食品机械与设备5-课件.ppt

1、真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-251n1.搅拌设备很多，但其基本结构主要由_ _ _三大部分组成。n（搅拌装置、搅拌罐、轴和轴封装置）n2.液体在搅拌器的作用下会产生_三种流型，而叶片造成液流有三个分速度为_和_，其中_和_对液体的搅拌混合起着主要作用。n（轴向、径向、混合；轴向速度、径向速度、切向速度；轴向速度、径向速度）真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-252n3.均质阀主要由_ _ _三部分组成；按工作面形式可分为_ _两大类。n（阀座、阀杆、冲击环；平面型、非平面型）n4.柱塞式往复泵的吸入阀和排出阀由_ _ _ _ 和_组成。n（阀座、阀板、导向柱、弹簧、开程限制器）真空

2、浓缩设备真空浓缩设备2023-1-253n5.高压均质机种常用二级均质阀，其中一级均质阀的作用_二级的作用_。n（粉碎脂肪颗粒、使料液混合均匀）n6.工业中所使用的高剪切均质机可分为_和_两种。n（轴流式、径流式）n7.均质机工作过程的机理可归纳为_ _和_三个学说。n（剪切、撞击、空穴）真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-254n1.1.搅拌器不同安装形式会产生不同的流场，搅拌器不同安装形式会产生不同的流场，常用的安装形式有哪几种？常用的安装形式有哪几种？n 2.2.食品工厂选择浓缩设备时应考虑溶液的食品工厂选择浓缩设备时应考虑溶液的哪些性质？哪些性质？真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1

3、-255第五章真空浓缩设备第五章真空浓缩设备n液体的浓缩意味着溶剂的脱除，在大多数情况液体的浓缩意味着溶剂的脱除，在大多数情况下是水的脱除下是水的脱除n对液体食品的浓缩有很多原因，例如：对液体食品的浓缩有很多原因，例如：n 减少干燥费用；减少干燥费用；n 增加结晶；增加结晶；n 减少贮藏和运输费用；减少贮藏和运输费用；n 降低水的活性，以增加食品的微生物及化学降低水的活性，以增加食品的微生物及化学方面的稳定性；方面的稳定性；n 从废液中回收副产品从废液中回收副产品真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-256真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-257n在真空条件下对液体进行蒸发浓在真空条件下对

4、液体进行蒸发浓缩的方法始于缩的方法始于19131913年，年，n其工艺是建立在英国科学家其工艺是建立在英国科学家E.C.HowardE.C.Howard专利基础之上的，它专利基础之上的，它包含一个蒸汽加热的带有冷凝器包含一个蒸汽加热的带有冷凝器和空气泵的双底真空釜。和空气泵的双底真空釜。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-258真空蒸发优点真空蒸发优点n1 1、加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差、加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差t t可以可以增大。增大。n2 2、可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。、可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。n3 3、由于低温浓缩，有利于食品溶液进行浓、由于低温浓缩，有利于

5、食品溶液进行浓缩，减少体积及重量，便于运输及储存。缩，减少体积及重量，便于运输及储存。n4 4、由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损、由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。失减少。n5 5、对料液起加热杀菌作用，有利于食品保、对料液起加热杀菌作用，有利于食品保藏。藏。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-259不足之处不足之处n1 1、由于真空浓缩，须有抽真空系统，、由于真空浓缩，须有抽真空系统，从而增加附属机械设备及动力。从而增加附属机械设备及动力。n2 2、由于蒸发潜热随沸点降低而增大，、由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量消耗大。所以热量消耗大。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-

6、2510第一节分类和选择及操作流程第一节分类和选择及操作流程n一一 、分类、分类n（一）根据加热蒸汽被利用的次数来分（一）根据加热蒸汽被利用的次数来分n 1.1.单效浓缩装置单效浓缩装置n 2.2.多效浓缩装置多效浓缩装置n 3.3.带有热泵的浓缩装置带有热泵的浓缩装置真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2511n（二）根据料液流程来分（二）根据料液流程来分n 1.1.循环式（自然循环和强制循环）循环式（自然循环和强制循环）n 2.2.单程式单程式n（三）根据加热器结构型式来分（三）根据加热器结构型式来分n 1.1.盘管式浓缩器盘管式浓缩器n 2.2.中央循环管式浓缩器中央循环管式浓缩器n

