浓缩设备管理概述

第八章浓缩设备浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。由于食品中的溶剂主要是水，如果蔬汁，牛奶等。所以食品工业中的浓缩一般指蒸发。真空浓缩：是指在负压条件下，以较低温度浓缩。有以下特点：(1)料液沸点低，浓缩速度大。(2)可利用低压蒸汽作为热源(多效时)。(3)不损害食品的营养成分。(4)设备热耗减少。(5)增加真空系统，投资大，功力消耗大。(6)沸点降低，蒸发潜热增大。第一节浓缩概述一、浓缩的目的1.除去水分，减少包装、运输费用2.提高浓度，增加贮藏性能3.干燥的预处理4.结晶的预处理第一节浓缩概述二、分类1.按操作方式分：①常压②真空③闪蒸2.按二次蒸汽的利用分：①单效浓缩装置②多效浓缩装置③带有热泵的浓缩装置3.按料液流程分：①循环式：自然与强制循环。②单程式：4.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。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。液料置入锅内，通过蒸汽加热，并加搅拌，使水分在低压条件下蒸发。二次蒸汽从顶部排除。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。适于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用胶始粘度料液的浓缩。一、标准式蒸发器又称中央循环管式浓缩锅。下部为加热室，上部为分离室。加热室内装有加热管束和中央循环管。中央循环管的截面积较大，一般为加热管束总面积的40％以上。工作时料液在管内流动，加热蒸汽在管束之间流动，由于中央循环管与加热管中的料液受热程度不同，产生密度差，使液料经加热管而沸腾上升，然后在分离室内进行汽液分离。二次蒸汽由顶部排出。料液经中央循环管下降、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-料液下降通道二、盘管式蒸发器亦称盘管式浓缩锅，由上下锅体、加热盘管、汽液分离器等组成。在锅体内装有四个加热盘管，分层排列，管内通入蒸汽，对管间的料液进行加热，使之沸腾蒸发。料液分批入锅内进行浓缩。二次蒸汽由上部排入汽液分离室，成品由锅底卸出。二次蒸汽进入分离室后，因离心力作用，使夹带的液滴与不凝气体分离，气体排出，被分离后的料液经回流管回入蒸发锅内再进行蒸发。图8－4盘管式蒸发器A-加热蒸汽

B-冷凝水

C-完成液

D-二次蒸汽冷凝水

E-不凝气体

F-冷却水进入端

G-冷却水排出端1-蒸发室2-气液分离器3-回液管4-观测口5-列管式冷凝器6-加热蒸汽分配器7-加热盘管8-水泵9-真空泵10-料液泵三、外加热式蒸发器图8－5外加热式自然循环蒸发器A-加热蒸汽

B-冷凝水

C-料液D-完成液

E-二次蒸汽1-蒸发室

2-回流管

3-滤网

4-分离器特征：加热室、分离室分开。有强制循环式、自然循环式。由

加热器、分离器、循环管组成。加热器有：列管式、板式。强制制循循环环式式蒸蒸发发器器主要要由由列列管管式式加加热热器器、、分分离离室室和和料料液液循循环环泵泵组组成成。。料液经循循环泵，，进入加加热器的的列管内内，被管管间的蒸蒸汽加热热，然后后在分离离室内进进行汽液液分离；；二然汽自自室顶排排出，被被浓缩的的溶液由由分离室室底部再再进入循循环泵进进口，使使溶液继继续强制制循环蒸蒸发；该蒸发器器是分批批作业，，它的优优点是料料液在加加热管内内的流速速大，达达3~4m/s，停留时时间较短短，传热热系数较较高，可可防止料料液结垢垢；当加加热蒸汽汽与料液液之间的的温差较较小时（（3~5℃℃）。仍仍可进行行操作。。缺点是是动力消消耗大．．外加热板板式强制制循环蒸蒸发器图8－6外外加热板板式强制制循环蒸蒸发器A-加热热蒸汽B-冷凝凝水C-料液液D-完成成液E-二次次蒸汽冷冷凝水F-不凝凝气体G-冷却却水进口口H-冷却却水出口口1-板式式换热器器2-料泵泵3-贮料料罐4-成品品泵5-分离离器6-冷凝凝水泵7-水环环式真空空泵8-冷凝凝器板式蒸发发器优点是料料液经过过传热面面的时间间很短，，仅2s，液流分分布均匀匀，不易易结垢垢。传传热系数数高，可可达10.45～16.72MJ/M2·h·℃℃。料液液强制循循环，可可处理高高粘度的的料液。。