第七章 真空浓缩设备

真空浓缩设备培训课程一、介绍真空浓缩设备是一种广泛应用于化学、制药和食品行业的设备，用于去除液体中的溶剂或水分，使溶液或悬浮液浓缩。

本文档将介绍真空浓缩设备的原理、操作步骤和注意事项，帮助学员全面了解和掌握真空浓缩设备的使用。

二、设备原理真空浓缩设备通过利用真空负压的原理，将溶液中的溶剂或水分蒸发并收集，从而实现溶液的浓缩。

其主要组成部分包括真空泵、冷凝器和集液瓶。

1.真空泵：真空泵的作用是产生负压，将设备内部形成真空环境。

根据真空度要求的不同，可选择旋片泵、干式泵或涡旋分子泵等不同类型的真空泵。

2.冷凝器：冷凝器负责冷却蒸发出的溶剂蒸汽，使其凝结成液体，并从设备中排出。

冷凝器通常采用冷水或冰水来降低蒸汽的温度，使其凝结。

3.集液瓶：集液瓶用于收集冷凝后的液体，防止其回流至真空泵，也可供后续处理使用。

三、操作步骤以下是真空浓缩设备的操作步骤：1.准备工作：检查设备及连接管路的完整性和密封性，确认液体的添加量，并将设备表面清洁干净。

2.装置操作：–打开真空泵，并根据需要调整真空度。

–打开冷凝器冷水或冰水的供应，并调节冷却效果。

–将待浓缩的液体缓慢地加入设备中，避免溅出。

–观察设备内部情况，确保系统正常运行。

3.浓缩过程：–通过调整真空度控制蒸发速率，避免过快或过慢。

–根据设备的需要，监测液体的温度、浓度和压力等参数，以确保浓缩效果。

–定期检查冷凝器和集液瓶，避免过度积液导致设备故障。

4.停止操作：–关闭真空泵和冷凝器的供应，待设备恢复常压后再进行拆卸或维护。

–清理设备表面的残留液体和固体，保持设备整洁。

四、安全注意事项在操作真空浓缩设备时，需要注意以下安全事项：1.设备安全：–确保设备运行前，各部件和管路的连接牢固，防止泄漏。

–遵循设备的操作规程和使用说明，以免因误操作导致安全事故。

2.防护措施：–操作人员应戴防护眼镜、耐酸碱手套等个人防护设备，避免对皮肤和眼睛造成损伤。

–对有毒或腐蚀性物质进行操作时，需保持良好的通风环境，避免吸入有害气体。

一、真空浓缩设备的工作原理与分类
所谓浓缩，就是从溶液中除去部分溶剂的单元操作。

食品生产中所需原料及半成品一般含有大量水分，约占原料的65％～95％，而营养成分及风味物质只占5％～10％，而且均属于热敏性强的物质。

如何在维持食品原有的色、香、味的同时提高产品浓度是一个复杂的过程。

全面利用现代生产技术，以达到低温、快速、连续、高效、节能是食品浓缩设备的发展方向。

食品浓缩的目的为：
①除去食品中大量水分，减少包装、储藏和运输费用。

②通过提高食品浓度，达到增加食品保藏性的目的。

③满足后续加工工艺过程的要求。

经常作为干燥或完全脱水的预处理，特别适合原液含大量水分的物料。

用浓缩的方法排除大部分水分比干燥更节能。

1.真空浓缩的原理及优缺点
（1）真空浓缩的原理溶液加热时，溶剂分子获得动能，当部分溶剂分子获得的能量足以克服分子间的吸引力时，溶剂分子会离开液面成为蒸汽分子。

若热能不问断供给，溶剂蒸气不断排除，则溶剂的汽化过程会持续进行。

这种将溶液加热至沸腾，使溶液中部分溶剂汽化并不断排除的过程就是蒸发。

食品工业中广泛应用真空蒸发进行浓缩操作。

（2）真空浓缩的优缺点
①优点。

a.增大了加热蒸汽与沸腾液之间的温度差（△T）；
b.可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽，采用多效蒸发，提高热能利率效率；
c.因溶剂的蒸发温度较低，适用于热敏性及易氧化物料的浓缩；
d.可减少微生物污染，起到预杀菌的作用。