7、3.3.升膜式浓缩器升膜式浓缩器n 4.4.降膜式浓缩器等降膜式浓缩器等真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2512二、选择原则n （一）结垢性（一）结垢性:n选取流速较大的强制循环型或升膜式选取流速较大的强制循环型或升膜式的浓缩设备的浓缩设备n （二）结晶性：（二）结晶性：n采用夹套带搅拌器或强制循环浓缩器采用夹套带搅拌器或强制循环浓缩器n （三）粘滞性（三）粘滞性n选强制循环型、刮板式或降膜式薄膜选强制循环型、刮板式或降膜式薄膜浓缩器浓缩器真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2513n（四）热敏性（四）热敏性n运用各种薄膜式或真空度较高的浓缩器。运用各种薄膜式或真空度较高的浓缩器。n（

8、五）发泡性（五）发泡性n采用强制循环型或长管薄膜浓缩器。采用强制循环型或长管薄膜浓缩器。n（六）腐蚀性（六）腐蚀性n通常使用不锈钢材料或采用各种防腐涂层通常使用不锈钢材料或采用各种防腐涂层材料的钢材。材料的钢材。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2514三、对浓缩设备的要求三、对浓缩设备的要求n（1 1）传热效果好，热能利用率高，即传热）传热效果好，热能利用率高，即传热系数高和有效温度差大。系数高和有效温度差大。（2 2）结构紧凑、操作方便。）结构紧凑、操作方便。（3 3）汽液分离效果好。）汽液分离效果好。（4 4）设备性能适应食品料液的性质，符合）设备性能适应食品料液的性质，符合生产工艺

9、要求和食品卫生。生产工艺要求和食品卫生。（5 5）易于制造、检修、清洗。）易于制造、检修、清洗。（6 6）具有足够的机械强度，金属消耗量少，）具有足够的机械强度，金属消耗量少，耐腐蚀。耐腐蚀。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2515四、四、真空浓缩装置操作流程真空浓缩装置操作流程n（一）单效真空浓缩装置流程（一）单效真空浓缩装置流程n由一台浓缩锅和冷凝器及抽真空装由一台浓缩锅和冷凝器及抽真空装置组合而成。置组合而成。n（二）多效真空浓缩装置流程（二）多效真空浓缩装置流程n常见有并流法、逆流法、平流法常见有并流法、逆流法、平流法真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25161、并流法真空浓

10、缩设备真空浓缩设备2023-1-2517 2、逆流法 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25183、平流法真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2519真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2520真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2521第二节单效真空浓缩设备第二节单效真空浓缩设备一一 、中央循环管式（标准式）浓缩锅、中央循环管式（标准式）浓缩锅n（一）作用原理（一）作用原理n 食品料液经过由沸腾管和中央循食品料液经过由沸腾管和中央循环管所组成的竖式管加热面进行加热，环管所组成的竖式管加热面进行加热，由于传热产生重度差，形成了自然循由于传热产生重度差，形成了自然循环，而将其水分蒸发，

11、从而达到浓缩环，而将其水分蒸发，从而达到浓缩目的。目的。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2522n（二）主要构造（二）主要构造n1.1.加热器体加热器体n由沸腾管及中央循环管和上由沸腾管及中央循环管和上下管板所组成的竖式加热管束。下管板所组成的竖式加热管束。n2.2.蒸发室蒸发室n加热室上部的圆筒体。加热室上部的圆筒体。n 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2523真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2524n(三三)特点特点n结构简单、操作方便、锅内液结构简单、操作方便、锅内液面容易控制。面容易控制。n清洗较困难，粘度大时循环效清洗较困难，粘度大时循环效果较差。果较差。真空浓缩设

12、备真空浓缩设备2023-1-2525二二、盘管式浓缩锅、盘管式浓缩锅n1.1.结构结构 n2.2.操作过程注意事项操作过程注意事项真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2526真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2527 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2528真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2529三三、夹套加热室带搅拌单效浓缩装置、夹套加热室带搅拌单效浓缩装置n 1.1.加热器体加热器体 2.2.蒸发室蒸发室 3.3.操作过程操作过程真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2530第三节第三节 升膜式、降膜式浓缩设备升膜式、降膜式浓缩设备 n一、一、升膜式浓缩设备升膜式浓缩设备

