第七章食品浓缩机械与设备.pdf

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1、第七章 食品浓缩机械与设备 第七章 食品浓缩机械与设备 第一节 第一节 概述 概述 第二节 第二节 常压浓缩机械与设备 常压浓缩机械与设备 第三节 第三节 单效真空浓缩机械与设备 单效真空浓缩机械与设备 第四节 第四节 液膜式真空浓缩机械与设备 液膜式真空浓缩机械与设备 第五节 第五节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的辅助设备第一节 第一节 概述 概述?定义定义 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，使溶 使溶 质和溶剂的均匀混合液部分分离的过程质和溶剂的均匀混合液部分分离的过程。使物料最终达到一个低溶剂含量使物料最终达到一个低溶剂含量（30%30%）的相对稳定状态

2、的相对稳定状态，实质上是溶剂在物料内 实质上是溶剂在物料内 部借对流扩散作用从呈液相物料内部达到 部借对流扩散作用从呈液相物料内部达到 液相表面而后除去的过程液相表面而后除去的过程。?目的 目的?作为干燥的预处理 作为干燥的预处理?提高产品质量 提高产品质量?提高产品的保藏性 提高产品的保藏性?减少产品的体积和重量，减少产品的体积和重量，便于运输 便于运输?用作某些结晶操作的预处理 用作某些结晶操作的预处理?提取果汁中的芳香物质提取果汁中的芳香物质?方法方法 浓缩 浓缩 蒸发 蒸发 冷冻 冷冻 离心 离心 超滤 超滤 结晶 结晶 常压浓缩 常压浓缩 真空浓缩 真空浓缩 加热蒸汽被 加热蒸汽被

3、利用的次数 利用的次数 单效浓缩 单效浓缩 双效浓缩 双效浓缩 多效浓缩 多效浓缩 热泵浓缩 热泵浓缩 常采用，热 常采用，热 能利用率高能利用率高,但投资增加 但投资增加（蒸发面常压）（蒸发面常压）（蒸发面负压）（蒸发面负压）料液的流程 料液的流程 单程式 单程式 循环式 循环式 自然循环式 自然循环式 强制循环式 强制循环式 蒸发器的 蒸发器的 结构型式 结构型式 非膜式 非膜式 薄膜式 薄膜式 中央循环管式 中央循环管式 盘管式盘管式 升膜式 降膜式 片式 刮板式 离心式蒸 蒸 发 发 浓 浓 缩 缩 采用浓缩设备把采用浓缩设备把物料加热物料加热，使物料的易挥 使物料的易挥 发部分水分在

4、发部分水分在其沸点温度时不断地由液态变 其沸点温度时不断地由液态变 为气态为气态，并将气化时产生的并将气化时产生的二次蒸汽二次蒸汽不断排 不断排 除除，从而使制品浓度不断，从而使制品浓度不断 提高提高，直至达到浓度要 直至达到浓度要 求 求，是食品工厂中是食品工厂中适用 适用 最广泛的浓缩方法最广泛的浓缩方法真 真 空 空 浓 浓 缩 缩 利用真空蒸发或机械分离等方法达到物 利用真空蒸发或机械分离等方法达到物 料浓缩 料浓缩。在在181880kPa80kPa下下，以蒸汽间接加 以蒸汽间接加 热方式热方式，对物料加热对物料加热，使其在低温下沸腾 使其在低温下沸腾 蒸发，这样物料温度低，蒸发，这样

5、物料温度低，且加热所用蒸汽 且加热所用蒸汽 与沸腾液料的温差大与沸腾液料的温差大，在 在 相同传热条件下相同传热条件下，比常压 比常压 蒸发时的蒸发速率高蒸发时的蒸发速率高，可 可 减少液料营养的损失减少液料营养的损失，可 可 利用低压蒸汽做蒸发热 利用低压蒸汽做蒸发热 源源。真空浓缩的特点 真空浓缩的特点 优点 优点 缺点 缺点?由于真空蒸发，须有抽真空系统，增加附属设备和动力 由于真空蒸发，须有抽真空系统，增加附属设备和动力?蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量消耗大 蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量消耗大?溶液沸点低，传热温差大可相应减小蒸发器的传热面积 溶液沸点低，传热温差大可相应减小