第七章浓缩设备第一节概述一、真空浓缩的优缺点及分类真空浓缩设备是食品工厂生产过程主要设备之一。

它利用真空蒸发或机械分离等方法来达到，目前多采用真空蒸发，它具有许多优点：(1)加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差可以增大。

(2)可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。

(3)由于低温浓缩，有利于食品溶液进行浓缩，减少体积及重量，便于运输及贮存。

(4)由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损失；(5)对料液起加热杀菌作用，有利于食品保藏．但也存在一些不足之处：(1)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。

(2)由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热消耗量大。

分类——真空浓缩设备的型式很多，一般可按下列方法分类：(一)按加热蒸汽被利用次数分 1.单效浓缩装置；2.多效浓缩装置；3.带热泵的浓缩装置。

食品工厂的多效浓缩装置，一般采用双效、三效，有时还带有热泵装置。

效数增多，有利于节约热能，但设备投资费用增加，所以效数的确定，必须全面分析，细致考虑。

(二)根据料液的流程来分 1.循环式：有自然循环式与强制循环式之分；2.单程式。

(三)根据加热器结构型式来分 1.盘管式浓缩器；2.中央循环管式浓缩器；3.升膜式浓缩器；4.降膜式浓缩器；5.片式浓缩器；6.刮板式浓缩器；7.外加热式浓缩器……等。

二、选择与要求选择浓缩设备时，必须考虑溶液是否具有下列几种性质：(一) 结垢性。

加热面生成垢层会增加热阻，降低传热系数，严重时使设备生产能力下降，甚至停产。

垢层常用化学或机械方法剥除，对垢层要定期清洗。

对容易生成垢层的料液，最好选取流速较大的强制循环型或升膜式设备。

（二）结晶性。

晶粒析出沉积传热面上，影响传热效果，严重的会堵塞加热管。

对于这类料液，宜采用夹套带搅拌的浓缩器或强制循环浓缩器。

（三）粘滞性。

随浓度增加，粘度也随着增加，使流速降低，传热系数随之减少，生产能力下降。

故对粘度较高的料液，不宜选用自然循环型，可选强制循环型、刮板式或降膜浓缩器等。

真空浓缩原理一、引言真空浓缩技术是指在真空环境下通过蒸发和凝结的方式，将溶液或混合物中的溶剂分离出来，从而实现浓缩的过程。

该技术在化学、制药、食品等行业中得到了广泛应用。

本文将详细介绍真空浓缩的原理。

二、真空浓缩设备真空浓缩设备主要由以下几部分组成：蒸发器、冷凝器、真空泵和控制系统。

其中，蒸发器和冷凝器是实现浓缩过程的关键部件，真空泵则是提供负压环境的重要组成部分。

三、蒸发器蒸发器是将溶液中的溶剂加热至沸点，使其转化为气态并进入冷凝器进行冷却凝结的设备。

根据不同的加热方式，蒸发器可以分为以下几种类型：1. 单效蒸发器单效蒸发器是最简单的一种蒸发器，它通过外加热源将溶液加热至沸点，并将产生的水蒸气送入冷凝器进行冷却凝结。