结构紧紧凑，节节省加热热蒸汽耗耗量，拆拆卸清洗洗方便，，可用于于牛奶、、果汁，，豆。蛋蛋、糖汁汁，低盐盐酱油等等多种食食品的浓浓缩。四、升膜式式蒸发器器由加热室室、分离离室和循循环管等等组成。。料液自加加热室底底部进入入加热管管内。加加热蒸汽汽在管束束间流过过，料液液在加热热管中部部开始沸沸腾迅速速汽化。。在加热热管上部部产生的的二次蒸蒸汽并快快速上升升，流速速可达100——l60m/s。料液在在二次蒸蒸汽和抽抽真空的的作用下下，沿管管内壁成成膜状上上升，并并不断被被加热蒸蒸发。有循环型型、非循循环型这种蒸发发器的优优点是占占地面积积小，传传热效率率较高，，料液受受热时间间短，在在加热管管内停留留10—20s。适于浓浓缩热敏敏、易起起泡和粘粘度低的的液料。。缺点是是一次浓浓缩比不不大，进进料量需需要很好好控制、、进料过过多不易易成膜，，过少则则易断膜膜干壁．．影响产产品质量量。图8－7升膜式式蒸发器器A-加热热蒸汽B-完成成液C-料液液D-冷凝凝水E-二次次蒸汽1-换热热管2-气液液管3-分离离器五、降膜膜式蒸发发器由加热管管束、分分离器等等组成。。料液自上上部分配配到加热热管束内内，成膜膜状流下下，加热热蒸汽在在管束外外流过，，完成换换热后料料液进入入汽液分分离器分分离。这种蒸发发器的特特点：①由重力力作用降降膜，能能蒸发粘粘度较大大的料液液，受热热时间短短，适于于热敏性性强的物物料；②料液的的沸点均均匀，有有效温差差较大，，传热效效果好，，节约蒸蒸汽。③由于蒸蒸发管较较长，液液料沸腾腾时所生生成的泡泡沫易在在管壁上上受热破破裂，因因此适于于蒸发易易生泡沫沫的物料料；④清洗方方便；⑤适用于于浓度较较大，不不易结晶晶、结垢垢的物料料。目前这类类设备在在乳品、、果汁等等食品工工业中应应用最广广。六、刮板板式蒸发发器有立式、、卧式两两类。由加层圆圆筒、旋旋转刮板板器、料料液分配配盘与驱驱动装置置等组成成。加热时间间为2～3s。加热区区域可分分成几段段，采用用不同压压力的蒸蒸汽。一般直径径为300～500mm，刮板与与加热筒筒内壁的的最小间间隙为（（1.5士0.3）mm。刮板的的转速为为300———800rpm。这种蒸发发器的特特点是传传热系数数高，适适于高粘粘度（最最高达100Pa.s）的料液液或含有有悬浮颗颗粒的料料液。九、离心心式蒸发发器特点是结结构紧凑凑，传热热效率高高，蒸发发强度高高于其他他常用的的蒸发器器，料液在器器内停留留时间极极短，约约1s，制品品质质优良，，能较好好保持原原有色、、香、昧昧和营养养成分。。适于热敏性物物料，是一种种新型、高效效的浓缩设备备。但对粘度大、、易结晶的料料液不适用，，其结构较复复杂，造价高高。第三节真空浓缩缩的附属装置置真空浓缩设备备的附属装置置主要包括：：捕集器、冷冷凝器、蒸汽汽喷射器和真真空装置等。。一、捕集器功能：防止蒸蒸发过程形成成的细微液滴滴被二次蒸汽汽带出，减少少原料损失，，同时防止污污染。（一）惯性捕捕集器它是在二次蒸蒸汽流的通道道上设置若干干挡板，为了了提高分离效效果，一般捕捕集器的直径径比二次热汽汽入口直径大大2.5～3倍。（二）离心型型捕集器形状与旋风分分离器相似，，液滴在离心心力的作用下下被甩到壳壁壁，并沿壁流流回蒸发分离离室内。二次次蒸汽由顶部部排出。在蒸汽流速较较大时，分离离效果较好，，但阻力亦较较大。二、冷凝器功能：将二次次蒸汽冷凝，，并将其中的的不凝气体分分离，以减轻轻真空系统容容积负荷。（一）间接式式冷凝器亦称表面式冷冷凝器，这种种冷凝器是利利用金属传热热冷凝，二次次蒸汽不接触触冷却水，有有列管式、板板式等。特点是冷凝液液可以回收利利用，但传热热效率低，使使用较少。（二）直接式式冷凝器亦称混合式冷冷凝器。分为为逆流式和喷喷射式两种。。这种冷凝器利利用二次蒸汽汽与冷却水直直接接触冷凝凝。1．逆流式冷凝凝器塔式冷凝器（a）喷淋塔塔式（b））填料塔式（（c）板塔塔式图8－13几几种塔式式冷凝器示意意图A-二次蒸汽汽B-冷凝凝水C-回回水D-不不凝气体1-喷头2-填料层3-孔板二、冷凝器2、喷射式冷凝凝器：利用喷喷射泵的原理理，用高速水水流抽出二次次蒸汽，兼有有冷凝和抽真真空双重作用用。1、组成：由喷喷嘴，吸气室室，混合室，，扩散室等组组成2、优缺点：：(1)兼有冷凝器器及抽真空空作用，故故不必再配配真空装置。。(2)结构简单，，造价低廉廉，冷凝器器自身没有有机械运转部部分不需经经常检修。。(3)适用于抽吸吸腐蚀性气气体。