6、蒸发器的传热面积?可以利用低压蒸汽或废蒸汽作加热剂 可以利用低压蒸汽或废蒸汽作加热剂?可蒸发不耐高温的溶液 可蒸发不耐高温的溶液?操作温度低，热损失较少操作温度低，热损失较少?蒸发设备 蒸发设备 创造蒸发必要条件的设备组合 创造蒸发必要条件的设备组合 蒸发器 蒸发器 冷凝器 冷凝器 抽气泵 抽气泵?蒸发必要条件 蒸发必要条件?供应足够热能供应足够热能，以维持溶液的沸腾温 以维持溶液的沸腾温 度和补充因溶剂气体所带走的热量 度和补充因溶剂气体所带走的热量?促使溶剂蒸汽迅速排除促使溶剂蒸汽迅速排除多效真空浓缩操作流程（多效真空浓缩操作流程（三效为例三效为例）真空浓缩蒸发器的选择 真空浓缩蒸发器的选

7、择?热敏性 热敏性?热敏性物质的变化与温度和时间均有关系热敏性物质的变化与温度和时间均有关系，若温度低若温度低，变化很缓慢变化很缓慢；温度高但受热时间 温度高但受热时间 短变化也小短变化也小。因此因此，常用低温蒸发常用低温蒸发，或在较 或在较 高温度下的瞬时受热蒸发来解决热敏性物料 高温度下的瞬时受热蒸发来解决热敏性物料 蒸发过程的特殊要求蒸发过程的特殊要求。宜选用宜选用薄膜式浓缩薄膜式浓缩装 装 置或置或真空度较高的真空度较高的浓缩袋置。浓缩袋置。?如果料液对热过程很敏感如果料液对热过程很敏感，受热后会引起 受热后会引起 产物发生化学变化和物理变化而影响产品质 产物发生化学变化和物理变化而影

8、响产品质 量的性质量的性质?结垢性 结垢性?采取有效的防垢措施采取有效的防垢措施，定期用化学药品或机 定期用化学药品或机 械剥除的办法 械剥除的办法?某些溶液在浓缩过程中某些溶液在浓缩过程中，会形成垢层而紧 会形成垢层而紧 紧地粘在传热面上紧地粘在传热面上，增加热阻增加热阻，降低传热效 降低传热效 率率，影响蒸发性能，影响蒸发性能，甚至因此停产 甚至因此停产?选用选用强制循环式强制循环式浓缩装置和浓缩装置和升膜式升膜式浓缩装 浓缩装 置置，或方便清洗的浓缩装置。或方便清洗的浓缩装置。?发泡性 发泡性?降低二次蒸汽的流速降低二次蒸汽的流速，以防止跑泡现象 以防止跑泡现象?浓缩时产生大量气泡浓缩时

9、产生大量气泡，气泡易被二次蒸汽 气泡易被二次蒸汽 带走进入冷凝器带走进入冷凝器，不仅造成溶液损失不仅造成溶液损失，增加 增加 了产品的损耗了产品的损耗，而且污染其它设备，而且污染其它设备?结构上考虑消除发泡的可能性结构上考虑消除发泡的可能性，高速 高速 气流冲破泡沫气流冲破泡沫。?设法分离回收泡沫 设法分离回收泡沫?选用选用强制循环型强制循环型和和升膜式薄膜升膜式薄膜浓缩装置浓缩装置?结晶性 结晶性?溶液在浓度增加时会有晶粒析出溶液在浓度增加时会有晶粒析出，大量结晶沉 大量结晶沉 积在加热器的传热面上积在加热器的传热面上，会妨碍加热面的热传 会妨碍加热面的热传 导导，甚至堵塞加热管 甚至堵塞加

10、热管?采用强制循环浓缩装置或带有搅拌器的浓缩装 采用强制循环浓缩装置或带有搅拌器的浓缩装 置置，用外力使结晶保持悬浮状态 用外力使结晶保持悬浮状态?粘滞性 粘滞性?粘度随浓度的增加而增加粘度随浓度的增加而增加，使流速降低使流速降低，传热 传热 系数降低，系数降低，生产能力下降 生产能力下降?采用强制循环型、刮板式或降膜式浓缩设备采用强制循环型、刮板式或降膜式浓缩设备。?腐蚀性 腐蚀性?要求浓缩装置的材料选用不锈钢或 要求浓缩装置的材料选用不锈钢或 涂以防腐涂料的材料涂以防腐涂料的材料。在结构上采用 在结构上采用 更换方便的型式更换方便的型式，使腐蚀部分易于定 使腐蚀部分易于定 期更换。期更换。

