两次;转折不多于两次; 各接口要求严密,避免各接口要求严密,避免泄漏;泄漏; 连接扩散管出口的尾管
14、连接扩散管出口的尾管长度,一般在长度,一般在2m2m以上,且以上,且不伸入循环水池之水中。不伸入循环水池之水中。三、真空装置(一) 作用:抽出不凝结气体,保证系统的真空度,降低浓缩锅内压力,使料液在低温下沸腾。 不凝气体来源:不凝气体来源:溶解于冷却水中的空气。溶解于冷却水中的空气。料液中分解的气体。料液中分解的气体。设备泄漏。设备泄漏。(二) 常用真空装置 1、蒸汽喷射器 2、往复式真空泵 3 3、水环式真空泵、水环式真空泵蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵 优点优点是抽气量大,真空度高,安装运行和维修简便,价廉,是抽气量大,真空度高,安装运行和维修简便,价廉,占地面积小。占地面积小。 缺点缺点是要求蒸汽
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