13、n属于液膜式浓缩器，液体沿属于液膜式浓缩器，液体沿管壁成膜状流动，进行连续蒸发，管壁成膜状流动，进行连续蒸发，液体在浓缩器停留时间较短，约液体在浓缩器停留时间较短，约几秒至几十秒。几秒至几十秒。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2531n（一）结构（一）结构 n由多根垂直管束的加热器体和由多根垂直管束的加热器体和一个蒸发分离室及循环管组成。为一个蒸发分离室及循环管组成。为自然循环式。自然循环式。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2532二、工作过程二、工作过程（三）料液的控制（三）料液的控制真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2533 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2534管

14、内料液的加热与蒸发分三部分：管内料液的加热与蒸发分三部分：最底部最底部管内完全充满料液，热量主要管内完全充满料液，热量主要依靠对流传递。依靠对流传递。中间部中间部开始产生蒸汽泡，使料液产生开始产生蒸汽泡，使料液产生上升力。上升力。最高部最高部膨胀的二次蒸发产生强的上升膨胀的二次蒸发产生强的上升力，料液呈薄膜状在管内上行，在管顶部呈力，料液呈薄膜状在管内上行，在管顶部呈喷雾状，以较高速度进入汽液分离器，在离喷雾状，以较高速度进入汽液分离器，在离心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分离器顶部排出。离器顶部排出。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2535二二

15、、降膜式浓缩设备、降膜式浓缩设备n（一）结构（一）结构真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2536真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2537真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2538 n（二）降膜分布器（二）降膜分布器真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2539真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2540真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2541真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2542（三）双效降膜式浓缩设备（三）双效降膜式浓缩设备n1 1 流程流程 n1.11.1物料物料n1.21.2加热蒸汽与冷凝水加热蒸汽与冷凝水n1.31.3真空的形成真空的形成n1.41.4冷却

16、水冷却水真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2543真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2544真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2545真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25461.平衡槽平衡槽2.进料泵进料泵3.一效蒸发器一效蒸发器4.二效蒸发器二效蒸发器5.中间物料泵中间物料泵6.出料泵出料泵7.混合冷凝器混合冷凝器8.中间冷凝器中间冷凝器9.热压泵热压泵10.启动蒸汽喷射泵启动蒸汽喷射泵11.一级蒸汽喷射泵一级蒸汽喷射泵12.二级蒸汽喷射泵二级蒸汽喷射泵13.冷凝水泵冷凝水泵14冷却水泵冷却水泵真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25472.分析n2.12.1流程流程n2

17、.1.12.1.1顺流进料，减少了物料热敏性成分的顺流进料，减少了物料热敏性成分的破坏率。破坏率。n2.1.22.1.2物料受热时间短。物料受热时间短。n2.1.32.1.3物料预热温差小。物料预热温差小。n2.1.42.1.4有利于保证产品的质量。有利于保证产品的质量。n2.1.52.1.5热效率高。热效率高。n2.1.62.1.6冷却水耗量低。冷却水耗量低。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2548n2.22.2布局与结构布局与结构n2.2.12.2.1设备虽高，但稳定性好。设备虽高，但稳定性好。n2.2.22.2.2用大部件做小部件的支撑架。用大部件做小部件的支撑架。n2.2.32.

18、2.3把四段预热物料的盘管与混合冷把四段预热物料的盘管与混合冷凝器、一效与二效蒸发器有机地组合到凝器、一效与二效蒸发器有机地组合到一起。一起。n2.2.42.2.4采用盘式折流分配装置采用盘式折流分配装置真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2549n2.2.52.2.5物料的预热杀菌采用了盘管结物料的预热杀菌采用了盘管结构。构。n2.2.62.2.6液体、气体的流量控制，采用液体、气体的流量控制，采用了结构简单的孔板。了结构简单的孔板。n2.2.72.2.7一效、二效结构基本相同，各一效、二效结构基本相同，各连接管路的孔径、方位、标高也一致。连接管路的孔径、方位、标高也一致。n2.2.82.