11、第二节 常压浓缩机械与设备 第二节 常压浓缩机械与设备 1.夹层锅（1.夹层锅（二重锅二重锅、双重釜）、双重釜）夹层锅是由内夹层锅是由内、外锅 外锅 组成的双层结构形式组成的双层结构形式，两锅中间是通蒸汽的夹 两锅中间是通蒸汽的夹 层层，常 用 于 物 料的 热 常 用 于 物 料的 热 烫烫、预煮预煮、混合物料熬 混合物料熬 制及食品浓缩等。制及食品浓缩等。?分类 分类 夹层锅 夹层锅 锅体深浅 锅体深浅 操作方式 操作方式 浅型 浅型 半深型 半深型 深型 深型 固定式 固定式 可倾式可倾式?可 倾 可 倾 式 夹 层 锅 式 夹 层 锅 结构 结构?锅体 锅体 内锅体 内锅体 外锅体 外

12、锅体 不锈钢板焊 不锈钢板焊 成半球形容器 成半球形容器 优质碳素钢 优质碳素钢 压制而成压制而成 结构 结构?锅体 锅体 内锅体 内锅体 外锅体 外锅体?可倾架 可倾架 蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动，当摇，当摇 动手轮时，动手轮时，锅体可在 锅体可在 9090范围内任意倾斜 范围内任意倾斜 加热夹层，加热夹层，承受 承受 0.30.5MPa 0.30.5MPa?可 倾 可 倾 式 夹 层 锅式 夹 层 锅?其他型式夹层锅 其他型式夹层锅 固定式锅体 固定式锅体 锅体固定安装锅体固定安装，锅的底部是出料阀锅的底部是出料阀，通 通 过落差或抽料泵进行排料过落差或抽料泵进行排料带搅拌的夹层锅 带搅拌的

13、夹层锅 主要用于加热粘稠物料或锅体容积大于300 主要用于加热粘稠物料或锅体容积大于300 升搅拌叶片有桨式和锚式等，转速 1020转 升搅拌叶片有桨式和锚式等，转速 1020转/分分第三节 单效真空浓缩机械与设备 第三节 单效真空浓缩机械与设备 1.中央循环管式浓缩锅 1.中央循环管式浓缩锅 标准式蒸发器标准式蒸发器，是一种非 是一种非 膜式自然循环蒸发器 膜式自然循环蒸发器?结构 结构 加热室 加热室 蒸发室蒸发室蒸发室 蒸发室 要有足够的高度和空间使汽液分 要有足够的高度和空间使汽液分 离，高度：为加热管长度的离，高度：为加热管长度的1.11.5倍倍 加热室 加热室 中央 中央 循环管

14、循环管 加热管 加热管 高度0.62m 高度0.62m 管径管径2575mm截面积为其他加热管总 截面积为其他加热管总 面积面积40100?工作原理 工作原理 加热蒸汽 加热蒸汽 中央循环管 中央循环管 加热管束 加热管束 直径大，传热面积小 直径大，传热面积小 直径小，传热面积大 直径小，传热面积大 料液重度大 料液重度大 料液重度小 料液重度小 溶液 溶液 自然循环 自然循环?特点 特点 循环速度不大，循环速度不大，沸点高沸点高，清洗和维修不方便，清洗和维修不方便2.盘管式浓缩锅 2.盘管式浓缩锅 是一种非膜式自然循环蒸发器 是一种非膜式自然循环蒸发器?结构 结构 锅体锅体:长圆筒形长圆筒

15、形，分上下段，分上下段，中 中 间用间用法兰法兰连接连接,两端为椭圆 两端为椭圆 形盖，锅体外焊有加强圈形盖，锅体外焊有加强圈 盘管盘管：45盘分层排列，每盘盘分层排列，每盘13圈圈，均有单独的蒸，均有单独的蒸 汽进口和疏水器汽进口和疏水器，盘管，盘管 均匀，热能的效率高均匀，热能的效率高先将料液由锅体切线方向加入先将料液由锅体切线方向加入，待盘管全部浸没后待盘管全部浸没后，自下而上打 自下而上打 开蒸汽阀门开蒸汽阀门，应当控制好进料 应当控制好进料 量量，并与蒸发速度相等并与蒸发速度相等，保持一 保持一 定的液位定的液位，当液面降低当液面降低，盘管露 盘管露 出时出时，则应关闭该层的加热盘管