(4)安装高度低低，与浓缩缩锅的二次次蒸汽排出出管水平方向向可直接相相连。(5)整个装置的的功率消耗耗较小。(6)不能获得较较高的真空空度，并随随水温而变变。2．喷射式冷冷凝器喷射式冷凝凝器的安装装要求：①从水泵至至喷射器冷冷却水入口口的管路，，应尽量减减少管件和和弯头，使使阻力损失失减小；②排水管要要求垂直，，如必须曲曲折时，折折角不大于于45°,转折不多于于两次；③各接口要要求严密，，避免泄漏漏；④连接扩散散管出口的的尾管长度度，一般在在2m以上，且不不伸入循环环水池之水水中。三、真空装装置(一)作用：保证系统的的真空度，，降低浓缩缩锅内压力力，使料液液在低温下下沸腾。不凝气体来来源：①溶解于冷冷却水中的的空气。②料液中分分解的气体体。③设备泄漏漏。(二)常用真空装装置蒸汽喷射器器往复式真空空泵水环式真空空泵四、真空泵泵1.往复式真空空泵2.水环式真空空泵（水环泵））这类泵结构构简单。易易于制造，，操作可靠靠，转速较较高，可与与电机直联联，内部不不需润滑，，可使排出出气体免受受污染，排排气量较均均匀，工作作平稳可靠靠。但因高速运运转，水的的冲击使叶叶轮与轮壳壳磨损，造造成真空度度下降，需需经常更换换零件。效率较低，，为30％～50％。真空度度较低，为为2.0～4.0kPa。3.蒸汽汽喷射器蒸汽喷射泵泵的优点是是抽气量大大，真空度度高，安装装运行和维维修简便，，价廉，占占地面积小小。其缺点点是要求蒸蒸汽压力较较高，蒸汽汽量稳定，，需要较长长时间运转转，才能达达所需真空空度。排出出的气体还还有微小压压强。第三节单单效真空浓浓缩设备1、加热器：：盘管，4～5盘，每盘1～3圈。2、蒸发室：：罐上部，配配有除泡沫沫装置。3、抽真空：：二级蒸汽喷喷射器。4、二次蒸汽汽排出：冷凝器，二二级蒸汽喷喷射器特点：结构简单，，操作方便便，但传热热面积小，，原料受热时时间长，生生产效率低低，清洗不不便。第三节单单效真空浓浓缩设备（一）单效效降膜式真真空浓缩设设备主要由加热热室、分离离室、热压压泵（蒸汽汽喷射器)、物料泵、、冷凝水泵泵、水环式式真空泵、、螺杆泵及及贮料桶等等组成。适适用于牛乳乳浓缩。作作业时鲜乳乳从贮料桶桶9经流量计进进人分离室室10，利用二次次蒸汽间接接加热、蒸蒸发部分水水分；然后后由物料泵泵4送至加热器器第一部分分列管顶部部，通过分分配器使乳乳液均匀地地流人加热热列管内，，呈膜状向向下流动、、同时受热热蒸发；经经第一部分分列管加热热蒸发的乳乳液，由物物料泵5送人第二部部列管内进进一步加热热蒸发，达达浓缩要求求后由螺杆杆泵6送出。二次次蒸汽进人人分离室后后，其中一一部分由热热压泵增压压，送人加加热室作热热源。冷凝凝器安装在在蒸发器壳壳体的夹套套中，部分分二次蒸汽汽在冷凝器器内冷凝，，并与从加加热器内吸吸人的冷凝凝水合在一一起，用冷冷凝水泵7排出。这种浓缩设设备的主要要技术参数数：水分蒸发量量：800kg/h；进料量：1210kg／h（（进料总乳乳固体含量量25.65％);生产率：410kg／h（出出料总乳固固体含量74％);蒸汽耗量：：465（（kg／h）（蒸汽汽表压800KPa);耗水量：水水压300kPa（（表压),22℃15m3/h；电机总功率率：约10.4kw。本设备的特特点是能量量消耗少，，操作稳定定，清洗方方便。（二）单效效离心式真真空浓缩设设备由双联过滤滤器、平衡衡桶、输送送泵、离心心蒸发器、、真空、冷冷凝和清洗洗装置等组组成。该设备的特特点是产品品品质优良良、浓度高高（一次浓浓缩至84％固形物),传热效率高高，清洗维维护方便。。第四节多多效真空浓浓缩设备图8－19三效效降膜浓缩缩设备1-预热器器2-热压泵泵3-一级蒸蒸发器4-二级分分离器5-一级分分离器6-二级蒸蒸发器7-三级蒸蒸发器8-三级分分离器9-主冷凝凝器10-辅冷冷凝器一、多效浓浓缩流程（a）顺流流（b）逆流流（c）平流流（d）混流流第四节多多效真空浓浓缩设备一、顺流式式双效降膜膜真空浓缩缩设备一、顺流式式双效降膜膜真空浓缩缩设备（一）组成成与流程（二）用途途和特点这种设备适适用于牛乳乳、果汁等等热敏性物物料的浓缩缩，效果好好，质量高高，蒸汽与与冷却水的的消耗量均均较低，并并配有清洗洗装置，操操作方便。。(三)主要技术参参数生产能力（（水分蒸发发量）为1200kg／h；杀菌条件为为86—92℃保温24s；一效加热温温度为83～90℃；一效效蒸发温度度为70～75℃；二效加热温温度为68～74℃；二效效蒸发温度度48～52℃；物料受热时时间为3min；蒸汽压力（（表压）为为500kPa；蒸汽消耗耗量为620kg／h；冷却水耗量量为12t/h。