19、2.8布局和结构也有不合理的地方。布局和结构也有不合理的地方。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2550真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2551设备类型设备类型蒸汽耗量（蒸汽耗量（T）水耗量水耗量每蒸发每蒸发1吨水吨水每生产每生产1吨粉吨粉每蒸发每蒸发1吨吨水水每生产每生产1吨粉吨粉国产单效国产单效蒸发器不蒸发器不带热泵带热泵1.157.63.0192国产双效国产双效带热泵带热泵0.4631064丹麦五效丹麦五效带热泵使带热泵使用蒸汽压用蒸汽压力力0.8Mpa0.140.94带冷却水塔，循环使带冷却水塔，循环使用几乎不耗水用几乎不耗水真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25523、

20、为什么节能、为什么节能n3.13.1冷凝水显热的利用冷凝水显热的利用n3.23.2热压泵的应用热压泵的应用n3.33.3多效的应用多效的应用n3.43.4物料预热器内的牛乳预热盘管起着物料预热器内的牛乳预热盘管起着冷凝二效二次蒸汽的作用。冷凝二效二次蒸汽的作用。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25534.为什么节水为什么节水n4.14.1节约冷却水节约冷却水n4.24.2增加冷凝水增加冷凝水真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2554n5.操作不当，一效从何处跑奶操作不当，一效从何处跑奶n从二效凝结水泵出口处跑奶从二效凝结水泵出口处跑奶真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2555（四

21、）三效降膜式浓缩设备（四）三效降膜式浓缩设备真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2556n由一、二、三效加热器，一、由一、二、三效加热器，一、二、三效蒸发器、预热器、二、三效蒸发器、预热器、冷凝器和热压泵组成。冷凝器和热压泵组成。n 蒸发耗量低，蒸发耗量低，1kg1kg蒸汽可蒸蒸汽可蒸发发4kg4kg水。水。n 蒸发温度低，部分二次蒸汽蒸发温度低，部分二次蒸汽经喷射式热压泵重新吸入一经喷射式热压泵重新吸入一效加热器，热量得到充分利效加热器，热量得到充分利用，蒸发温度相对较低。用，蒸发温度相对较低。n 浓缩比大，降膜式蒸发，浓缩比大，降膜式蒸发，使粘度较大的料液容易流动使粘度较大的料液容易流动

22、蒸发，不容易结垢，浓缩时蒸发，不容易结垢，浓缩时间短，浓缩比可达到间短，浓缩比可达到1 15 5。n 本设备可以实现全自动化本设备可以实现全自动化生产，智能化系统管理，符生产，智能化系统管理，符合合GMPGMP标准要求。标准要求。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2557真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2558真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2559真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2560第三节第三节 真空浓缩装置的真空浓缩装置的附属设备附属设备 n一一 、捕集器、捕集器n（一）作用（一）作用n安装在浓缩装置的蒸发分离室顶部安装在浓缩装置的蒸发分离室顶部或侧面。其作用主要

23、防止蒸发过程或侧面。其作用主要防止蒸发过程中形成的细微液滴，被二次蒸汽夹中形成的细微液滴，被二次蒸汽夹带逸出。对汽液进行分离，要减少带逸出。对汽液进行分离，要减少料液的损失，同时防止污染管道及料液的损失，同时防止污染管道及其它浓缩器的加热面。其它浓缩器的加热面。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2561n（二）类型（二）类型n1 1、惯性型捕集器、惯性型捕集器n2 2、离心型捕集器、离心型捕集器n3 3、表面型捕集器、表面型捕集器真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2562真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2563二二、冷凝器、冷凝器n（一）作用（一）作用n将真空浓缩所产生的二次蒸汽

24、进行冷将真空浓缩所产生的二次蒸汽进行冷凝，并将其中的不凝结气体凝，并将其中的不凝结气体(空气、二空气、二氧化碳等氧化碳等)分离，以减轻真空系统的容分离，以减轻真空系统的容积负荷，同时保证达到的所需的真空积负荷，同时保证达到的所需的真空度。度。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2564n（二）类型（二）类型n1、大气式冷凝器、大气式冷凝器n2、表面式冷凝器、表面式冷凝器n3、低水位冷凝器、低水位冷凝器n4、喷射式冷凝器、喷射式冷凝器真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2565真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2566 n 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2567n喷射式冷凝器喷射