由于单效蒸发器只有一个加热器，因此其效率较低。

2. 多效蒸发器多效蒸发器采用了多个加热器和冷凝器，将产生的水蒸气循环利用，从而提高了浓缩效率。

常见的多效蒸发器包括双效、三效和四效等。

3. 旋转蒸发器旋转蒸发器是一种通过旋转驱动溶液在加热壁上形成薄层并快速挥发的设备。

由于其具有较大的表面积和高速的挥发速度，因此旋转蒸发器在实现快速浓缩方面具有明显优势。

四、冷凝器冷凝器是将水蒸气冷却并凝结成液态水的设备。

根据不同的冷却方式，冷凝器可以分为以下几种类型：1. 管式冷凝器管式冷凝器是一种将水流经管道内部进行散热降温，并使水蒸气在管外表面上进行冷凝的设备。

由于其结构简单、易于维护，因此广泛应用于实验室和小型生产场合。

2. 板式冷凝器板式冷凝器是一种将水蒸气在板状散热器上进行冷凝的设备。

由于其具有较大的换热面积和高效的冷却效果，因此广泛应用于化工、制药等行业中。

3. 真空冷凝器真空冷凝器是一种将水蒸气在真空环境下进行冷凝的设备。

由于其具有较低的气压和较高的传热效率，因此广泛应用于大型生产场合。

五、真空泵真空泵是提供负压环境的重要组成部分。

根据不同的工作原理，真空泵可以分为以下几种类型：1. 机械泵机械泵通过旋转叶片或活塞等方式将气体抽出，从而实现真空环境的建立。

真空浓缩设备的工作原理与分类一、工作原理分类：1.蒸发浓缩：蒸发浓缩是最常用的浓缩方法之一、其基本原理是通过加热液体使其蒸发，蒸发后的蒸汽经过冷却，形成凝聚液体，达到浓缩的目的。

蒸发浓缩主要包括多效蒸发、闪蒸、蒸发结晶等方法。

2.冷冻浓缩：冷冻浓缩是利用冷却剂的低温制冷能力将液体冷却到低于其冰点，使其中的水分子结冰并分离出来，达到浓缩的目的。

冷冻浓缩适用于溶液中水分子含量较高的情况，可以得到高浓度的溶液。

3.膜分离浓缩：膜分离浓缩是利用半透膜的选择性渗透性能，通过对溶液进行透膜分离，使溶质分子与溶剂分子进行选择性分离，从而达到浓缩的目的。

常见的膜分离浓缩包括逆渗透和超滤等方法。

二、分类：1.蒸发浓缩设备：(1)多效蒸发器：多效蒸发器是一种将液体蒸发浓缩的常见设备，其通过在多个不同压力下进行蒸发，充分利用蒸发热能，实现能量的高效利用。

常见的多效蒸发器有多级闪蒸系统、多效蒸发器和蒸发结晶系统等。

(2)单效蒸发器：单效蒸发器是一种将液体通过加热蒸发浓缩的设备，其一般由蒸发器、冷凝器和蒸汽循环系统组成，适用于液体浓缩程度较低的情况。

(3)闪蒸器：闪蒸器是一种快速蒸发浓缩设备，通过在低压下将液体快速蒸发，将其中的溶质分子分离出来，适用于浓缩挥发性物质。

(4)蒸发结晶器：蒸发结晶器是一种将溶液中的溶质通过蒸发浓缩至过饱和状态，形成结晶物质并分离的设备，适用于制备结晶物质。

(5)其他蒸发浓缩设备：还有一些其他类型的蒸发浓缩设备，如回收浓缩器、气体蒸发器等。

2.冷冻浓缩设备：(1)冷冻沉淀法：通过将液体冷却到低于其冰点，并进行沉淀分离，适用于浓缩一些高沸点溶质的溶液。

(2)冷冻结晶法：通过将液体冷却到低于其冰点，使其中的溶质结晶并分离出来，适用于浓缩一些易结晶的溶质。

(3)冷冻干燥法：通过将溶液冷冻后利用真空脱水，将其中的水分子直接转化为蒸汽，达到浓缩的目的。

3.膜分离浓缩设备：(1)逆渗透浓缩器：逆渗透浓缩器是利用逆渗透膜的选择性渗透性能，通过对溶液进行压力驱动下的透膜过滤分离，将水分子分离出来，达到浓缩的目的。

真空浓缩设备常见的流程Vacuum concentration equipment is widely used in the food industry, pharmaceutical industry, and environmental protection industry. It is an essential process in the production of various products. The common flow of vacuum concentration equipment includes several steps.真空浓缩设备在食品工业、制药工业和环保工业中被广泛应用，是各种产品生产过程中必不可少的工艺。

