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第六章真空浓缩设备.pptx

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浓缩设备PPT课件

浓缩设备PPT课件

第18页/共114页
操 作 过 程
两种外加热式蒸发器均可以连续方式操作，也可以间歇方式操作。连续操作时，最初的一段时间为非 稳定期，这时不出料，当循环内料液浓度达到预定浓度时，通过离心泵抽吸出料。图8. 4（2）所示的自然循 环蒸发器，也可在浓缩液出口处加接管与出料离心泵相连。间歇操作时，最终出料的体积不得小于加热室与分 离室最少能循环的容积。
• 料液流道两侧为加热蒸汽室， 也从加热板上方进入，因此， 与产品流向相同，为并流 （情况与长管降膜式蒸发器 类似）。
• 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。
第26页/共114页
特 点
• 优点：料液在加热室内停留时间很短，传热系 数高，适用于热敏性料液浓缩；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。
• 缺点：一次浓缩比不够大，因此一般组成双效 或多效流程使用；由于薄膜料液的上升必须克 服自身重力与管壁的摩擦阻力，故不适用于处 理高黏度、易结垢或易结晶的溶液。
第30页/共114页
特 点 （1）加热蒸汽与料液呈并流方式。 （2）蒸发时间短，为单流型，适用于热敏性料液浓缩。 （3）不适于高黏度的料液浓缩。 （4）大多以双效或多效形式组成蒸发设备，以提高浓缩比。 （5）不适用于处理易结晶或易结垢的溶液。
第31页/共114页
（五）刮板式蒸发器
也称刮板式薄膜蒸发器，是利用外加动力的膜 式蒸发器。
第13页/共114页
盘 管 式 蒸 发 器 的 特 点
• 优点：结构简单、制造方便、操作稳定、易于控制；盘管为扁圆形截面，液料流动阻
力小，通道大，适于黏度较高的液料；由于加热管较短，管壁温度均匀，冷凝水能及时 排除，传热面利用率较高；便于根据料液的液面高度独立控制各层盘管内加热蒸汽通断 及其压力，以满足生产或操作的需要。

浓缩及设备-PPT精选文档

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2019/3/11


蒸发在低于大气压力下进行称真空蒸发。
真空蒸发是工业中应用最广的一种蒸发操作，主要优 点是：低压下使溶液的沸点降低，溶液可在较低温度 下沸腾，使溶剂蒸发。在传热量一定情况下节约传热 面积，防止热敏性溶液在高温下的分解或变质。

如葡萄汁采用真空蒸发浓缩，对果汁风味影响很小， 比常压蒸发风味好得多，浓缩的葡萄汁含糖量可达 60-80%。
2019/3/11
3 冷 却 水 4
二 次 蒸 汽
2 原 料 液 5 加 热 蒸 汽 1 冷 凝 水 6
完 成 液
水
二、蒸发浓缩操作的方式
单效蒸发：产生的二次蒸汽直接被冷凝而不
再利用；
多效蒸发：二次蒸汽被引入另一蒸发器作为
热源利用的多个蒸发器串联的蒸发操作。
蒸发是在常压下进行称为常压蒸发。
1 1 2
1
2
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冷冻浓缩的基本原理:

冷冻浓缩是在溶液浓度低于最低共熔点 浓度下进行的。如浓度为X1、温度为t1 的溶液对应的冰点为t′1，当温度为 t′1时就有冰晶出现。当温度继续下降 至t2时，就会有部分冰晶产生，溶液浓 度可增加到X2。温度继续下降，冰晶不 断增加，浓度也不断提高.
4.浓缩用作某些结晶操作的预处理过程。
2019/3/11
第一节 蒸发浓缩
一、蒸发的基本概念
1定义：蒸发浓缩是利用溶剂和溶质挥发
度的差异，从而获得一个有利的汽液平 衡条件，达到分离的目的。 即溶液中溶质的挥发性小，溶剂具有明 显挥发性时，工业上常用加热方法，使 溶剂汽化达到使溶质增浓的目的就是蒸 发操作。
1）适应物料性质，符合工艺要求和食品卫生； 2）保证达到要求的浓度；