二、混流式式三效降膜膜真空浓缩缩设备（一）组成成与流程（二）用途途与特点这种设备适适用于牛乳乳等热敏性性液料的浓浓缩操作，，其特点如如下：(1）采用真空空降膜蒸发发，液料受受热时间短短，蒸发温温度低、产产品质量好好。(2)三效蒸发，，配有热压压泵和预热热器，节省省蒸汽和冷冷却水用量量。(3）操作稳定定，清洗方方便，符合合食品卫生生要求。(4）连续生产产，处理量量较大。（三）主要要技术参数数处理量3600～4000kg／h；蒸发温度：：第一效70℃，第二效57℃。第三效44℃；进料浓度为为12％（总乳固固体含量)；出料浓度度为48％（总乳固固体含量)；蒸汽消耗量量为800kg／h；冷却水消耗耗量为21t／h（以进水温温度16℃，排水温度度38℃计);电动机总功功率为25kW。第五节芳芳香物质质的回收设设备一、工作原原理提取原果汁汁的芳香物物质是利用用其在蒸发发中易挥发发的性质，，在蒸发冷冷凝器中完完成的。该装置主要要由两组板板式换热器器组成。工工作时原果果汁先送入入下板组的的通道中，，被相隔通通道内的蒸蒸汽加热蒸蒸发，提香香后的浓缩缩液与含芳芳香物的水水蒸汽由下下板组上部部流出，利利用挡板改改变方向，，使其流向向下方，汽汽液进行分分离，然后后浓缩液由由壳体底部部排出；含芳香物的的水蒸汽上上升导入上上板组的通通道中，被被相隔通道道内的冷却却水降温冷冷凝，形成成芳香物水水溶液，从从上板组的的底部排出出，而冷却却水由上板板组的上部部排出。芳芳香物水溶溶液，经两两次蒸发冷冷凝，才能能制成较纯纯的芳香液液。二、、组组成成和和流流程程图8——22所示示为为PAR－22／PAR－O1型芳芳香香物物质质回回收收设设备备流流程程图图。。由由三三级级板板式式蒸蒸发发冷冷凝凝器器、、预预热热器器、、两两个个螺螺旋旋管管冷冷凝凝器器、、计计量量器器和和各各种种泵泵、、阀阀构构成成。。第六六节节冷冷冻冻浓浓缩缩设设备备定义义冷冻冻浓浓缩缩是是将将稀稀溶溶液液中中的的水水分分冻冻结结成成冰冰晶晶，，并并去去除除这这部部分分冰冰晶晶从从而而使使溶溶液液中中的的溶溶质质浓浓度度得得到到提提高高的的浓浓缩缩方方法法。。１．．直直接接冷冷却却式式真真空空冷冷冻冻浓浓缩缩器器直接接冷冷却却式式结结晶晶是是指指结结晶晶热热直直接接由由溶溶液液中中一一部部分分溶溶剂剂在在真真空空条条件件下下发发生生相相变变汽汽化化，，将将另另一一部部分分物物质质的的热热量量带带走走，，使使其其温温度度降降低低到到冰冰点点以以下下结结晶晶的的浓浓缩缩方方法法。。图8－24真空空冷冷冻冻浓浓缩缩器器1-真空空冷冷却却罐罐2-循环环泵泵3-出料料泵泵4-循环环管管5-冷凝凝器器6-三级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵7-二级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵8-一级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵图8－25冰晶分离塔及料液浓度分布1-融冰器2-洗涤水3-冰晶层4-活塞5-活塞杆6-塔体2.内冷冷式式冷冷冻冻浓浓缩缩设设备备图8－26单级级冷冷冻冻浓浓缩缩设设备备示示意意图图3.外冷冷式式冷冷冻冻浓浓缩缩设设备备图8－27外冷式冷冻浓缩试验装置图8－28外冷式冷冻浓缩试验装置（a）带有搅拌器的渐进冷冻浓缩试验装置（b）降膜冷冻浓缩试验装置第七七节节选选型型一、、选选型型要要求求和和应应考考虑虑的的因因素素（一一））料料液液的的性性质质包括括成成分分组组成成、、粘粘滞滞性性、、热热敏敏性性、、发发泡泡性性、、腐腐蚀蚀性性，，是是否否含含有有固固体体、、悬悬浮浮物物、、是是否否易易结结晶晶、、结结垢垢等等。。（二二））工工艺艺要要求求包括括处处理理量量、、蒸蒸发发量量、、料料液液和和浓浓缩缩液液的的进进出出口口的的浓浓度度和和温温度度、、连连续续作作业业和和间间歇歇作作业业等等。。（三三））产产品品质质量量要要求求符合合卫卫生生标标准准，，色色、、香香、、味味和和营营养养成成分分等等。。（四四））当当地地资资源源条条件件包括括热热源源、、气气象象、、水水质质、、水水量量和和原原料料供供给给情情况况等等。。