浓缩设备课件

1、浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 引言 浓缩的概念：是从溶液中除去部分溶剂的操作过程。 浓缩目的:提高产品浓度,降低后续脱水操作的负荷与成本;直接获得需要浓度的产品。 浓缩的方法:蒸发浓缩, 冷冻浓缩、膜浓缩等。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 第八章 浓缩设备第一节 真空蒸发浓缩设备第二节 冷冻浓缩设备浓缩设备课件第一节 蒸发浓缩设备 一、真空浓缩的原理与特点 二、真空浓缩设备的分类与基本结构 三、蒸发器的结构与操作 四、蒸发浓缩设备的附属装置 五、多效蒸发设备食品工厂机械与设备第八

2、章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 一、真空浓缩的原理与特点原理：溶剂分子获得动能溶液受热克服分子间的吸引力逸出液面蒸汽分子蒸汽被不断地排除热能不断地供给工程上为了提高这种气化速度，大多采用在沸腾状态下的气化过程。浓缩设备课件特 点 1）食品原料大多具有热敏性，以及质量上对产品色、香、味的要求，使得食品的浓缩力求“低温短时”，由于料液的沸点与外压有关，低压相对应于低温，真空浓缩对产品的质量有保障。 2）真空浓缩排除了溶解在料液的空气、氧气，由于蒸发空间无氧，对易氧化物料的加工品质有利。 4）蒸发速度快，比常压浓缩省时。 5）起到预杀菌或部分杀菌的作用. 6）操作空间密

3、闭，有助于减少微生物对物料的污染。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件二、真空浓缩设备的分类与基本结构二、真空浓缩设备的分类与基本结构（一）真空浓缩设备的分类1.按加热蒸汽被利用的次数分（1）单效浓缩设备；（2）多效浓缩设备；（3）带有热泵的浓缩设备2.按料液的流程分（1）循环式：有自然循环与强制循环之分；（2）单程式:一次加热浓缩到规定浓度要求。3.按料液蒸发时的分布状态分（1）非膜式：（2）薄膜式：食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（二）真空浓缩设备的基本结构 加热室、蒸发室所组成的蒸发器、分离室（除沫器）、冷凝器以及真空装置等。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八

4、章 浓缩设备 三 蒸发器的结构与操作（一）、夹套式蒸发器（二）、中央循环管式蒸发器 （三）、外加热式蒸发器（四）、长管式蒸发器（五）、刮板式蒸发器（六）、板式蒸发器 （七）、离心式薄膜蒸发器 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 （一）、夹套式蒸发器l 又称为搅拌式真空浓缩锅，属于间歇式中小型食品浓缩设备。l 主要由圆筒形夹套壳体、犁刀式搅拌器、汽液分离器等组成。l 被浓缩的料液投入锅内，通过供入夹套内的蒸汽进行加热，在搅拌器的强制性翻动下，料液形成对流而受到较为均匀的加热，并释放出二次蒸汽。二次蒸汽从上部抽出。浓缩设备课件夹套式蒸发器的特点 这种蒸发器的加热面积小，料液温度不均衡，

5、加热时间长，料液通道宽，通过强制搅拌加强了加热器表面料液的流动，减少了加热死角，适宜于果酱、炼乳等高黏度料液的浓缩。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件4二次蒸汽液体的循环加热蒸汽2完成液3冷凝水2料液1图11-2 中央循环管式蒸发器1-外壳 2-加热室 3-中央循环管 4-蒸发室由于中央循环管单位由于中央循环管单位体积溶液占有的传热面比其他加热管体积溶液占有的传热面比其他加热管内单位溶液占有的要小，溶液汽化较内单位溶液占有的要小，溶液汽化较少，因而加热管内形成的汽液混合物少，因而加热管内形成的汽液混合物的密度就比中央循环管中溶液的密度的密度就比中央循环管中溶液的密度小，从而使蒸发