真空浓缩设备

真空浓缩设备

真空浓缩设备
44
真空浓缩设备
45
真空浓缩设备
46
真空浓缩设备
47
设备类型
国产单效 蒸发器不 带热泵 国产双效 带热泵
蒸汽耗量（T）
每蒸发1 每生产1
吨水
吨粉
1.15
7.6
0.46
3
水耗量
每蒸发1吨 每生产1
水
吨粉
3.0
192
10
64
丹麦五效 带热泵使 用蒸汽压 力0.8Mpa
0.14
0.94
35
➢工作原理
➢料液从加热器底部进入管内，加热蒸汽在管 束间通过管壁加热、冷凝。料液在管内被加 热迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液沿管 内高速上升。溶液被高速上升的二次蒸汽带 动，在壁内成膜状上升，不断被加热蒸发。 料液被逐渐浓缩，二次蒸汽从顶部排出，浓 缩液从蒸发分离室底部排出。
真空浓缩设备
36
➢适用于浓料液和黏度大的料液增浓，如果酱、 蜜饯、炼乳。
真空浓缩设备
32
第三节 升膜式、降膜式浓缩设备
➢一、 升膜式浓缩设备 ➢属于液膜式浓缩器，液体沿管壁
成膜状流动，进行连续蒸发，液 体在浓缩器停留时间较短，约几 秒至几十秒。
真空浓缩设备
33
➢（一）结构
➢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。为自然 循环式。
方面的稳定性； ➢ ● 从废液中回收副产品
真空浓缩设备
3
真空浓缩设备
4
➢在真空条件下对液体进行蒸发浓 缩的方法始于1913年，其工艺是 建立在英国科学家E.C.Howard专 利基础之上的，它包含一个蒸汽 加热的带有冷凝器和空气泵的双 底真空釜。

真空浓缩设备培训教材(PPT 50张)

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（二）结构
2．加热器体
*作用：实现对料液的加热 浓缩。
*沸腾加热管： φ25~φ75mm的管子，高 0.6~2m左右，管长:管径为 20~40:1。 多根钢管管束。
*中央循环管 仅一根，其截面积一般为总 加热管截面积的40~100%， 位于加热器体的中央。
一、中央循环管式浓缩锅
（二）结构
3．蒸发室 作用： 使汽液进行分离，溶液经 中央循环管↙，保证溶液不断 循环和浓缩。 高度
一、升膜式浓缩器
（二）工作过程
* 料液自管底进入管内， 蒸汽在管间将热量传给管内 料液。 *料液被加热沸腾、汽 化，高速上升的二次蒸汽带 动料液沿管内壁成膜状上升， 并不断被加热蒸发、浓缩。 *浓缩液以较高的速度 进入蒸发分离室，在离心力 作用下与二次蒸汽分离。 *二次蒸汽从分离室顶 部排出，浓缩液通过循环管 入加热室循环蒸发浓缩，至 浓度达到要求。
第一节 分类、分选及操作流程
一、概述 二、分类 三、操作流程 四、选择与要求
一、概述 （一）浓缩目的 -----减少原料中的水分(去溶剂） 浓缩是生产中重要单元操作，又是较难控制的一环节----高温会使物料中成分发生变化——proteins、fats、 vitamins等多为热敏性物料。 （二）趋势：低温、快速、连续。 （三）真空蒸发的特点 ** 蒸汽 ** 物料
第六章 真空浓缩设备
重点：典型浓缩设备的结构及工作原理。 难点：浓缩设备的结构及工作原理，抽真空装置。 要求：明确真空浓缩的优越性，了解各真空浓缩 设备的特性，掌握典型浓缩设备的结构及工作原理， 学会根据料液的性质选择浓缩设备。
第一节 分类、分选及操作流程
第二节 单效真空浓缩设备
第三节 升降膜式浓缩设备 第四节 真空浓缩装置的附属设备