（五五））经经济济性性和和操操作作要要求求包括括厂厂房房占占地地面面积积和和高高度度、、设设备备投投资资限限额额和和传传热热效效果果、、热热能能利利用用、、操操作作和和维维修修是是否否方方便便等等。。二、、选选型型原原则则（一一））物物料料的的粘粘度度料液液的的原原有有粘粘度度及及蒸蒸发发过过程程中中粘粘度度不不断断增增大大，，使使物物料料流流速速降降低低，，传传热热系系数数减减少少，，生生产产能能力力下下降降，，对对这这种种物物料料，，宜宜选选强强制制循循环环型型、、刮刮板板式式或或降降膜膜式式蒸蒸发发器器。。（二）热敏性性对热敏性强的的物料，浓缩缩时要求受热热时间短、温温度低，否则则易引起分解解或变质；一一般宜选液料料在器内停留留时间短，真真空度较高的的薄膜蒸发器器，如片式、、离心式的蒸蒸发设备。若允许料液在在较低温下，，较长时间受受热，或液料料浓度较低，，浓缩比不高高时，可用盘盘管式真空蒸蒸发器。（三）结垢性性结垢是液料在在浓缩过程中中因粘度增大大、悬浮的微微粒积沉、局局部焦化过热热等因素所造造成。结垢后，增加加热阻，降低低传热系数，，甚至使作业业无法运行。。故宜选刮板板式或强制循循环型蒸发器器。（四）结晶性性若浓缩过程中中有晶体析出出，易沉积于于传热面上，，影响传热效效果，宜选带带搅拌的或强强制循环型蒸蒸发器。刮板板式蒸发器亦亦适用。二、选型原则则（五）发泡性性有些液料在浓浓缩时产生大大量汽泡，会会污染附属装装置，还造成成液料的损失失，故应考虑虑消除汽泡；；一般采用升升膜式、强制制循环式蒸发发器，因其液液料的流速大大，具有破泡泡作用。此外外标准式蒸发发器装有较大大的汽液分离离室，亦可使用。对发泡严重的的物料，可采采用加人适当当的消泡剂（（黄油、植物物油等）的方方法。（六）腐蚀性性液料的酸度高高时，在蒸发发中易对设备备的金属部件件产生腐蚀，，宜用防腐蚀蚀且导热性良良好的蒸发器器。（七）蒸发量量蒸发器生产能能力的大小取取决于传热速速率，一般传传热面积小时时，宜选用搅搅拌式浓缩锅锅、单效膜式式等蒸发器。。传热面积大大时，为减少少蒸汽耗量，，宜选用多效效、膜式、离离心式等蒸发发设备。（八）经济性性浓缩设备的热热能消耗较大大，节能是选选型的重要因因素。从提高高热能的经济济性考虑，宜宜选用带蒸汽汽喷射器或多多效蒸发器。。第八节操操作和检修修一、间歇式真真空浓缩设备备的操作要点点（一）准备工工作首次使用设备备前，必须熟熟悉有关图纸纸，了解设备备的结构、管管路阀门和仪仪表的操作规规程；电机应应装地线，传传动部分应装装保护罩。在在吸人液料前前，先将浓缩缩锅充分洗涤涤，并送入蒸蒸汽，保持15～30min进行杀菌；然然后放出冷凝凝水，关闭所所有阀门，向向冷凝器中注注人冷却水，，同时启动真真空装置，使使真空度达规规定的要求。。（二）开始运运行以盘管式蒸发发器为例，一一准备工作完完成后，即可可吸人液料，，当液面浸过过各层加热盘盘管后，顺次次开启各排管管的蒸汽阀门门，通人蒸汽汽。开始时必必须保持盘管管中的蒸汽压压力不要过高高，防止料液液中空气突然然形成泡沫，，造成液料损损失；当料液液处于稳定的的沸腾状态时时，再逐渐增增加蒸汽量达达到一定蒸汽汽压，同时调调进料阀门，，使料液面保保持恰恰能将将最上层加热热盘管完全浸浸没的高度。。随着浓缩的的进行、浓度度和粘度逐渐渐增高，使蒸蒸发速度减慢慢，这时需适适当提高真空空度，保持所所规定的液料料温度。（三）停止运运行当液料达浓缩缩要求时，即即关闭蒸汽阀阀，解除真空空，卸出浓缩缩成品；然后后向浓缩锅通通水进行清洗洗。（四）常见的的故障及产生生原因1．真空度过低低原因是接接管、阀门漏漏泄或冷却水水不足、水温温过高或真空空装置内部有有故障。2．沸腾突然停停止原因是是平衡槽抽空空、液料中进进人空气或真真空系统的工工作中断。二、连续式真真空浓缩设备备的操作要点点（一）试车1．试车前的准准备工作全全面检查设备备安装的正确确性、安全性性和密封度。。组织试车人人员进行设备备的学习和安安全教育。设设备内做彻底底清洗。2．试车步骤和和要求步骤骤是：部件试运转→水试车→物料试车。首先检查物料料是否合乎要要求。部件试试运转主要检检查各泵的运运转是否正常常，冷却水泵泵必须在给水水后，方可启启动，并应保保持规定的水水压。在水试车过程程中要调节管管路上的节流流装置，使各各真空部件的的真空度和温温度达到要求求数据。物料试车的投投料前，用碱、酸、水水洗涤液将设设备清洗干净净。