16、 则应关闭该层的加热盘管 阀门阀门，调节加热面调节加热面，控制好加热 控制好加热 温度温度，避免产生结垢避免产生结垢、焦管 焦管?工作过程工作过程传热面积小传热面积小、料液循环差料液循环差、盘管表面易结垢、盘管表面易结垢、生产能力有限生产能力有限、二次蒸汽未能很好利用、二次蒸汽未能很好利用，仅适 仅适 用于中小型工厂粘度大物料的浓缩 用于中小型工厂粘度大物料的浓缩?特点 特点 优点 优点 缺点 缺点 结构简单、结构简单、操作方便操作方便、传热系数高、清洗方便传热系数高、清洗方便第三节 单效真空浓缩机械与设备 第三节 单效真空浓缩机械与设备 1.带搅拌的夹套式真空浓缩锅 1.带搅拌的夹套式真空浓

17、缩锅?结构 结构 上上、下锅体组成，下锅体的 下锅体组成，下锅体的 底部为夹套底部为夹套，内通蒸汽内通蒸汽，锅 锅 内有横轴式搅拌器 内有横轴式搅拌器?操作过程 操作过程 先往锅内通入加热蒸汽赶走空气先往锅内通入加热蒸汽赶走空气，然后开动抽真空系统然后开动抽真空系统，造成锅内真 造成锅内真 空空，当料液被吸入锅内当料液被吸入锅内，达到容量 达到容量 要求后要求后，开启蒸汽阀门和搅拌器，开启蒸汽阀门和搅拌器，达到浓度后达到浓度后，解除真空即可出料解除真空即可出料第四节 液膜式真空浓缩机械与设备 第四节 液膜式真空浓缩机械与设备 2.升膜式浓缩设备 2.升膜式浓缩设备?结构 结构 长管薄膜式外加热

18、 长管薄膜式外加热 自然循环浓缩设备 自然循环浓缩设备 由多根垂直管构成。管子的直 由多根垂直管构成。管子的直 径一般为径一般为3050毫米毫米。长。长 管式长度为管式长度为68米 米，短管式短管式34米米 汽液分离器 汽液分离器 循环管 循环管 加热器加热器升膜式浓缩设备 升膜式浓缩设备?工作过程 工作过程 最底部：管内完全充满料液 最底部：管内完全充满料液 中间部：开始产生蒸汽泡中间部：开始产生蒸汽泡，使料液产生上升力 使料液产生上升力 最高部：最高部：膨胀的二次蒸汽产 膨胀的二次蒸汽产 生强的上升力，生强的上升力，料液呈薄膜状 料液呈薄膜状 在管内上行，在管顶部呈喷雾 在管内上行，在管顶

19、部呈喷雾 状状，以较高速度进入汽液分离，以较高速度进入汽液分离 器器，浓缩液通过循环管在加热，浓缩液通过循环管在加热 蒸发，达浓度后从分离器底部 蒸发，达浓度后从分离器底部 排出排出升膜式浓缩设备 升膜式浓缩设备?特点 特点?静压力产生的沸点升高很小 静压力产生的沸点升高很小?蒸发时间短蒸发时间短，适用于热敏性物料浓缩 适用于热敏性物料浓缩?适用于易起泡沫物料浓缩 适用于易起泡沫物料浓缩?不适合粘度较大的物料浓缩 不适合粘度较大的物料浓缩?操作注意事项 操作注意事项?进料量过多，加热蒸汽压力不够，导致管的底 进料量过多，加热蒸汽压力不够，导致管的底 部积液过多，使料液在管内呈液柱上升而不是呈

20、部积液过多，使料液在管内呈液柱上升而不是呈 液膜上升液膜上升，这样应失去了液膜蒸发的特点，这样应失去了液膜蒸发的特点，传热 传热 效果降低 效果降低 关键是合理控制进料量 关键是合理控制进料量?进料量过少会产生管壁结焦现象进料量过少会产生管壁结焦现象3.降膜式浓缩设备 3.降膜式浓缩设备?结构 结构 汽液分离器 汽液分离器 液体分布器 液体分布器 加热器加热器?工作过程 工作过程 料液从顶部进入加热 料液从顶部进入加热 器内器内，在降膜分布器的 在降膜分布器的 作用下作用下，均匀地进人加，均匀地进人加 热管中热管中，受二次蒸汽的，受二次蒸汽的 快速流动和本身重力作 快速流动和本身重力作 用物料