真空浓缩设备的常见流程包括多个步骤。

Firstly, the raw material is fed into the vacuum concentration equipment. This can be a liquid, paste, or solution that needs to be concentrated. The material is typically fed into the equipment through a feeding system, which can be a pump or a gravity-fed system.首先，原料被投入真空浓缩设备中。

原料可以是需要浓缩的液体、糊状物或溶液。

这些原料通常通过供料系统输送到设备中，该系统可以是泵或重力供料系统。

Once the raw material is inside the equipment, the vacuum is created to lower the pressure within the system. This causes the boiling point of the liquid to decrease, allowing the concentration process to occur at a lower temperature, thus preserving the quality of the material being concentrated.一旦原料进入设备，就会产生真空，降低系统内的压力。

一、实验目的本次实验旨在了解和掌握浓缩设备的工作原理、操作方法和应用领域，通过实验验证不同类型浓缩设备的性能和适用性，为今后在实际生产中选用合适的浓缩设备提供依据。

二、实验原理浓缩设备是用于将溶液中的溶剂蒸发，从而得到浓缩物的设备。

根据蒸发的方式，浓缩设备主要分为真空浓缩、蒸发浓缩和冷冻浓缩三种。

真空浓缩是在真空条件下，降低溶剂的沸点，使其在较低温度下蒸发；蒸发浓缩是利用加热使溶剂蒸发，从而得到浓缩物；冷冻浓缩是通过降低温度使溶剂凝固，从而实现浓缩。

三、实验内容1. 真空浓缩实验（1）实验设备：真空浓缩罐、真空泵、温度计、搅拌器、冷凝器等。

（2）实验步骤：① 将待浓缩的溶液倒入真空浓缩罐中；② 启动真空泵，降低罐内压力，使溶剂沸点降低；③ 调节加热温度，使溶剂蒸发；④ 通过冷凝器收集蒸发出的溶剂；⑤ 待溶剂蒸发完毕后，得到浓缩物。

（3）实验结果：在实验过程中，真空浓缩罐内压力逐渐降低，溶剂沸点降低，蒸发速度加快，浓缩效果较好。

2. 蒸发浓缩实验（1）实验设备：蒸发器、加热器、冷凝器、温度计等。

（2）实验步骤：① 将待浓缩的溶液倒入蒸发器中；② 启动加热器，加热溶液，使溶剂蒸发；③ 通过冷凝器收集蒸发出的溶剂；④ 待溶剂蒸发完毕后，得到浓缩物。

（3）实验结果：在实验过程中，加热器加热溶液，溶剂蒸发速度较快，浓缩效果较好。

3. 冷冻浓缩实验（1）实验设备：冷冻浓缩罐、冷却剂、搅拌器、温度计等。

（2）实验步骤：① 将待浓缩的溶液倒入冷冻浓缩罐中；② 加入冷却剂，降低溶液温度；③ 搅拌溶液，使溶剂凝固；④ 收集凝固的溶剂，得到浓缩物。

（3）实验结果：在实验过程中，冷却剂使溶液温度降低，溶剂凝固速度较快，浓缩效果较好。

四、实验结果分析1. 真空浓缩实验结果表明，真空浓缩设备在较低温度下实现溶剂蒸发，具有浓缩速度快、能耗低、操作简便等优点。

2. 蒸发浓缩实验结果表明，蒸发浓缩设备在加热条件下实现溶剂蒸发，具有浓缩效果好、适用范围广等优点。