开始的投料料量应比要求求投料量大10％以上，然后后按出料浓度度，逐渐调整整。水试和物试均均按操作规程程进行。（二）开车前前的准备工作作打开蒸汽总供供汽阀，检查查锅炉供汽压压力是否达到到要求。用氯氯水或热水对对蒸发器和管管道进行消毒毒，然后打开开平衡槽进水水阀，把水放放满。（三）开车以RP6K7型双效真空设设备为例，首首先打开冷却却水泵的给水水阔，调水压压至规定的要要求，然后依依次开动平衡衡槽出料阀、、进料泵、出出料泵和真空空装置，以水水代物运行。。当二效分离器器真空度达82.7kPa时，打开杀菌菌器和热压泵泵的蒸汽阀，，并调节热压压泵的蒸汽压压力约为490kPa，当杀菌温度度和各效蒸发发温度达到要要求时，再用用物料把水换换出，同时关关闭出料阀，，使物料浓缩缩后先回人平平衡槽，进行行大循环，并并调节进料量量和各工艺参参数，当物料料达浓度要求求时，关闭回回流阀，打开开出料阀，然然后连续进料料运行。（四）停车和和清洗当一个班次结结束或一批原原料处理完毕毕时，先关闭闭蒸汽阀，破破坏真空度、、然后关闭进进、出料泵、、冷却水阀和和真空装置，，抽出设备的的浓缩液；最最后进行一次次清洗，清洗洗的顺序一般般是水洗→2％氢氧化钠溶溶液洗→水洗→2％硝酸溶液洗洗→水洗；各清洗洗时间均有要要求。（五）常见故故障与产生原原因1．真空度低、、蒸发温度高高原因是是螺旋接头松松弛，垫圈等等密封件损坏坏；或冷却水水不足，排水水温度过高；；或热压泵的的工作蒸汽高高；或真空系系统有故障。。2．蒸发管、杀杀菌管结垢原原因是原原料乳酸高；；或进料量少少；或中途停停车断料；或或物料分配孔孔堵塞；或加加热温度高；；或清洗不彻彻底。3．出料不连续续或不出料原原因是泵泵盖、泵的进进料管路漏气气。4．出料浓度低低原因是是进料量大；；或热压泵工工作蒸汽压力力低，或物料料泵的密封件件损坏；或蒸蒸发管内结垢垢。三、真空浓缩缩设备的检修修要点为了保养好设设备，保证正正常安全运转转，停车后就就必须立即进进行清洗，及及时盖封，避避免尘土污染染。浓缩设备备上密封处的的衬胶、垫圈圈等容易老化化及脱落，使使阀门漏泄，，仪表失灵等等，故必须经经常检修，及及时更换。有有关设备的其其他易损零件件，亦应备件件，以备更换换。检修后，，应进行压力力、真空度等等试椤三、真空浓缩缩操作流程第二节节常常用真真空浓浓缩装装置一、中中央循循环式式(标准式式)浓缩锅锅。(一)工作原原理：：料液由由沸腾腾管和和中央央循环环管加加热，，由于于受热热产生比重重不同同，形形成自自然循循环，，将水水分蒸蒸发。。(二)主要结结构1、加热热器：：由沸腾腾加热热管，，中央央循环环管，，上下管管板组组成竖竖式加热管管束2、蒸发发室：：加热室室上部部的圆圆筒体体。蒸蒸发室室有观测孔孔、照照明、、仪表表、取样装装置等等辅助助部件件。(三)特点：：结构简简单，，操作作方便便，液液面易易控制制。但但清洗洗困难难，循环效效果差差。二、盘盘管式式浓缩缩罐1、加热热器：：盘管，，4～5盘，每每盘1～3圈。2、蒸发发室：：罐上部部，配配有除除泡沫沫装置置。3、抽真真空：：二级蒸蒸汽喷喷射器器。4、二次次蒸汽汽排出出：冷凝器器，二二级蒸蒸汽喷喷射器器特点：：结构简简单，，操作作方便便，但但传热热面积积小，，原料受受热时时间长长，生生产效效率低低，清清洗不不便。。三、薄薄膜式式浓缩缩装置置(一)升膜式式蒸发发器组成：：垂直管管束，，分离离室，，循环环管，，水力力喷射射器。1、加热热：在垂直直管束束外通通入蒸蒸汽。。2、蒸发发：在垂直直管束束内二二次蒸蒸汽向向上。。3、抽真真空：：水力喷喷射器器。4、二次次蒸汽汽排出出：分离器器，泡泡沫捕捕集器器，水力喷喷射器器5、特点点：占地少少，热热效高高，短短时加加热，，适合热热敏，，易起起泡，，低粘粘性料料液。。三、薄薄膜式式浓缩缩装置置(二)降膜式式浓缩缩装置置。结构：：同升升膜式式相似似。区别：：料液从从上部部加入入，在在分布布装置置作用用下，，沿管壁壁成薄薄膜状状流下下。特点：：占地面面积小小，热热效高高，受受热时时间短短，适合浓度度粘度大大的料液液，但设设备高度度高，料液均布布难。三、薄膜膜式浓缩缩装置(三)离心式浓浓缩装置置组成：锥体离心心盘，料料液分配配管，真真空泵，，浓缩料料吸管。。1、加热：：蒸汽由中中心轴进进入加热热夹套内内，冷凝凝水由离离心力甩甩到周边边后抽出出。2、二次蒸蒸汽：由锥体中中心，在在抽真空空时排出出。