21、沿管内壁呈膜状 用物料沿管内壁呈膜状 自然向下流动自然向下流动，并受热，并受热 不断蒸发浓缩 不断蒸发浓缩 降膜式浓缩设备降膜式浓缩设备 料液分布器 料液分布器?作用作用：使料液均匀地分布到各加热管 使料液均匀地分布到各加热管?型式 型式?筛板或喷嘴 筛板或喷嘴?旋液导流式 旋液导流式?导流棒 导流棒 降膜式浓缩设备降膜式浓缩设备锯 锯 齿 齿 喷 喷 嘴嘴 筛板或喷嘴 筛板或喷嘴 导流棒 导流棒 圆锥导流棒圆锥导流棒螺纹导流管螺纹导流管 旋液导流式 旋液导流式 切向进料旋流器切向进料旋流器 降膜式浓缩设备降膜式浓缩设备降膜式浓缩设备 降膜式浓缩设备?特点 特点?由于利用液膜的重力作用降膜由于

22、利用液膜的重力作用降膜，故能蒸发粘度较大的料液故能蒸发粘度较大的料液，且受热，且受热 时间短时间短，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，传热效果好传热效果好，节约蒸汽节约蒸汽；?由于蒸发管较长，液料沸腾时所 由于蒸发管较长，液料沸腾时所 生成的泡沫易在管壁上受热破裂生成的泡沫易在管壁上受热破裂，因此适于蒸发易生泡沫的物料因此适于蒸发易生泡沫的物料；?清洗不便；清洗不便；适于浓度较大适于浓度较大，不易，不易 结晶结晶、结垢的物料。结垢的物料。4.刮板式浓缩设备 刮板式浓缩设备?结构 结构 利用机械装置强制料液成膜和更新进行浓缩利用机

23、械装置强制料液成膜和更新进行浓缩。由旋转刮板器由旋转刮板器、料液分配盘、料液分配盘、蒸发室和夹套加热圆筒等所组成 蒸发室和夹套加热圆筒等所组成 一般有立式一般有立式、卧式两种类型卧式两种类型旋转刮板器旋转刮板器:蒸发器或加热器 蒸发器或加热器 下段 下段 转轴上有若干刮板，用来将溶液甩 转轴上有若干刮板，用来将溶液甩 至器壁加热面上，并增加液膜湍动 至器壁加热面上，并增加液膜湍动 性，以减少传热过程中的液膜阻力 性，以减少传热过程中的液膜阻力 并防止固体析出物粘壁。并防止固体析出物粘壁。有固定式和活动式两种。有固定式和活动式两种。P186 为圆筒形的加热夹套，为加热蒸发段 为圆筒形的加热夹套，

24、为加热蒸发段 上段 上段 有扩大的截面和固定的叶板，为汽液分离段 有扩大的截面和固定的叶板，为汽液分离段 料液分配盘料液分配盘:在进料口与刮板之间，使料液均匀分布到 在进料口与刮板之间，使料液均匀分布到 加热器内壁。加热器内壁。?工作过程 工作过程 料液从进料管以稳定流量进入，料液从进料管以稳定流量进入，先由转轴带动分配盘，物料在离心 先由转轴带动分配盘，物料在离心 力的作用下，被抛向加热夹套的内 力的作用下，被抛向加热夹套的内 壁，料液受重力作用，沿着器壁向 壁，料液受重力作用，沿着器壁向 下流动。与此同时，装在转轴上的 下流动。与此同时，装在转轴上的 刮板把料液刮成薄膜，料液受加热 刮板把

25、料液刮成薄膜，料液受加热 面的加热而蒸发。面的加热而蒸发。二次蒸汽可与浓缩液并流进入汽 二次蒸汽可与浓缩液并流进入汽 液分离器，分离排除，或者以逆流 液分离器，分离排除，或者以逆流 方向上升到浓缩器顶部，经液滴分 方向上升到浓缩器顶部，经液滴分 离器，把夹带的液沫分离，从顶部 离器，把夹带的液沫分离，从顶部 排出进入冷凝器。排出进入冷凝器。5.5.板板式浓缩设备 式浓缩设备?结构 结构 由板式加热器和汽液分离器组成。由板式加热器和汽液分离器组成。?工作过程 工作过程 板式加热器结构 板式加热器结构 由一系列的传热板构 由一系列的传热板构 成，每四片板组成一个 成，每四片板组成一个“板单元板单元