6、器中的溶液形成中央小，从而使蒸发器中的溶液形成中央循环管下降、而由其他加热管上升的循环管下降、而由其他加热管上升的循环流动。循环流动。（见演示见演示） 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（三）、外加热式蒸发器 外加热式蒸发器的特征是加热室和分离室分开。 根据物料在加热室与分离室间循环的方式，可分为： 强制循环型 自然循环型食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件主要由列管式加热器、分离室和循环泵等构成。需要指出的是，这种蒸发器的加热器，除了如图中所示可水平安装以外，还可以垂直安装或倾斜安装。强制循环型离心泵抽吸出料自动抽吸进料生蒸汽冷凝水二次蒸汽食品工厂机械与设备第八章

7、浓缩设备 浓缩设备课件除无循环泵以外，基本构成与强制循环式相同。但加热室只能垂直安装。 自然循环型（见演示）食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（四）、长管式蒸发器（单程型）对热敏性成分保留有较严要求的产品，应对热敏性成分保留有较严要求的产品，应当采用单程式蒸发器，料液只通过其加热当采用单程式蒸发器，料液只通过其加热室一次即达到需要的浓度。室一次即达到需要的浓度。升膜式蒸发器升膜式蒸发器降膜式蒸发器降膜式蒸发器升降膜式升降膜式食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件升膜式蒸发器一般加热管直径为3050mm；其长径比为100300。进汽冷凝水进料浓缩液浓缩液二次蒸汽食品工厂机

8、械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件升膜式蒸发器的蒸发原理升膜式蒸发器正常操作的升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。上形成连续不断的液膜。物料从加热器下部的进料物料从加热器下部的进料管进入，在加热管内被加管进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓缩液热蒸发拉成液膜，浓缩液在二次蒸汽带动下一起上在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进分离器筒体的切线方向进入汽液分离器，浓缩液从入汽液分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。汽进入冷凝器。食品工厂机械与设备第八章 浓

9、缩设备 浓缩设备课件形成爬膜的必要条件 要有足够的传热温差和传热强度，使蒸发的二次蒸汽量和蒸汽要有足够的传热温差和传热强度，使蒸发的二次蒸汽量和蒸汽速度达到足以带动溶液成膜上升的程度。速度达到足以带动溶液成膜上升的程度。 但是，如传热温差过大或蒸发强度过高，传热表面产生蒸汽量但是，如传热温差过大或蒸发强度过高，传热表面产生蒸汽量大于蒸汽离开加热面的量，则蒸汽就会在加热表面积聚形成大大于蒸汽离开加热面的量，则蒸汽就会在加热表面积聚形成大气泡，甚至覆盖加热面，使液体不能浸润管壁，这时传热系数气泡，甚至覆盖加热面，使液体不能浸润管壁，这时传热系数迅速下降，同时形成迅速下降，同时形成“干壁干壁”现象，

10、导致蒸发器非正常运行。现象，导致蒸发器非正常运行。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 特点 1 蒸发时间短，适用于热敏性料液； 2 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； 3 静压效应引起沸点升高，故最好控制接近沸点进料； 4 一般组成双效或多效流程使用； 5 不适用于高粘度的料液； 6 加热蒸汽与料液呈逆流。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 降膜式蒸发器 结构结构 和升膜式蒸发器的区别在于，料液和升膜式蒸发器的区别在于，料液是从蒸发器的顶部加入，在重力作是从蒸发器的顶部加入，在重力作用下沿管壁成膜状下降，并在

11、此过用下沿管壁成膜状下降，并在此过程中不断被蒸发而蒸浓，在其底部程中不断被蒸发而蒸浓，在其底部得到完成液。为了使液体在进入加得到完成液。为了使液体在进入加热管后能有效地成膜，每根管的顶热管后能有效地成膜，每根管的顶部装有液体分布器。部装有液体分布器。 （见演示见演示）浓缩设备课件降膜式蒸发原理 料液由顶部加入，通过液料分配器均匀地分配到每料液由顶部加入，通过液料分配器均匀地分配到每根加热管中被加热蒸发，因重力的影响增加了蒸汽根加热管中被加热蒸发，因重力的影响增加了蒸汽的抽拉作用和液膜的流动速度，所以在同样条件下的抽拉作用和液膜的流动速度，所以在同样条件下降膜蒸发器的液膜比升膜要薄，传热系数也较