浓缩机械与设备

浓缩机械与设备
.
第一节 概述
?方法 浓缩
冷冻 离心
常压浓缩 加热蒸汽被
（蒸发面常压） 利用的次数
单效浓缩 双效浓缩 多效浓缩 热泵浓缩
常采用，热 能利用率 高， 但投资 增加
蒸发
超滤 结晶
真空浓缩 料液的流程
（蒸发面负压）
加热器的 结构型式
.
单程式 自然循环式
循环式 非膜式 薄膜式
强制循环式
盘管式
中央循环管式
升膜式 降膜式 片式 刮板式 离心式
?水力喷射器 作用:冷凝和抽真空
?结构
喷嘴： 大关排小键列与部对真件抽空，气度大效有小果关与有，冷很截凝大面能关 吸 喉气管室：：积为高力直好小安是使系 并与 度3和 径 ， 值 装 防 水， 按~喷 有4冷 为 冷 ， 有 止 流一 同，嘴 关水 凝 反 流 高 缓1般 心长6出水 能 之 体 速 冲~以 圆度口2质 力 取 导 水 和一 排0与总m有较大向流分定列喷m面关小值板的配角，射,积，时，冲均水度1安之~出，作击匀质倾装3比口取用，较圈斜
?采用强制循环浓缩装置或 带有搅拌器 的 浓缩装置，用外力使结晶保持悬浮状态
.
真空 浓 缩
?蒸发器的选择 粘滞性 ?粘度随浓度的增加而增加，使流速 降低，传热系数降低，生产能力下降
?采用强制循环型、刮板式或降膜式 浓缩设备
返回
.
第二节 单效真空浓缩机械与设备
?中央循环管式浓缩锅
?结构标 准 式 蒸 发高器度1，～2m是
动画演示
.
动画演示 动画演示
升膜式浓缩设备
?特点
?静压头产生的沸点升高很小 ?蒸发时间短，适用于热敏性物料浓缩
?适用于易起泡沫物料的浓缩 ?不适合粘度较大的物料浓缩 ?一次浓缩比不大

真空浓缩设备

真空浓缩设备

•二、组成和流程
• 图8—22所示为PAR－22
／PAR－O1型芳香物质回 收设备流程图。由三级板 式蒸发冷凝器、预热器、 两个螺旋管冷凝器、计量 器和各种泵、阀构成。
第六节 冷冻浓缩设备
• 定义
• 冷冻浓缩是将稀溶液中 的水分冻结成冰晶，并 去除这部分冰晶从而使 溶液中的溶质浓度得到 提高的浓缩方法。
四、升膜式蒸发器
• 由加热室、分离室和循环管等组成。 • 料液自加热室底部进入加热管内。加热蒸汽
在管束间流过，料液在加热管中部开始沸腾 迅速汽化。在加热管上部产生的二次蒸汽并 快速上升，流速可达100—l60m/s。料液在二 次蒸汽和抽真空的作用下，沿管内壁成膜状 上升，并不断被加热蒸发。
• 有循环型、非循环型 • 这种蒸发器的优点是占地面积小，传热效率
• 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 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。
图8－2 中央循环管蒸发器 A-加热蒸汽 B-料液 C-二次蒸汽 D-冷凝水 E-完成液 1-中央循环管 2-蒸发室 3-除沫器 4-外壳 5-换热管
加热室断面
图8－3 加热室断面图 A-加热蒸汽 1-加热蒸汽通道 2-料液上升通道 3-料液下降通道
１．直接冷却式真空冷冻浓缩器
直接冷却式结晶是指结晶热直接由溶 液中一部分溶剂在真空条件下发 生相变汽化，将另一部分物质的 热量带走，使其温度降低到冰点 以下结晶的浓缩方法。
图8－24 真空冷冻浓缩器 1-真空冷却罐 2-循环泵 3-出料泵 4-循环 管 5-冷凝器 6-三级蒸汽喷射泵 7-二级
蒸汽喷射泵 8-一级蒸汽喷射泵
• (二) 常用真空装置
• 蒸汽喷射器 • 往复式真空泵 • 水环式真空泵