26、”，两个蒸汽片，两个蒸汽片，一个升膜片和一个降膜 一个升膜片和一个降膜 片。片。料液由泵强行压入加热器，料液由泵强行压入加热器，沿板沿板1与与2之间上升 之间上升(升膜部分升膜部分)，然后从板然后从板3与板与板4之间下降之间下降(降膜部 降膜部 分分)。加热蒸汽则通入加热蒸汽则通入2、3和和1、4之间，之间，通过板壁 通过板壁 对料液加热对料液加热。二次蒸汽与浓缩液一起由底部通入 二次蒸汽与浓缩液一起由底部通入 汇集槽经出口引入分离器进行汽液分离汇集槽经出口引入分离器进行汽液分离。6.离心式蒸发器 离心式蒸发器?结构 结构 空心锥形碟片 空心锥形碟片 环箍 环箍 是利用液料高速旋转时的 是利用

27、液料高速旋转时的 离心力流动并成膜，并以热 离心力流动并成膜，并以热 蒸汽加热使之蒸发浓缩。蒸汽加热使之蒸发浓缩。轴向孔用于浓缩液的流通，径向孔 轴向孔用于浓缩液的流通，径向孔 用来引入蒸汽和排出冷凝水。用来引入蒸汽和排出冷凝水。两离心盘之间合一定间隙，形成料液加热蒸发空间。两离心盘之间合一定间隙，形成料液加热蒸发空间。?工作过程 工作过程 二次蒸汽二次蒸汽 通过旋转的离心盘产生的 通过旋转的离心盘产生的 离心力，使料液分布于离心盘 离心力，使料液分布于离心盘 外表面，形成薄膜。外表面，形成薄膜。离心盘夹套小间通蒸汽，对 离心盘夹套小间通蒸汽，对 其外表面液膜进行加热蒸发。其外表面液膜进行加热

28、蒸发。蒸汽放热后，冷凝水受离心力 蒸汽放热后，冷凝水受离心力 作用甩到夹套的下边缘周边汇 作用甩到夹套的下边缘周边汇 集，由径向孔排至底部引出。集，由径向孔排至底部引出。料液离心盘外表面蒸发浓缩 料液离心盘外表面蒸发浓缩 后，浓缩液甩向周边从径向孔 后，浓缩液甩向周边从径向孔 排除，二次蒸汽沿两离心盘之 排除，二次蒸汽沿两离心盘之 间间隙汇聚，从蒸发室下部出 间间隙汇聚，从蒸发室下部出 口排出。口排出。第五节 第五节 真空浓缩装置的辅助设备 真空浓缩装置的辅助设备?汽液分离器 汽液分离器?型式 型式 作用作用:将蒸发过程中产生的 将蒸发过程中产生的 雾沫中的溶液聚集并与二 雾沫中的溶液聚集并与

29、二 次蒸汽分离，减少料液的 次蒸汽分离，减少料液的 损失，同时防止污染管道 损失，同时防止污染管道 及其他浓缩器的加热面 及其他浓缩器的加热面?原理 原理 碰撞型 碰撞型 离心型 离心型 过滤型 过滤型 利用气力悬浮原理 利用气力悬浮原理 使液滴在气体中的速度小于悬浮速度而分离使液滴在气体中的速度小于悬浮速度而分离?蒸汽冷凝器 蒸汽冷凝器?型式 型式 作用作用:将真空浓缩缩产生的二 将真空浓缩缩产生的二 次蒸汽进行冷凝，次蒸汽进行冷凝，并将其中 并将其中 的不凝性气体分离的不凝性气体分离，以减轻，以减轻 真空系统的容积负荷，同时 真空系统的容积负荷，同时 保证达到所需真空度 保证达到所需真空度