12、大。降膜蒸发器的液膜比升膜要薄，传热系数也较大。同时，由于液流加速方向与重力方向一致，没有加同时，由于液流加速方向与重力方向一致，没有加速压头所引起的沸点升高。液体的下降是靠本身的速压头所引起的沸点升高。液体的下降是靠本身的重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降的速重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降的速度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以较小，对度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以较小，对黏度较高的液体也较易成膜状流动。黏度较高的液体也较易成膜状流动。 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件降膜蒸发器的液体分布器齿形溢流器导流棒 螺纹导流管螺纹导流管料液进入加热列管时要均匀分

13、配，使每根管子的内壁都能被料液进入加热列管时要均匀分配，使每根管子的内壁都能被液体所润湿，否则容易发生干壁现象而严重影响蒸发效果，液体所润湿，否则容易发生干壁现象而严重影响蒸发效果，甚至使产品质量降低，阻塞加热管。因此降膜蒸发器加热列甚至使产品质量降低，阻塞加热管。因此降膜蒸发器加热列管的上部都要设置料液分配装置。（管的上部都要设置料液分配装置。（见演示见演示） 浓缩设备课件升降膜式蒸发器结构结构: :相当于双管程换热相当于双管程换热器。器。在加热蒸发器同时装设升在加热蒸发器同时装设升膜管和降膜管。料液先进膜管和降膜管。料液先进行升膜加热蒸发，进入蒸行升膜加热蒸发，进入蒸发器管板上，浓缩到一定

14、发器管板上，浓缩到一定浓度后，再进行降膜蒸发，浓度后，再进行降膜蒸发，从加热蒸发器底部进入汽从加热蒸发器底部进入汽液分离室。液分离室。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件升降膜蒸发器具有如下的特点:（1）符合物料的要求，初进入蒸发器，物料浓度较低，物料蒸发内阻较小，蒸发速度较快，容易达到升膜的要求。物料经初步浓缩，浓度较大，但溶液在降膜式蒸发中受重力作用还能沿管壁均匀分布形成膜状流动。（2）经升膜蒸发后的汽液混合物，进入降膜蒸发，有利于降膜的液体均匀分布，同时也加速物料的湍流和搅动，以进一步提高降膜蒸发的传热系数。(3）用升膜来控制降膜的进料分配，有利于操作控制。(4）将两个浓缩过

15、程串联，可以提高产品的浓缩比，减低设备高度。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 （五） 刮板薄膜式蒸发器 刮板式真空蒸发器是通过旋转的刮刮板式真空蒸发器是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。蒸发器板使液料形成液膜的蒸发设备。蒸发器的结构的结构: : 转动轴、物料分配盘、刮板、转动轴、物料分配盘、刮板、轴承、轴封、蒸发室的夹套加热室等部轴承、轴封、蒸发室的夹套加热室等部分构成。分构成。 液料从进料管以稳定的流量进入随液料从进料管以稳定的流量进入随轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下，轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重

16、力作用通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同时受重力作用下流，瞬间另一块刮板同时受重力作用下流，瞬间另一块刮板将浓缩液料翻动下推，并更新薄膜，这将浓缩液料翻动下推，并更新薄膜，这样物料不断形成新液膜蒸发浓缩。样物料不断形成新液膜蒸发浓缩。（见演示）浓缩设备课件特点 优点：处理黏度高达50100Pas的黏性料液时仍能保持较高的传热速率。故特别适用于浓缩糖含量高、蛋白含量高的物料，如鸡蛋、蜂蜜和麦芽汁等料液。 缺点：设备加工精度要求高，生产能力小。因而一般用于后

