农副产品加工机械第八章.ppt
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1、第八章第八章 真空浓缩设备真空浓缩设备n浓缩:除去乳汁浓缩:除去乳汁、果蔬汁等液料中部分水分的单元果蔬汁等液料中部分水分的单元 操作。操作。n目的目的:(:(1)作为干燥的预处理,以降低产品的加工热耗;)作为干燥的预处理,以降低产品的加工热耗;(2)提高产品质量;()提高产品质量;(3)提高产品的保藏性;()提高产品的保藏性;(4)减少产品的体积和重量;(减少产品的体积和重量;(5)浓缩用作某些结晶操作的)浓缩用作某些结晶操作的预处理;(预处理;(6)提取果汁中的芳香物质。)提取果汁中的芳香物质。n真空浓缩:在真空浓缩:在188kpa低压状态下,以蒸汽间接加热方式,低压状态下,以蒸汽间接加热方
2、式,对料液加热,使其在低温下沸腾蒸发。对料液加热,使其在低温下沸腾蒸发。第一页,编辑于星期六:十七点 四分。1第一节第一节 蒸发器的分类蒸发器的分类、结构和特点结构和特点n蒸发器是浓缩设备的工作部件,加热室蒸发器是浓缩设备的工作部件,加热室+分离室分离室n加热室:蒸汽通过换热器加热被浓缩的料液加热室:蒸汽通过换热器加热被浓缩的料液n分离室:将二次蒸汽(料液中生成的蒸汽)中所夹带的液沫分分离室:将二次蒸汽(料液中生成的蒸汽)中所夹带的液沫分离出去。离出去。n蒸发器类型:夹套式蒸发器类型:夹套式、盘管式盘管式、标准式标准式、强制循环式强制循环式、升升膜式膜式、降膜式降膜式、片式和离心式。片式和离心
3、式。第二页,编辑于星期六:十七点 四分。2一一、夹套式蒸发器夹套式蒸发器n又称为搅拌式真空浓缩锅又称为搅拌式真空浓缩锅n由圆筒形夹套由圆筒形夹套、壳体壳体、搅拌器搅拌器、除除沫器组成。沫器组成。n被浓缩的料液放入锅内被浓缩的料液放入锅内n蒸汽进入夹层进行加热蒸汽进入夹层进行加热n蒸发量:蒸发量:300L/h,工作压力,工作压力196 kPa,真空度为,真空度为82.9 88.0 kPa。n适于果酱适于果酱、蜜饯蜜饯、糖浆糖浆、乳品乳品、食食用胶等高粘度料液的浓缩。用胶等高粘度料液的浓缩。第三页,编辑于星期六:十七点 四分。3二二、盘管式蒸发器盘管式蒸发器n又称为盘管式浓缩锅又称为盘管式浓缩锅n
4、上锅体:蒸发室(空心圆筒上锅体:蒸发室(空心圆筒体)体)n下锅体:内部装有四个加热盘下锅体:内部装有四个加热盘管,管,管内通蒸汽管内通蒸汽,对,对管间料液管间料液进行加热进行加热。n气液分离室:分离液滴与不凝气液分离室:分离液滴与不凝结气体,结气体,气体排出,液滴经回气体排出,液滴经回流管再次进入蒸发锅流管再次进入蒸发锅。加热盘管加热盘管气液气液分离器分离器上锅体上锅体下锅体下锅体第四页,编辑于星期六:十七点 四分。4三三、标准式蒸发器标准式蒸发器n又称中央循环管式浓缩锅又称中央循环管式浓缩锅n下部为加热室,上部为分离室下部为加热室,上部为分离室n加热室内装有加热管束和中央循加热室内装有加热管
5、束和中央循环管。环管。n工作时,工作时,料液在管内流动,加热料液在管内流动,加热蒸汽在管束间流动蒸汽在管束间流动。中央循环。中央循环管与加热管料液受热程度不同,管与加热管料液受热程度不同,产生重度差产生重度差,使料液经加热管而,使料液经加热管而沸腾上升,然后再分离室内进沸腾上升,然后再分离室内进行气液分离。行气液分离。二次蒸汽由顶部排二次蒸汽由顶部排出,料液经中央循环管再进入加出,料液经中央循环管再进入加热管束热管束。中央循环管中央循环管第五页,编辑于星期六:十七点 四分。5四四、强制循环式蒸发器强制循环式蒸发器n由列管式加热器由列管式加热器、分离室分离室、料料液循环泵组成。液循环泵组成。n料