25、式冷凝器n 1.1.结构及工作原理结构及工作原理真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2568n借离心水泵的动力，将水压入喷嘴，由借离心水泵的动力，将水压入喷嘴，由于喷嘴断面积小，以高速射（于喷嘴断面积小，以高速射（151530m/s30m/s）入混合室及扩散室后进入排水）入混合室及扩散室后进入排水管中，在喷嘴出口处形成低压区域，不管中，在喷嘴出口处形成低压区域，不断吸入二次蒸汽，由于二次蒸汽与冷水断吸入二次蒸汽，由于二次蒸汽与冷水之间，有一定温度差，两者进行热交换之间，有一定温度差，两者进行热交换后，二次蒸汽凝结为冷凝水，并夹带不后，二次蒸汽凝结为冷凝水，并夹带不凝结气体，随冷凝水排出，既达

26、到冷凝，凝结气体，随冷凝水排出，既达到冷凝，又能抽真空作用。又能抽真空作用。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2569 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2570优缺点优缺点：n优点：优点：n（）兼有冷凝器及抽真空作用，不必再（）兼有冷凝器及抽真空作用，不必再配置真空装置；配置真空装置；n（2 2）结构简单，造价低廉，冷凝器本身设）结构简单，造价低廉，冷凝器本身设有机械运转部分，不要经常检修；有机械运转部分，不要经常检修；n（）适于抽吸腐蚀性气体；（）适于抽吸腐蚀性气体；n（）安装高度较低，与二次蒸汽排出管（）安装高度较低，与二次蒸汽排出管水平方向直接连接；水平方向直接连接；n（）整个

27、装置功率消耗小。（）整个装置功率消耗小。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2571n缺点：缺点：n(1)(1)不能获得较高的真空度，随水温的不能获得较高的真空度，随水温的高低而变化高低而变化n(2)(2)水泵运转时的实际功率消耗较大。水泵运转时的实际功率消耗较大。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2572水力喷射器安装注意事项水力喷射器安装注意事项n（1 1）二次蒸汽的吸入管径，可按蒸汽流速）二次蒸汽的吸入管径，可按蒸汽流速50-80m/s50-80m/s范围选择管径，尽量减少阻力损范围选择管径，尽量减少阻力损失；失；n（2 2）冷水进入管径，尽量减少管件，使阻）冷水进入管径，尽量减少

28、管件，使阻力损失减少；力损失减少；n（3 3）排水管垂直而无弯头，须曲折时，折）排水管垂直而无弯头，须曲折时，折角不大于角不大于4545度，常用度，常用30，转折不得低于转折不得低于二次。二次。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2573三、真空装置三、真空装置n（一）作用（一）作用 n主要作用是抽取不凝结气体，保证整主要作用是抽取不凝结气体，保证整个浓缩装置处于真空状态，并且降低个浓缩装置处于真空状态，并且降低浓缩锅内压力，从而使料液在低温下浓缩锅内压力，从而使料液在低温下沸腾，有利于提高食品的质量。沸腾，有利于提高食品的质量。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2574n（二）常用的真

29、空装置（二）常用的真空装置n 1 1、复式真空泵、复式真空泵n（1 1）湿式真空泵）湿式真空泵n（2 2）干式真空泵）干式真空泵真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2575真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2576n 2 水环式真空泵水环式真空泵 真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2577n 3.3.水力喷射泵水力喷射泵n 4.4.蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵 n（1 1）工作原理及构造）工作原理及构造n 采用较高压力的水蒸气作动力源，采用较高压力的水蒸气作动力源，由泵嘴、混合室和扩散器组成。由泵嘴、混合室和扩散器组成。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2578真空浓缩设备真空浓缩设备2

30、023-1-2579n(2)(2)多级蒸汽喷射泵的操作注意事项多级蒸汽喷射泵的操作注意事项n单级：最高真空度达单级：最高真空度达650-720mm650-720mm汞柱汞柱n双级：最高真空度达双级：最高真空度达730-750mm730-750mm汞柱汞柱n三级：最高真空度达三级：最高真空度达755-758mm755-758mm汞柱汞柱真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2580操作注意事项操作注意事项n先打开中间冷凝器的冷却水阀门；先打开中间冷凝器的冷却水阀门；n启动最后级喷射泵（即吸入真空度最低的启动最后级喷射泵（即吸入真空度最低的泵）然后往前逐级启动，停车时先关第一级泵）然后往前逐级启动