17、道浓缩。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（六）板式蒸发器板式蒸发器由板式换热器、汽液分离器、真空系统等组成。l降膜式板式蒸发器 l升膜式板式蒸发器特点食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件结构 主要由板式加热器与分离室组合而成。 加热器的总体结构与组合方式与本书第七章介绍的板式换热器的类似，但一般直接利用蒸汽或二次蒸汽进行加热。 根据料液与蒸汽在加热板上的流动方向，板式蒸发器的加热板有升膜式、降膜式两种结构。出于加热蒸汽分布和产品分布均匀要求，它们的换热板结构与普通板式热交换器的换热板在供产品进出和加热介质进出的开孔大小、数量、形状、位置不同。食品工厂机械与设备第八章

18、 浓缩设备 浓缩设备课件降膜式板式蒸发器 料液流道两侧为加热蒸汽室，从加热板上方进入，蒸汽流向与产品流向相同。 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。料液从加热器左上侧进入后分两路均匀地分布在各加热片上。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件降膜式板式蒸发器示意 Flows in Plate 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件升膜式板式蒸发器 结构与降膜式的类似，只是所用的加热板全为升膜式，并且稀料液与加热蒸汽的走向为逆流，情形与长管升膜式蒸发器的类似。 浓缩液二次蒸汽混合物通过上方的通道从加热

19、器出来，进入分离器后两者分离。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 二效式升膜型板式蒸发器示意 Flows in plate 浓缩设备课件特点传热系数高；物料停留时间短（数秒），适用于热敏性物料；体积小，加热面积可随意调整，易清洗；因一次通过的浓缩比不高，因此常常构成二效或三效式蒸发系统；密封垫圈易老化而泄漏，使用压力有限。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（七）离心薄膜蒸发器l离心薄膜蒸发器是一种利用锥形蒸发面高速旋转时产生的离心力使料液成膜状流动的高效蒸发设备。l结构l工作过程l流程l特点食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设

20、备课件结构结构 真空壳体内设置高速旋转转鼓，转鼓由锥形空心碟片叠装而成。碟片间保持有一定加热蒸发空间，空心夹层内通加热蒸汽，外圆径向开有与外界连接的通孔，供加热蒸汽进入和冷凝水离开。碟片的下外表面为工作面，故整机具有较大的工作面，外圈开有环形凹槽和轴向通孔，定向叠装后形成浓缩液环形聚集区和连续的轴向通道。转鼓上部为浓缩液聚集槽，插有浓缩液引出管。 浓缩设备课件工作过程料液经真空壳体上的分配管穿过叠锥转鼓的中心部，注入旋转圆锥的下面。注入后很快展成厚0.1mm的液膜，在1s左右的时间内沿加热面流过。因液膜很薄，水分很快汽化。二次蒸汽通过叠锥中央逸出到机壳内，然后排出。浓缩液则聚集于圆锥外缘内侧的

21、一组圆环内，经竖向孔道引至叠锥上方的排料室，最后由固定于机壳上的排料管排出。蒸汽从下部进入，经空心轴至叠锥外缘的汽室，然后流经圆环上的小孔进入锥形元件之间的空间，蒸汽在圆锥表面冷凝，且一旦形成水滴，立即被离心力甩向外锥体排出，故不存在冷凝液膜，减小了传热热阻。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 空心轴空心轴浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 离心薄膜蒸发器流程浓缩设备课件特点 结构紧凑、传热效率高、蒸发面积大、料液受热时问很短、具有很强的蒸发能力，特别适合果汁和其它热敏性液体食品的浓缩。 由于料液呈极薄的膜状流动，流动阻力大，而流动的推动力仅为离心力，故不适用于黏度大、易结晶、易结

22、垢物料的浓缩。 设备结构比较复杂，造价较高，传动系统的密封易泄漏，影响高真空。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 四 蒸发浓缩设备的附属装置汽液分离器 真空系统 蒸汽冷凝器 蒸发加热器 生蒸汽冷凝水二次蒸汽浓缩液原料液浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 （一） 汽液分离器 汽液分离器的作用是分离二次蒸汽夹带的部分目标产物，减少产物损失，同时防止污染污染蒸汽管道。1 碰撞型 2 离心型 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 1. 碰撞型 特点：正常操作时效果较好，但阻力损失较大。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备