6、液经循环泵进入加热器的列料液经循环泵进入加热器的列管内,被管间的蒸汽加热。管内,被管间的蒸汽加热。n分离室内进行气液分离,二次蒸分离室内进行气液分离,二次蒸汽自室顶排出,被浓缩的溶液由汽自室顶排出,被浓缩的溶液由室底部再次进入循环泵进口。室底部再次进入循环泵进口。n溶液达到要求浓度后,由分离溶液达到要求浓度后,由分离室卸出。室卸出。第六页,编辑于星期六:十七点 四分。6五五、升膜式蒸发器升膜式蒸发器n由加热室由加热室、分离室和循环管分离室和循环管组成。组成。n料液自加热室底部进入加热料液自加热室底部进入加热管内,加热蒸汽在管束间流管内,加热蒸汽在管束间流过。过。n料液被二次蒸汽带动,沿管料液被
7、二次蒸汽带动,沿管内壁成膜状上升,并不断被内壁成膜状上升,并不断被加热蒸发。加热蒸发。n气液分离,二次蒸汽排出,气液分离,二次蒸汽排出,浓缩液沿循环管下降,回浓缩液沿循环管下降,回加热管底部。加热管底部。加热管加热管分离室分离室第七页,编辑于星期六:十七点 四分。7六、降膜式蒸发器六、降膜式蒸发器n料液由加热管束顶部通过均料液由加热管束顶部通过均分器,在重力作用下沿加热分器,在重力作用下沿加热管内壁成膜状下降,蒸汽从管内壁成膜状下降,蒸汽从管外通过。管外通过。n分离室,二次蒸汽由顶部排分离室,二次蒸汽由顶部排出,浓缩液由底部卸出。出,浓缩液由底部卸出。n特点:(特点:(1)能蒸发粘度较大)能蒸
8、发粘度较大的料液;(的料液;(2)传热效果好;)传热效果好;(3)适于蒸发易生泡沫的物)适于蒸发易生泡沫的物料。料。n在乳品在乳品、果汁等食品工业应用果汁等食品工业应用最广。最广。均分器均分器加热管束加热管束分离室分离室蒸汽进口蒸汽进口料液料液进口进口第八页,编辑于星期六:十七点 四分。8七、刮板式蒸发器七、刮板式蒸发器n由加热圆筒由加热圆筒、旋转刮板器旋转刮板器、料液料液分配盘与驱动装置。分配盘与驱动装置。n料液经分配盘,在离心力作用下,料液经分配盘,在离心力作用下,被抛向圆筒内壁,料液受重力下被抛向圆筒内壁,料液受重力下流,被刮板刮成薄膜,受热蒸发。流,被刮板刮成薄膜,受热蒸发。n二次蒸汽
9、从上部排出,浓缩物二次蒸汽从上部排出,浓缩物从底部排出。从底部排出。n影响因素:停留时间影响因素:停留时间、加热筒加热筒高度高度、刮板的导向角及转速。刮板的导向角及转速。n特点:蒸发时呈薄膜状态,适特点:蒸发时呈薄膜状态,适于浓缩高粘度的乳汁于浓缩高粘度的乳汁、果汁果汁、蜂蜜。蜂蜜。蒸汽蒸汽进口进口料液料液进口进口旋转刮板旋转刮板浓缩液出口浓缩液出口第九页,编辑于星期六:十七点 四分。9八、板式蒸发器八、板式蒸发器n板式蒸发器结构域板式换热器类似。板式蒸发器结构域板式换热器类似。n四块动板片构成一个片组。四块动板片构成一个片组。nA及及C为蒸汽板,蒸汽通至此板。为蒸汽板,蒸汽通至此板。nB为液
10、流板,从下至为液流板,从下至 上流动,呈升膜蒸发上流动,呈升膜蒸发nD板亦为液流板,从板亦为液流板,从 上至下流动,呈降膜上至下流动,呈降膜 蒸发。蒸发。n适于牛奶果汁糖汁等适于牛奶果汁糖汁等 浓缩,是较为先进的浓缩,是较为先进的 浓缩设备。浓缩设备。第十页,编辑于星期六:十七点 四分。10九、离心式蒸发器九、离心式蒸发器n由锥形盘由锥形盘、蒸发室蒸发室、转鼓和转鼓和电机组成。电机组成。n锥形盘:上下两个锥体组成。锥形盘:上下两个锥体组成。n锥形盘内通料液锥形盘内通料液,两锥形盘形,两锥形盘形成的成的夹层通蒸汽。夹层通蒸汽。n特点:结构紧凑,传热效率特点:结构紧凑,传热效率高,蒸发强度高于其他
11、常用高,蒸发强度高于其他常用的蒸发器。的蒸发器。料液进口料液进口浓缩液出口浓缩液出口加热蒸汽进口加热蒸汽进口第十一页,编辑于星期六:十七点 四分。11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n捕集器捕集器:防止蒸发过程形成的:防止蒸发过程形成的细微液滴被二次蒸汽带出细微液滴被二次蒸汽带出,对气液进行分离。对气液进行分离。n冷凝器冷凝器:对二次蒸汽进行冷凝,将其中:对二次蒸汽进行冷凝,将其中不凝结气体(如空气)不凝结气体(如空气)分离分离。n蒸汽喷射器蒸汽喷射器:用于:用于抽真空抽真空,并将蒸发产生的,并将蒸发产生的二次蒸汽二次蒸汽压缩,压缩,使之升温升压,再作为使之升温升压,