3、料液：：由锥体中中心加入入，在离心力力作用下下成膜浓浓缩后，，甩到周边边，由真真空装置置吸出。。三、薄膜膜式浓缩缩装置(四)片式(板式)浓缩装置置组成：板式加热热器，汽汽液分离离器，捕捕集器，，蒸汽喷喷射压缩缩器，输输料泵。。1、加热：：板式加热热器2、分离：：汽液分离离器3、抽真空空：蒸汽喷射射器4、料液流流动：输液泵特点：传热时间间短，分分布均匀匀，不易结垢垢，传热热效率高高，可处处理高粘度物物料，结结构紧凑凑，装卸卸方便，清清洗容易易。三、薄膜膜式浓缩缩装置(五)刮板式蒸蒸发器：：型式：立立式、卧卧式组成：加热筒(外侧)，旋转刮刮板，料料液分配配盘，驱驱动装置置。1、加热：：筒外侧蒸蒸汽夹套套2、分离：：筒上部3、料液分分配：经料液分分配盘，，在离心心力和重重力作用下，，沿筒壁壁流下，，由刮板板刮成膜膜状。特点：蒸发时呈呈薄膜状状态，且且不断更更新液膜膜，总传热效效率高，，适于高高粘度物物料。第三节蒸蒸汽压缩缩和冷冻冻浓缩设设备一、蒸汽汽压缩式式浓缩设设备功能：将二次蒸蒸汽压缩缩，使其其升压升升温，再再作为加加热蒸汽汽。型式：蒸汽喷射射式，机机械压缩缩式。。(一)热热压泵泵(蒸汽喷喷射器)组成：蒸汽室，，喷嘴，，扩压器器，吸入入室。原理：生蒸汽通通过喷嘴嘴，吸入入二次蒸蒸汽混合合后作为为加热蒸蒸汽。加入蒸汽汽量：WH＝WF＋WB＝WF(1＋ββ)抽气系数数：β＝＝WB/WF一、蒸汽汽压缩式式浓缩设设备带有热压压泵的浓浓缩设备备的操作作注意事事项：1、生蒸蒸汽压力力必须在在7kg/cm2以上，否否则达不不到节省省蒸汽的的效果。。2、生蒸蒸汽压力力保持稳稳定。3、经常常检查喷喷嘴喉管管的磨损损，以防生蒸蒸汽进入入二次蒸蒸汽管路路。(二)机机械械式压缩缩装置原理：用机械式式压缩机机将二次次蒸汽压缩成高高压高温温蒸汽。。流程：二次蒸汽汽－混合－绝绝热压缩缩－冷凝凝绝热压缩缩效率：：η=(i2－i1)/(i3－i1)×100%加热蒸汽汽与二次次蒸汽的的温差：：ΔT＝T4－T0二、热泵泵型蒸发发器原理：将制冷机机组的热热端置入入加热器器，加热热料液，，用分离离器分离离二次蒸蒸汽，将将制冷机机组的冷冷端置入入冷凝器器中，冷冷却二次次蒸汽，，不凝气气由真空空泵抽出出。组成：压缩机，，加热器器，分离离器，冷冷凝器，，真空泵泵。特点：节约能耗耗，但投投资费用用大。三、冷冻冻浓缩设设备原理：将料液中中的水冷冷冻成固固态的冰冰晶，再再将冰晶晶从料液液中分离离。流程：原料—冷冷却结晶晶—再结结晶—分分离—洗洗涤—刮刮冰—溶溶冰。冷却结晶晶：将料液中中的水冷冷却成很很小的冰冰晶，送送入再结结晶器。。再结晶：：将小冰晶晶与大冰冰晶混合合，保持持温度恒恒定，则则小冰晶晶溶化，，大冰晶晶增大，，以便分分离。分离：用开有小小孔的活活塞将固固态冰晶晶从液体体中分离离。洗涤：洗去冰晶晶上粘附附的液态态原料。。第四节附附助助设备一、捕集集器功能：防止蒸发发过程形形成的细细微液滴滴被二次次蒸汽带带出，减减少料液液的损失失，同时时防止污污染。型式：惯性型，，离心型型，表面面型。(一)惯性捕集集器：通过改变变气流运运动方向向，使气气液分离离。特点：效效果好，，但阻力力损失较较大。(二)离心捕集集器：使气流旋旋转，在在离心力力作用下下使气液液分离。。(三)表面捕集集器：使气流通通过金属属网或磁磁圈，将将液态原原理滤出出。捕集器容容器负荷荷：A＝WVB/VD二、冷凝凝器功能：将二次蒸蒸汽冷凝凝，并将将其中的的不凝气气体分离离，以减减轻真空空系统容容积负荷荷。(一)大气冷凝凝器(高水位冷冷凝器)：用水喷淋淋冷却二二次蒸汽汽。真空腿：：平衡冷冷凝器真真空负压压的水柱柱，(二)表面冷凝凝器：用热交换换器冷凝凝二次蒸蒸汽，可可回收冷冷凝液(三)低水位冷冷凝器：：同高水位位冷凝器器，用抽抽水泵代代替真空空腿。二、冷凝凝器(四)喷射式冷冷凝器：：用高速水水流抽出出二次蒸蒸汽，兼兼有冷凝凝和抽真真空双重重作用。。1、组成：：由喷嘴，，吸气室室，混合合室，扩扩散室等等组成2、优缺点点：(1)兼有冷凝凝器及抽抽真空作作用，故故不必再再配真空装置置。(2)结构简单单，造价价低廉，，冷凝器器自身没没有机械运转转部分不不需经常常检修。。(3)适用于抽抽吸腐蚀蚀性气体体。(4)安装高度度低，与与浓缩锅锅的二次次蒸汽排排出管水平方向向可直接接相连。。(5)整个装置置的功率率消耗较较小。(6)不能获得得较高的的真空度度，并随随水温而而变。