23、2. 离心型 特点：在汽速很大（常压 20-30 m/s，真空60-70 m/s）时，操作性能较好，但阻力损失也较大。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 （二） 蒸汽冷凝器 1. 混合式冷凝器2. 表面式冷凝器 3. 水力喷射泵作用：冷凝蒸发过程产生的二次蒸汽，维持加热作用：冷凝蒸发过程产生的二次蒸汽，维持加热蒸发系统的真空度。蒸发系统的真空度。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 1. 混合式冷凝器（直接换热冷凝） 干式真空泵 或 蒸汽喷射泵离心水泵 或 大气脚二次蒸汽和冷却水直接混合，冷凝蒸汽后排出冷凝水。浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 2. 表面式冷

24、凝器（间接换热冷凝器） 主要由一个间壁式的换热器(常见的是列管式). 用冷却水作冷却介质. 这种冷凝器一般在二次蒸汽的冷凝液有回收价值时才使用。并且, 在被冷凝物一侧往往还需要与真空系统相串联,以保证不凝结性气体被及时排走，以保持系统的必要的真空度。 冷却水进冷却水出冷凝液二次蒸汽浓缩设备课件3. 水力喷射泵l 起混合冷凝和抽真空的双重作用 l 特点：简单，本身无运动部件,造价低廉； 能耗低；适于抽腐蚀性气体；不能获得高的真空度(其大小与水温有关)。水箱二二次次蒸蒸汽汽水力喷射泵补充新水补充新水溢流水离心水泵离心水泵浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 （三） 真空泵 有干式和湿式之

25、分。 干式仅把冷凝器中的不凝气体（如罗茨真空泵）抽出,常需要在其前面设一个不凝气体分离器。 湿式真空泵（如水力喷射泵）可以把冷凝器中的冷却水和不凝气体一起抽出,这种形式的真空泵食品业中使用不多。 浓缩设备课件五、 多效蒸发设备 根据料液与蒸汽流动方向分：根据料液与蒸汽流动方向分： 并流法、逆流法、平流法并流法、逆流法、平流法 根据蒸汽利用次数分：根据蒸汽利用次数分： 单效、双效与多效蒸发设备单效、双效与多效蒸发设备食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件效效效加热蒸汽料液二次蒸汽完成液冷凝水冷凝水冷凝水并流（顺流）效蒸发流程图浓缩设备课件效效效加热蒸汽料液二次蒸汽完成液冷凝水冷凝水冷凝

26、水三效逆流蒸发流程图浓缩设备课件效效效加热蒸汽料液二次蒸汽完成液冷凝水冷凝水冷凝水三效平流蒸发流程图完成液完成液浓缩设备课件三、典型真空浓缩系统l单效降膜式真空浓缩系统l顺流式双效真空降膜浓缩设备l混流式三效降膜真空浓缩设备食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件l 单效降膜式真空浓缩系统l系统构成：由降膜式蒸系统构成：由降膜式蒸发器、蒸汽喷射器、料发器、蒸汽喷射器、料液泵、分离器等组成。液泵、分离器等组成。该系统适用于牛乳的浓该系统适用于牛乳的浓缩。它具有能量消耗少、缩。它具有能量消耗少、操作稳定、清洗方便等操作稳定、清洗方便等特点。特点。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备

27、课件单效蒸发流程 加热室通过隔板分成两部分（两组） 原料进入贮料筒9经热冷凝水预热后进入分离器10经里面的二次蒸汽进一步预热（夹套），经料液泵4经过料液分布器进入加热器1的降膜管加热蒸发，汽液经分离器分离后经泵5送入加热器再次加热蒸发，浓缩液经汽液分离器分离后用螺杆泵送出，二次蒸汽一部分用于加热蒸汽，一部分冷凝，冷凝热水用于原料的预热。浓缩设备课件系统特点降膜式蒸发器所有加热管束使用同一加热蒸汽，但管束内部分隔为加热面积大小不同的两部分，同时冷凝器设置于加热器外侧的夹套内，结构紧凑。系统中的热泵用来将部分二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽使用；同时，通过在进料缸内引入冷凝水管道及在分离室内设置夹套预热