31、，停车时先关第一级吸入真空度最高的泵，然后往后逐级关闭；吸入真空度最高的泵，然后往后逐级关闭；n停车时先破坏浓缩罐内的真空，然后慢慢停车时先破坏浓缩罐内的真空，然后慢慢关闭各级蒸汽喷射泵，以免冷水倒流罐内；关闭各级蒸汽喷射泵，以免冷水倒流罐内；n操作时，注意冷凝器内冷却水的排出速度，操作时，注意冷凝器内冷却水的排出速度，适当加减水量。适当加减水量。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2581n(3)(3)优缺点优缺点n抽气量大、真空度高、安装运行和维修抽气量大、真空度高、安装运行和维修简便、价格便宜、占地面积小。简便、价格便宜、占地面积小。n要求蒸汽压力较高及蒸汽量要稳定，需要求蒸汽压力较高

32、及蒸汽量要稳定，需较长的时间运转才能达到所需的真空度，较长的时间运转才能达到所需的真空度，排出气体有微小压力，只能排入大气中排出气体有微小压力，只能排入大气中去。去。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2582三、刮板式、离心式薄膜浓缩设备n一、刮板式薄膜浓缩设备n（一）分类n（二）结构n（三）工作过程真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2583真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2584四、离心式薄膜浓缩设备n(一)结构 图518【轻版 177页 图515】n（二）工作过程真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2585真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2586第五节 真空浓缩设备的

33、主要计算 n一、物料衡算n（一）单效浓缩设备n式中 S料液进料量（公斤/小时）n W蒸发之水分（或二次蒸汽）量（公斤/小时）n B0原料液浓度（）n B1浓缩液浓度（）真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2587n(二)多效浓缩设备n 1.蒸发水分量n n式中 Bn末效料液浓度（）n 2.最终产品的量n n 3.料液最终浓度n式中 W1,W2,W3,Wn各效所蒸发的水分量（公斤/小时）真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2588u二、热量计算n（一）单效浓缩设备n 1.热能的消耗包括n（1）消耗于水分的蒸发Q1；n（2）消耗于进料的加热Q2；如果进料的温度等于物料煮沸的温度t2，则在进料加

34、热上的热量消耗为零，如果t1t2，则热量的消耗为负数；n（3）消耗于浓缩器的加热Q3；n（4）消耗于向周围介质的热量损失Q4。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2589n所以：Q总=Q1+Q2+Q3+Q4n Q1=WL1 (焦)n Q2=SC(t1-t2)(焦)n Q3=W1C1(t1-t2)(焦)n Q4=(Q1+Q2+Q3)3%(焦)真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2590n2.蒸汽消耗n n式中 i1加热蒸汽热焓（焦/公斤）n ik加热蒸汽冷凝水之热焓（焦/公斤）真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2591n（二）多效浓缩设备n 1.自蒸发系数式中 in第n效加热蒸汽的热焓（

35、焦/公斤）n tn-1第n-1效的溶液温度（开）n tn第n效的溶液温度（开）n一般并流式真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2592n2.蒸发系数n n式中 In第n效加热蒸汽的热焓（焦/公斤）n tk第n效加热蒸汽的冷凝水温度（开）n如果溶剂是水，则可近似地取为1.0。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2593n3.蒸发水分量及第一效加热蒸汽量真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2594真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2595三、传热面积计算n（一）单效浓缩设备n式中 K传热系数（瓦/米2开）n t-加热蒸汽的温度（t）与被浓缩料液的温度（t2）之差（开）真空浓缩设备真空浓缩