(四)喷射式冷冷凝器3、安装注注意：(1)二次蒸汽汽的吸入入管要尽尽量减少少阻力损损失。(2)从离心水水泵至喷喷射器的的冷水进进入管路路，应尽尽量减少少管件，，使阻力力损失减减小。(3)排水管要要求垂直直，无弯弯头，如如必须曲曲折则不不得多于于两次。。(4)各接口要要求严密密，避免免泄漏。。(四)喷射式冷冷凝器4、计算算：(1)冷冷却水水消耗量量：由二二次蒸汽汽冷凝放放出的热热量等于于冷却水水所吸收收的热量量得：W＝D(I－I0)/C(tK－tH)(2)抽射系数数u0＝va/v，，va＝RGaTa/pa;;u0＝k(Δpb/Δp0)1/2－1(3)喉喉管与与喷嘴截截面积f2/f1＝1.03Δpb/Δp0≈Δpb/Δp0(四)喷射式冷冷凝器冷却水通通过喷嘴嘴的流速速1＝c(2gH)1/2(4)排水管直直径d3＝d2(k1)1/2(5)喷喷嘴数数目计算算：每喷嘴的的水流量量v'=3600f1’1喷嘴个数数n＝v/v'三、真空空装置(一)作用：保证系统统的真空空度，降降低浓缩缩锅内压压力，使使料液在在低温下下沸腾。。不凝气体体来源：：①溶解于于冷却水水中的空空气。②料液中中分解的的气体。。③设备泄泄漏。(二)常用真空空装置1、往复式式真空泵泵：组成：机身，汽汽缸，活活塞，曲曲轴，连连杆，滑滑块，进进排气阀阀。(1)湿室真空空泵把冷凝器器内的冷冷却水及及不凝气气体一起起排出。。(2)干式真空空泵。2、水环式式真空泵泵：3、水力喷喷射泵：：三、真空空装置三、真空空装置4、蒸汽汽喷射泵泵。(1)工工作原原理及构构造：它与水力力喷射器器相似，，主要不不同的是是采用较较高压力力的水蒸蒸气作动动力源。。它由喷喷嘴，混混合室和和扩散室室组成。。(2)操操作注意事事项：A.先打开中间间冷凝器的的冷却水阀阀门;B.启动最后级级蒸汽喷射射泵，然后后往前逐级级启动;C.停车时先破破坏浓缩罐罐内真空，，然后慢慢慢关闭各级级喷射泵以以免冷水倒倒流;D.操作时注意意冷凝器内内冷却水的的喷出速度适适当加减水水量。(3)优优缺点：抽气量大，，真空度高高，安装运运行和维护方便，，价格低，，占地面积积小。要求蒸汽压压力较高及及蒸汽气量量要稳定，，需要较长的的时间运转转，才能达达到所需的真空度。。第五节真真空浓缩缩设备工艺艺主要计算算一、物料衡衡算(一)单效浓缩由由进出料料溶质相等等得：二次蒸汽量量：W＝S(1－B0/B1)kg/hr(二)多效浓缩1、二次蒸汽汽量：W＝S(1－B0/Bn)kg/hr2、最终产品品量：Sn＝SB0/Bn3、最终料液液浓度：Bn＝SB0/(S－W1－W2－…－Wn)二、热量衡衡算(一)单效浓缩设设备1、热能的消消耗：Q总＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4(J/h)①水分蒸发：：Q1＝WL1第五节真空浓缩设设备主要工工艺计算②进料加热热：Q2＝SC(t1－t2)③浓缩器加加热：Q3＝W1C1(t1－t2)④散热损失失：Q4＝(Q1＋Q2＋Q3)×3%2、蒸汽消消耗量：D＝Q总/(I1－Ik)(二)多效浓浓缩1、自蒸发发系数：βn＝C(tn-1－tn)/(in－tnC)即1kg料降温后以以自身的热热量所能蒸蒸发二次蒸蒸汽能力大大小的指标标。2、蒸发系系数：an＝(In－tkCk)/(in－tnCn)即1kg生蒸汽冷凝凝后放出的的热量所能能蒸发的二二次蒸汽的的量。若溶剂为水水an＝1.0第五节真空浓缩设设备主要工工艺计算3、蒸发水分量量及第一效效加热蒸汽汽量。第n效蒸发水分分量Wn。W1＝(D1a1＋Sβ1)η1W2＝[D2a2＋(S－W1)β2]η2………Wn＝{Dnan＋[S－(W1＋W2＋…＋Wn-1)]ββn}ηn若无额外蒸蒸汽加入时时。D2＝W1，D3＝W2，……,Dn＝Wn-1上式简化为为：W1＝a1D1＋b1，W2＝a'2D2＋b'2＝a'2W1＋b'2＝a2D1＋b2………同理：Wn＝anD1＋bn第五节真空浓缩设设备主要工工艺计算以上各式相相加得：W=W1+W2+…+Wn=(a1+a2+…+an)D1+(b1+b2+…+b2)或：W＝AD1＋B第一效加入入蒸汽量：：D1＝(W－B)/A三、传热面面积计算(一)单单效浓缩：：F＝Q总/KΔΔt(二二)多多效效浓浓缩缩：：F总＝Q总/KΔΔt总Δt总—多多效效浓浓缩缩有有效效温温差差。。任何何一一效效的的热热源源蒸蒸汽汽温温度度T必须须高高于于料料液液温温度度t，，即保保持持一一定定温温差差(T－t)，