28、装置，对原料进行预热，回收了冷凝水和二次蒸汽的残留热量，提高了能量利用效率。 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件l顺流式双效真空降膜浓缩流程 结构组成： 一、二效蒸发器、热泵、杀菌加热器、维持管、蒸汽喷射泵、水力喷射器、预热器、液料泵等构成。浓缩设备课件工作过程工作时，料液由泵从平衡槽抽出，通过由二效蒸发器二次蒸汽加热的预热器，然后依次经二效、一效蒸发器内的盘管进一步预热。预热后的料液在列管式杀菌杀菌（8692），并在保持管内保持24s ；随后相继通过一效蒸发器（加热温度8390，蒸发温度7075）、二效蒸发器（加热温度6874，蒸发温度4852），最后由出料泵抽出。u生蒸汽（生

29、蒸汽（500kPa）经分汽包分别向杀菌器、一效蒸发器和热压泵供汽。一效）经分汽包分别向杀菌器、一效蒸发器和热压泵供汽。一效蒸发器产生的二次蒸汽，一部分通过热压泵作为一效蒸发器的加热蒸汽，其余蒸发器产生的二次蒸汽，一部分通过热压泵作为一效蒸发器的加热蒸汽，其余的被导入二效蒸发器作为加热蒸汽。的被导入二效蒸发器作为加热蒸汽。u二效蒸发器产生的二次蒸汽，二效蒸发器产生的二次蒸汽，先通过预热器，在对料液进行预先通过预热器，在对料液进行预热的同时受到冷凝，余下二次蒸热的同时受到冷凝，余下二次蒸汽与不凝性气体一起由水力喷射汽与不凝性气体一起由水力喷射器冷凝抽出。各处加热蒸汽产生器冷凝抽出。各处加热蒸汽产生

30、的冷凝水由泵抽出。的冷凝水由泵抽出。浓缩设备课件适用性及特点该设备适用于牛乳、果汁等热敏性料液的浓缩，效果好，质量高，蒸汽与冷却水的消耗量较低，并配有就地清洗装置，使用、操作方便。 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件混流式三效降膜真空浓缩设备 结构组成： 包括三个降膜式蒸发器、混合式冷凝器、料液平衡槽、热压泵、液料泵和水环式真空泵等，其中第二效蒸发器为组合蒸发器。三三70574548%12%浓缩设备课件l工作过程平衡槽内（固形物含量12%）的料液由泵抽吸供料，经预热器预热后，先进入第一效蒸发器（蒸发温度70），通过降膜受热蒸发，进入第一效分离器分离出的初步浓缩料液，由循环液料泵送

31、入第三效蒸发器（蒸发温度57）。从第三效分离器出来的浓缩液由循环液料泵送入第二效蒸发器（蒸发温度44），最后由出料泵从第二效分离器将浓缩液（固形物含量48%）抽吸排出，其中不合格产品送回平衡槽。生蒸汽首先被引入第一效蒸发器和与第一效蒸发器连通的预热器；第一效蒸发器产生的二次蒸汽，一部分通过（与生蒸汽混合的）热压泵增压后作为第一效蒸发器和预热器的加热蒸汽使用； 一部分作为二效蒸发器的热源蒸汽；第二效一部分作为二效蒸发器的热源蒸汽；第二效分离器所产生的二次蒸汽，被引入第三效蒸分离器所产生的二次蒸汽，被引入第三效蒸发器作为热源蒸汽；第三效分离器处的二次发器作为热源蒸汽；第三效分离器处的二次蒸汽导入冷

32、凝器，经与冷却水混合冷凝后由蒸汽导入冷凝器，经与冷却水混合冷凝后由冷凝水泵排出。各效产生的不凝气体均进入冷凝水泵排出。各效产生的不凝气体均进入冷凝器，由水环式真空泵抽出。冷凝器，由水环式真空泵抽出。浓缩设备课件l适用性及特点该套设备适用于牛乳等热敏性料液的浓缩，料液受热时间短、蒸发温度低、处理量大，蒸汽消耗量低。例如，处理鲜乳36004000kg/h，每蒸发1kg水仅需0.267kg生蒸汽，比单效蒸发节约生蒸汽76%，比双效蒸发节约46。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件第二节 冷冻浓缩设备冷冻浓缩是通过冷冻使溶液中的一部分水以冰的形式析出，并将其从液相中分离出去，从而使溶液浓缩