真空浓缩设备课件


三 真空浓缩设备
1. 组成 蒸发器主要由加热室和分离室组成。
(1) 蒸发室：通过布料器将被浓缩的物料引入 传热面，利用饱和水蒸气作为热源汽化被 浓缩的物料。
(2) 分离室：将二次蒸汽中夹带的雾沫分离出 来。
2.分类
四 设备的选择与要求
垢
五 各种蒸发器的特点
第三节 真空蒸发流程 一
第二节 真空浓缩设备
一、概述 1.真空浓缩：低压时，溶液沸点降低，在低温下即 可沸腾，溶剂汽化，使溶质浓度升高，分离溶质溶 剂。 2. 薄膜蒸发：为缩短蒸发时间，通常使物料以较薄 的层面通过加热面，溶剂汽化并迅速离开加热表面， 溶液浓缩。 3.真空浓缩的特点： （1）在低压下，溶液的沸点降低，可缩小加热蒸 气与溶液间的温度差，相应地可减小传热面积； （2）可以利用低压蒸汽或废气作为热源； （3）可用以浓缩热敏性物料； （4）真空浓缩需配备真空设备，会相应增加能耗。
二
第四节 真空浓缩设备常见故障及原因
一一、真空度低
二、管内壁结垢较多（焦管）
三、ห้องสมุดไป่ตู้料浓度低
四、倒灌（冷却水进入蒸发器）
五、跑料（物料沿二次蒸汽管路排出）
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第一节 蒸发器的分类、结构和特点
一、分类 (一)按二次蒸汽利用次数分：
1、单效浓缩装置。 2、多效浓缩装置。
(二)按料液流程分： 1、循环式：自然与强制循环。 2、单程式：
(三)按加热器结构分： 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。
食品工程原理
九、离心式蒸发器
• 特点：结构紧凑，传 热效率高，蒸发强度 高
• 料液停留时间极短， 约1s，
• 制品品质优良，能较 好保持原有色、香、 昧和营养成分。
• 适于热敏性物料，是 一种新型、高效的浓 缩设备。
• 但对粘度大、易结晶 的料液不适用，其结 构较复杂，造价高。
完成液
原料液
二次蒸汽
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 负荷。
（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，故用作冷凝 的较少。
（二）直接式冷凝器 （混合式） 分为逆流式和喷射式。 二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。
• 该类蒸发器在国内糖厂应用 较多。
中央循环管蒸发器动画
四、强制循环式蒸发器
• 主要由列管式加热器、 分离室和料液循环泵组 成。
• 料液强制循环，在加热 器出口减压、沸腾，分 离室内进行汽液分离；
• 该蒸发器为分批作业
• 优点为流速大，达34m/s，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（3-5℃）， 仍可进行操作。不足是 动力消耗大．
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： ①溶解于冷却水中的空气。 ②料液中分解的气体。 ③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、水环式真空泵
蒸汽喷射泵
• 优点是抽气量大，真空度高，安装运行和维修简便，价廉， 占地面积小。
强制循环蒸发器动画
强制循环蒸发器 这是烧碱厂的强制循环蒸发器
外循环 连续式真空浓缩机
生产能力：1000 kg/h
单元操作：蒸发
五、升膜式蒸发器
• 由加热室、分离室和循环管等 组成。
• 料液在加热管中部沸腾汽化。 在上部产生二次蒸汽，流速可 达100—l60/s。料液沿管内壁 成膜状上升，并不断蒸发。
多功能刮板浓缩罐
立式刮板式浓缩器
八、板式蒸发器