30、 大气式冷凝器大气式冷凝器(干式逆流 干式逆流 高位冷凝器高位冷凝器)表面式冷凝器 表面式冷凝器 低水位冷凝器低水位冷凝器?水力喷射器 水力喷射器?结构 结构?作用:作用:冷凝和抽真空 冷凝和抽真空 喷嘴喷嘴：关键部件，关键部件，大小与冷凝能 大小与冷凝能 力和冷水水质有关，力和冷水水质有关，出口 出口 直径为直径为1620mm,水质较 水质较 好好，冷凝能力较小时冷凝能力较小时，取 取 小值小值，反之取大值 反之取大值 排列对抽气效果有很大关 排列对抽气效果有很大关 系系，一般以一定角度倾斜 一般以一定角度倾斜 并按同心圆排列，并按同心圆排列，13圈 圈 吸气室吸气室：安装有流体导向板，安装

31、有流体导向板，作用 作用 是防止高速水流的冲击是防止高速水流的冲击，使水流缓冲和分配均匀 使水流缓冲和分配均匀 喉管喉管：大小与真空度有关，大小与真空度有关，截面积 截面积 与喷嘴出口总面积之比为 与喷嘴出口总面积之比为 34，长度与喷射安装高度 长度与喷射安装高度 有关有关水 水 力 力 喷 喷 射 射 器 器?工作原理 工作原理?特点特点：?适用于抽吸腐蚀性气体 适用于抽吸腐蚀性气体?兼有冷凝器及抽真空作用兼有冷凝器及抽真空作用，故，故 不必再配真空装置 不必再配真空装置?结构简单，结构简单，造价低廉造价低廉，没有机 没有机 械运转部分不需经常检修 械运转部分不需经常检修?整个装置的功率消

32、耗较小 整个装置的功率消耗较小?不能获得较高的真空度不能获得较高的真空度，并随 并随 水温而变 水温而变 冷却水由泵压入喷射器的喷嘴，由于 冷却水由泵压入喷射器的喷嘴，由于 喷嘴的截面积很小，因此冷却水以 喷嘴的截面积很小，因此冷却水以 151530米秒的高速度射入混合室和 30米秒的高速度射入混合室和 扩散室，喷嘴在排出冷却水的同时，扩散室，喷嘴在排出冷却水的同时，其周围形成了低压区域，这样二次蒸 其周围形成了低压区域，这样二次蒸 汽就会被不断地吸入。由于冷却水与 汽就会被不断地吸入。由于冷却水与 二次蒸汽之间存在着温度差，因此两 二次蒸汽之间存在着温度差，因此两 者不断进行热交换，使二次蒸

33、汽凝结 者不断进行热交换，使二次蒸汽凝结 成水滴时夹带着不凝结气体一起随冷 成水滴时夹带着不凝结气体一起随冷 却水排出。这样既达到冷凝，又起到 却水排出。这样既达到冷凝，又起到 了抽真空的作用。了抽真空的作用。第五节 第五节 真空浓缩装置的辅助设备 真空浓缩装置的辅助设备?真空装置 真空装置 不凝性气体来源 不凝性气体来源?作用:作用:保证系统的真空度保证系统的真空度，降低浓缩锅内压力降低浓缩锅内压力，使 使 料液在低温下沸腾，料液在低温下沸腾，主要抽取不凝性气体 主要抽取不凝性气体?料液中夹带或溶解的空气 料液中夹带或溶解的空气?料液受热分解后产生的气体 料液受热分解后产生的气体?设备密封不

34、严而泄漏的空气 设备密封不严而泄漏的空气?溶解在冷却水中的空气溶解在冷却水中的空气?蒸 汽 喷 射 泵 蒸 汽 喷 射 泵?结构 结构 喷嘴喷嘴：材料性能要求比水力喷射器高材料性能要求比水力喷射器高，一般为 一般为 不锈钢 不锈钢 结构和原理与水力喷射器相似结构和原理与水力喷射器相似，采用高压，采用高压 的水蒸汽作为动力源的水蒸汽作为动力源蒸 蒸 汽 汽 喷 喷 射 射 泵 泵?工作原理 工作原理 高压水蒸汽通过喷嘴后，以高速进入混合室。由于混 高压水蒸汽通过喷嘴后，以高速进入混合室。由于混 合室内的喷嘴出口处压强较低，因此二次蒸汽中的不凝结 合室内的喷嘴出口处压强较低，因此二次蒸汽中的不凝结