33、的方法。一、冷却结晶设备二、冰与浓缩液的分离设备三、冷冻浓缩设备的装置系统食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 基本原理基本原理 水溶液均有如图所示的平衡关系（冻结曲线）。利用冰与水溶液之间的固-液相平衡原理，使低于低共熔点浓度的溶液冷却，其结果表现为溶剂（水）呈晶体（冰晶）析出；将冰晶与母液分离后，即得到增浓的溶液。 溶液 溶质+溶液冰+ 溶液溶液三相平衡曲线F浓缩设备课件食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 冷冻浓缩系统基本装置 123145贮罐(1)中的料液用泵(2)输送到括板式换热器(3)进行冷却,生成微小的冰晶,成为带冰晶的悬浮液,此冰晶液

34、在再结晶罐(4)中,部分冰晶熔化,部分变大,成为冰晶较大的悬浮液, 此悬浮液中的浓缩液通过下部的过滤得到收集成为浓缩产品,而带有料液的冰晶再进入分离器(5)进行分离,料液从下部再循环经(2)进行再冷却结晶,而冰晶熔化成为水排出系统。浓缩设备课件冷冻浓缩的特点 优点： 由于是在低温下对溶液的浓缩，因而，对热敏性物料，尤其是食品物料的浓缩非常有利；冷冻浓缩中溶剂水的排除不是通过加热蒸发，而是依靠从溶液到冰晶的相际传递，因此，可避免低沸点的芳香物质成分因挥发造成的损失。 缺点： 浓缩比较低，物料最终浓度不超过其低共熔浓度；晶液的分离技术要求高，且溶液的黏度越大，分离越困难，冰晶的夹带损失也越大；成品

35、中的微生物活性未能受到抑制，加工后仍需采用加热等后处理或需要冷冻贮藏；生产成本较高。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件一、冷却结晶设备l冷冻浓缩中的冷却结晶设备实现两个功能：溶剂（水）冷却冻结除去结晶热和进行结晶。l根据冷却方法可分为直接冷却式结晶器和间接冷却式结晶器，间接式又可分为内冷式结晶器与外冷式结晶器。（一）直接冷却式真空结晶器（二）内冷式结晶器（三）外冷式结晶器食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 间接式冷却结晶器间接式冷却结晶器浓缩设备课件（一）直接冷却式真空结晶器l 直接冷却式结晶是指结晶热直接由溶液中发生汽化相变为另一部分物质带走的结晶方法。发生汽化的物质可以是水，

36、也可以是制冷剂。l 部分水真空蒸发的结晶器 l 直接冷却式真空结晶器的特点 l 应用举例食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件部分水真空蒸发的结晶器 工作原理： 真空状态下部分水分从溶液中吸收热量发生汽化，而溶液中另一部分水则因热量的除去而结晶成冰。这种部分水汽化，部分水结冰的过程基本可使体系的温度保持稳定。例如，在绝对压力 267Pa直接冷却式结晶器中，溶液所对应的沸腾约为-3，此时每蒸发掉1kg水需要吸收的蒸发潜热可使7.14kg的水结晶成冰。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件直接冷却式真空结晶器的特点 设备费和能耗相对较低。 由于减压蒸发时，芳香物也损失了，以致浓

37、缩液质量较差。 对于多数果汁，如果能用吸收器吸收芳香物，就能减少芳香物的损失。 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件应用举例料液进入真空结晶器后，在267Pa绝对压强下部分蒸发，部分水分成为冰晶。从结晶器出来的冰晶悬浮液经分离器分离后，冰晶排出，浓缩液从顶部进入吸收器。而从真空结晶器出来的带芳香物的蒸汽先经冷凝器除去水分后，从底部进入吸收器。在吸收器内，浓缩液与芳香物的惰性气体逆流流动，芳香物被浓缩液吸收，然后惰性气体由吸收器顶部排出，而吸收了芳香物的浓缩液从吸收器底部排出。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩液浓缩设备课件（二）内冷式结晶器 内冷式结晶器是将冷冻过程与结晶过程