• 优点：蒸发时间很短，2s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 便
• 可用于牛奶、果汁，豆。蛋、糖汁，低盐酱油等多种食品的 浓缩。
板式浓缩装置
4效
1效
2效 3效
板式四效蒸发器
第四效蒸发器
第五章 传 热
• 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。
• 料液分批浓缩。二 次蒸汽由上部排入 汽液分离室，成品 由锅底卸出。
单元操作：蒸发
盘管式真空浓缩机
组成:蒸发器、加热盘管 分离器、仪表箱 水力分离器
特点：体积小、成本低 操作维修方便
型号：1000型 700型 300 型
蒸发量：300－1000kg/h
冷凝水
加热蒸汽
单元操作：蒸发
第二节 真空浓缩设备的附属装置
主要附属装置：捕集器、 冷凝器、蒸汽喷射器和真 空装置等。 一、捕集器
（一）惯性捕集器：在二次 蒸汽流的通道上设置挡板， 一般其直径比二次热汽入 口直径大2.5～3倍。
（二）离心型捕集器：利用 离心力分离。
在蒸汽流速较大时，分离 效果较好， 但阻力亦较 大。
加热面积：3－10 m2
三、中央循环管式蒸发器
• 加热室中中央循环管的截面 一般为加热管束总面积的40 ％以上。
• 料液由于受热程度不同，产 生重度差，从边上上升、中 间下降，在分离室进行汽液 分离。
• 二次蒸汽由顶部排出。料液 经中央循环管下降，再进入 加热管束，形成自然循环。 浓缩后的制品由底部卸出。
1．逆流式冷凝器
2、喷射式冷凝器
安装要求：
• ①水泵至喷射器冷却水入 口的管路，尽量减少管件 和弯头，减小阻力损失；
• ②排水管要求垂直，如必 须曲折时，折角不大于45°, 转折不多于两次；
• ③各接口要求严密，避免 泄漏；
• ④连接扩散管出口的尾管 长度，一般在2m以上，且 不伸入循环水池之水中。
第六章 真空浓缩设备
内蒙古农业大学 食品科学学院 陈忠军 副教授
主要内容：
一、蒸发器的分类、结构和特点 二、真空浓缩的附属装置 三、单效真空浓缩设备 四、多效真空浓缩设备 五、蒸发设备选型
真空浓缩设备概述
浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。
真空浓缩：在负压下，以较低温度浓缩。 特点： (1) 料液沸点低，浓缩速度快。 (2) 能用低压蒸汽为热源。 (3) 利于保持食品营养成分。 (4) 能耗小。 (5) 真空系统投资大，功耗大。 (6) 沸点降低，蒸发潜热增大。
一、夹套式蒸发器
• 中小型浓缩设备。 • 由圆筒形夹套壳体、搅
拌器、除沫器等组成。 • 适于果酱、蜜饯、糖浆、
乳品、豆浆晶、食用胶 等高粘度料液的浓缩。
主要技术参数 蒸发量 300L／h， 蒸汽耗用量 340kg／h， 蒸汽压力＜196kPa， 真空度 82．9～88.0kPa。
二、盘管式蒸发器Βιβλιοθήκη • 优点：占地少，传热效率较高， 料液受热时间短，在加热管内 停留10—20s。
• 适于浓缩热敏、易起泡和粘度 低的液料。缺点是一次浓缩比 低，进料量需严格控制。
升膜式蒸发器动画
六、降膜式蒸发器
特点：
①利用重力作用成膜，能蒸发粘度 较大的料液，且受热时间短，适 于热敏性强的物料；
②料液的沸点均匀，有效温差较大， 传热效果好，节约蒸汽。
③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物 料；
④清洗方便； ⑤适于浓度较大，不易结晶、结垢
的物料。 目前这类设备在乳品、果汁等食品
工业中应用最广。
降膜式蒸发器动画
七、刮板式蒸发器
• 有立式、卧式两类。
• 加热时间为2～3S。 加热区域可分成几段， 采用不同压力的蒸汽
• 特点：传热系数高， 适于高粘度（最高达 100Pa.s）的料液或 含有悬浮颗粒的料液。