36、设备2023-1-2596（二）多效浓缩设备n 它的传热面积计算公式同上式。但是多效传热面积合理分配、计算比较复杂，一般采用试算方法，即从上式中，先确定12个参数，进行试算，然后核算其假定数值是否合适，经过反复23次运算才能完成，一般可根据经验数据，先确定K值。对于有效温度差如何合理分配，它与传热量有一定的关系。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2597n 多效浓缩的有效温度差和分配：n 根据浓缩操作得出，任何效的机热蒸汽温度（T），必须高于溶液的沸点温度（t）。保持一定温差（T-t），浓缩操作才能正常进行。n 各效温度差，若用t1，t2，tn表示，则第一效温差t1T1-t1,第二效温差t

37、2T2-t2,第三效的温差为t3T3-t3，如果无温度损失t，则溶液的沸点即等于二次蒸汽温度，也必等于进入次一效加热蒸汽的温度。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2598n 所以各效的总温度差为：n t总t1t2tnT1-tn=T1-Tnn式中 Tn末效二次蒸汽的温度（开）n 实际上，由于各效均有温度损失，所以总的有效温差的数值，t比上式计算出的数值要小。其关系 n tt总式中 n 总温度损失n n+n+m-nn n溶液沸点升高温度损失（开）n n溶液的静压引起温度损失（开）n m-n各效间二次蒸汽在管路中温度损失（开），一般m-n=1真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-2599n 1.

38、确定各效传热面积相等，对有效温差进行分配n 这种情况有利于制造设备，检修方便，以三效浓缩装置为例：真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25100n各效的有效温度差如下关系真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25101n依此则得多效浓缩锅中任何效（X）的有效温度差t，为：n 如果各效二次蒸汽温度为已知时，则可根据各效温度损失，求出各效溶液的沸点温度，各效的有效温差，即为各效加热蒸汽温度（T）与各效溶液沸点温度（t）之差。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-251022、确定各效沸点的方法n（1）假定各效蒸汽压强之间，具有相等的压强降n 以P0表示第一效加热蒸汽的压强，Pk表示末效二次蒸汽进

39、入冷凝器的压强，则总压强降：n P=P0-Pkn根据假定各效蒸汽压强降相等，则效数为n时，每效的压强为，从Px即可求出各效二次蒸汽温度，例如三效浓缩锅Px=P/3。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25103n 若忽略蒸汽管道中的压强降，则第三效蒸发室上部空间压强P3=Pk。由P3可查出相应的饱和蒸汽温度T3(即三效的二次蒸汽温度)。第二效蒸汽室的压强P2P3+P/3,由P2可查出相应的饱和蒸汽温度T2.第一效蒸发室的压强P1=P2+P/3,由P1可查出相应的饱和蒸汽温度T1。n从各效的二次蒸汽温度和有效温度差，则可求出各效溶液的沸点温度，然后再求出其它参数及核算。真空浓缩设备真空浓缩设备

40、2023-1-25104 n（2）假定各效水分蒸发量的比例n 若无额外蒸汽抽出，采用并流法操作时，对于四效以下的浓缩锅，各效溶剂蒸发量可按下述比例进行估算。n 双效：W1:W2=1:1.1n 三效：W1:W2:W3=1:1.1:1.2n 四效：W1:W2:W3:W4=1:1.1:1.2:1.3n求出各效水分蒸发量后，则可计算各效溶液浓度，从而计算溶液的沸点等项。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25105四、蒸发室直径及高度计算真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25106（二）蒸发室高度计算n1.蒸发空间的容积真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25107真空浓缩设备真空浓缩设备20

41、23-1-25108例题：n蒸发能力为1200公斤/小时之单效真空浓缩锅，采用盘管式加热器，试求浓缩锅基本工艺尺寸。已知水蒸气量W=1200公斤/小时；加热蒸汽（饱和）1大气压；真空度不低于660毫米汞柱；内加热盘管式（自然循环）；牛乳性质：进乳12，乳温为500600C,浓缩乳42。真空浓缩设备真空浓缩设备2023-1-25109n式中 L1二次蒸汽汽化潜热（焦/公斤）n L1=i2-t2Cn C物料的比热（焦/公斤开）n t1料液进料温度（开）n t2浓缩液温度（开）n i2二次蒸汽热焓（焦/公斤开）n W1浓缩锅体的重量（公斤）nC1浓缩锅体材料比热（焦/公斤开）nt1浓缩锅蒸发时温度（开）nt2浓缩锅开始的温度（开）