12、再作为加热热源加热热源。n真空装置真空装置:使浓缩设备获得真空。:使浓缩设备获得真空。第十二页,编辑于星期六:十七点 四分。12一一、捕集器捕集器n安装在分离室的顶部或侧面。安装在分离室的顶部或侧面。n作用:防止蒸发过程形成的作用:防止蒸发过程形成的细微液滴被二次蒸汽带出细微液滴被二次蒸汽带出,对,对气液进行分离,以气液进行分离,以减少料液的损失减少料液的损失,同时,同时避免污染管道避免污染管道及其他蒸发器的加热面及其他蒸发器的加热面。n惯性式惯性式和和离心式离心式惯性捕集器惯性捕集器(一)惯性捕集器(一)惯性捕集器n原理:在二次蒸汽通道上设原理:在二次蒸汽通道上设置置若干挡板若干挡板,当蒸汽
13、与液流通,当蒸汽与液流通过时,使其过时,使其多次改变方向多次改变方向,同,同时与时与挡板碰撞挡板碰撞。液体由于。液体由于惯惯性力大性力大,从,从气流中甩出气流中甩出,实,实现气液分离现气液分离第十三页,编辑于星期六:十七点 四分。13(二)离心型捕集器(二)离心型捕集器n二次蒸汽沿分离器的壳二次蒸汽沿分离器的壳壁成切线方向导入,壁成切线方向导入,气气流产生回转运动流产生回转运动,液滴在,液滴在离心力作用离心力作用下被甩到分离下被甩到分离器的内壁,并沿壁流下回器的内壁,并沿壁流下回到蒸发室内,二次蒸汽由到蒸发室内,二次蒸汽由顶部出口管排除。阻力损顶部出口管排除。阻力损失大。失大。第十四页,编辑于
14、星期六:十七点 四分。14二二、冷凝器冷凝器n作用:对二次蒸汽进行冷凝,将其中作用:对二次蒸汽进行冷凝,将其中不凝结气体(如空气)不凝结气体(如空气)分离分离,以减轻真空系统的容积负荷。,以减轻真空系统的容积负荷。n种类种类:间接式:间接式、直接式直接式(一)间接式冷凝器(一)间接式冷凝器n亦称为表面式冷凝器亦称为表面式冷凝器n特点:二次蒸汽与冷却水特点:二次蒸汽与冷却水不直接接触不直接接触,而是利用金属管壁,而是利用金属管壁隔开隔开间接传热间接传热。n结构:列管式结构:列管式、板式板式、螺旋管式螺旋管式、淋水管式淋水管式第十五页,编辑于星期六:十七点 四分。15(二)直接式冷凝器(二)直接式
15、冷凝器n亦称混合式冷凝器亦称混合式冷凝器n特点:二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。特点:二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。n种类:逆流式种类:逆流式、喷射式喷射式1.逆流式冷凝器逆流式冷凝器n容器内部有容器内部有49层多孔淋水板层多孔淋水板n冷却水从冷却水从上部上部喷嘴喷出,气流喷嘴喷出,气流 向上向上与冷却水与冷却水逆向接触逆向接触。n真空泵真空泵将不凝结气体排入大气将不凝结气体排入大气n冷凝器下部连接冷凝器下部连接排水泵排水泵,将冷,将冷 凝水排出。凝水排出。逆流多层多孔板冷凝器逆流多层多孔板冷凝器二次蒸汽入二次蒸汽入口口冷水进口冷水进口不凝结不凝结气体出口气体出口冷凝水冷凝水出口出口第十六页
16、,编辑于星期六:十七点 四分。162.喷射式冷凝器喷射式冷凝器n由喷射器和离心水泵组成,由喷射器和离心水泵组成,又称水力喷射器。又称水力喷射器。n作用:冷凝与抽真空作用:冷凝与抽真空n工作原理:高压水流工作原理:高压水流 通过通过喷嘴喷出喷嘴喷出 聚合在一个焦点聚合在一个焦点上上 在周围形成负压区在周围形成负压区 不断地吸入二次蒸汽,经导不断地吸入二次蒸汽,经导向盘与冷却水接触向盘与冷却水接触 冷凝后冷凝后一起排出。一起排出。n应用:乳汁浓缩及麦乳精应用:乳汁浓缩及麦乳精、固体饮料的真空干燥。固体饮料的真空干燥。高压水流高压水流排水口排水口二次蒸汽二次蒸汽喷嘴喷嘴导向盘导向盘第十七页,编辑于星
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- 农副产品 加工 机械 第八
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