38、结合在一体的结晶设备。l特点：间接冷冻、冷冻与结晶在同一设备中完成，结构简单。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（三）外冷式结晶器 主要由换热器和结晶器组成，换热器的目的主要使料液进入过冷状态。 料液先在外部换热器中过冷产生亚临界晶体，在换热器中晶体的停留时间只有几秒钟，所以产生的晶体特别小，具有小冰晶的悬浮液进入结晶器，在结晶器中停留时间相对较长，其主体过冷度很小，约-0.02。这样小冰晶部分融化，部分长大成大冰晶。部分无晶体液体从结晶器到换热器间再循环。浓缩液浓缩设备课件二、冰与浓缩液的分离设备 用于冷冻浓缩的冰与浓缩液的分离设备有压榨机、过滤式离心机、洗涤塔以及这些设备组合

39、形式等。（一）压榨机（二）离心机（三）洗涤塔食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 分离设备分离设备浓缩设备课件（一）压榨机l常用液压活塞式压榨机和螺旋式压榨机。l采用压榨机分离，可溶性固体的损失量取决于已压缩冰饼中夹带的浓液量。冰饼中的夹带量与压榨机采用的压力有关，例如在1MPa压力下，每千克冰中大致留附0.65kg液体,而在10MPa压力下并且压缩时间较长时，则每千克冰中留附量可减少至0.1kg。l由于压榨法导致较多的可溶性固体损失，所以这种分离方法只用于作前期分离，为冰与溶液的最后完全分离提供冰含量较高的浆料。食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（二）离心机l 冷冻浓缩中使用的离

40、心机是过滤式离心机。l 分离时的溶质损失取决于晶体大小和液体黏度。l 离心机分离的缺点是当液体从滤饼中流出时，芳香物质将受到损失，这是液体与大量空气密切接触所致。 食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件（三）洗涤塔l 洗涤塔有较好的冰与浓缩液的分离效果，浓缩液不会被稀释，且洗涤塔完全密封，无顶部空间，从而避免了芳香物的损失。l洗涤分离原理 l洗涤塔形式食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件洗涤分离原理 基本原理：利用冰晶融化水排代晶体间夹带的浓缩液。 从结晶器来的晶体浆料从塔底进入，因冰晶密度比浓缩液小，故冰晶逐渐上浮到塔顶，而浓缩液则从塔底经过滤器过滤。融化的水大部分排到

41、洗涤塔外，小部分向下返回，与上浮冰晶逆流接触，洗去冰晶表面的浓缩液。 沿塔高方向冰晶夹带的溶质浓度逐渐降低，冰晶随浮随洗，夹带的溶质越来越少。浓浓 度度洗涤水洗涤水水水沿沿塔塔高高融冰器融冰器冰晶浆料冰晶浆料浓浓缩缩液液图8. 18连续式洗涤塔的工作原理 当向下流动的洗涤水量占融化水量的比率提高时，其洗涤效果明显提高。 浓缩设备课件洗涤塔形式 按塔中冰晶沿塔移动的推动力不同，洗涤塔可分以下三种：n浮床式n螺旋式n活塞式食品工厂机械与设备第八章 浓缩设备 浓缩设备课件浮床式洗涤塔这种洗涤塔中，冰晶与液体作逆向运动，其推动力是晶体和液体两相的密度差。 浓浓 度度水水沿沿塔塔高高融冰器融冰器晶体浆料晶体浆料浓浓缩缩液液洗涤水洗涤水冰晶浓缩设备课件n螺旋式洗涤塔这种洗涤塔是以螺旋推送为两相相对运动的推动力，晶体悬浮液进入两同心圆筒的环状空间，在此空间内螺旋在旋转。螺旋具有棱