35、 气体被吸入混合室，并在此与高速水蒸气混合。混合后的 气体被吸入混合室，并在此与高速水蒸气混合。混合后的 气流进入扩散室，由于空间增大，流动速度逐渐下降，而 气流进入扩散室，由于空间增大，流动速度逐渐下降，而 温度和压强逐渐升高，直至 温度和压强逐渐升高，直至 升高到排入大气或升高到排 升高到排入大气或升高到排 至下一级泵所需要的压强所 至下一级泵所需要的压强所 对应的尺寸。被抽真空室内 对应的尺寸。被抽真空室内 的压强比混合室的压强要高，的压强比混合室的压强要高，这样才能保证真空室内的被 这样才能保证真空室内的被 抽气体源源不断地抽出 抽气体源源不断地抽出?特点 特点 优点优点：抽气量大，真

36、空度 抽气量大，真空度 高高，安装运行和维修简便安装运行和维修简便，价廉价廉，占地面积小 占地面积小 缺点缺点：要求蒸汽压力较高要求蒸汽压力较高，蒸汽量稳定蒸汽量稳定，需要较长时间 需要较长时间 运转运转，才能达所需真空度才能达所需真空度。排出的气体还有微小压强排出的气体还有微小压强?往复式真空泵 往复式真空泵 干式真空泵 干式真空泵 与干式逆流冷凝器 与干式逆流冷凝器 配套使用，配套使用，只抽取 只抽取 冷凝器中的不凝性 冷凝器中的不凝性 气体气体，抽空效果较 抽空效果较 好好，使用广泛使用广泛，但，但 占地面积大占地面积大。维护 维护 费用高费用高?水环式真空泵 水环式真空泵 结构 结构?

37、前盖的后部里侧有一月牙 前盖的后部里侧有一月牙 形孔将工作室与吸气孔连 形孔将工作室与吸气孔连 通，后盖的前部里侧也有一 通，后盖的前部里侧也有一 月牙形孔将排气口与工作室 月牙形孔将排气口与工作室 连通 连通?叶轮：轮叶轮：轮榖榖上放射状均匀 上放射状均匀 分布着12个叶片；靠键与轴 分布着12个叶片；靠键与轴 连接构成转子，转子偏心地 连接构成转子，转子偏心地 装在泵壳5的圆形工作室内装在泵壳5的圆形工作室内?启动前工作室内灌半满水，叶轮 启动前工作室内灌半满水，叶轮 转动时，水受离心力作用在泵壳内 转动时，水受离心力作用在泵壳内 壁上形成旋转水环，水环与叶片间 壁上形成旋转水环，水环与叶

38、片间 形成密封空间。顺时针旋转的叶轮 形成密封空间。顺时针旋转的叶轮 在右半转中，叶片之间的容积逐渐 在右半转中，叶片之间的容积逐渐 扩大，将被抽容器内的空气经吸气 扩大，将被抽容器内的空气经吸气 口由前盖月牙形孔吸入其内。在左 口由前盖月牙形孔吸入其内。在左 半转中，叶片间的容积逐渐减小，半转中，叶片间的容积逐渐减小，已吸入的空气被压缩并经后盖月牙 已吸入的空气被压缩并经后盖月牙 形孔从排气孔排出。形孔从排气孔排出。工作原理 工作原理 特点 特点?结构简单、紧凑，操作可靠，内 结构简单、紧凑，操作可靠，内 部不需润滑，排气量较均匀，用来 部不需润滑，排气量较均匀，用来 抽吸空气和其他无腐蚀性

39、、不溶于 抽吸空气和其他无腐蚀性、不溶于 水的气体。但高速旋转的叶片及密 水的气体。但高速旋转的叶片及密 封填料磨损严重时会使真空度下 封填料磨损严重时会使真空度下 降，故需经常检查或更换。轴承需 降，故需经常检查或更换。轴承需 定期加足润滑脂，以延长使用寿 定期加足润滑脂，以延长使用寿 命。命。1.浓缩过程的必要条件有哪些?1.浓缩过程的必要条件有哪些?2.真空浓缩设备选型的依据都有哪几项?2.真空浓缩设备选型的依据都有哪几项?3.在左图空格处标注上适当名称，画出原料液在容器内的 3.在左图空格处标注上适当名称，画出原料液在容器内的 流动状况并说明其该设备的工作过程。流动状况并说明其该设备的工作过程。4写出右图上标注数字或字母序号代表物的名称，说明 4写出右图上标注数字或字母序号代表物的名称，说明 各部件的作用并简述设备的工作过程。各部件的作用并简述设备的工作过程。5膜式蒸发器有哪几种类型?各有何特点5膜式蒸发器有哪几种类型?各有何特点