第七章真空浓缩设备oweroinresen

第七章

真空浓缩设备§7-1概述一、概念

1、浓缩从溶液中除去部分溶剂的单元操作。2、真空浓缩在负压下，以较低温度进行浓缩的单元操作。3、加热蒸汽（饱和蒸汽或生蒸汽）乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。4、二次蒸汽物料中水分蒸发所形成的蒸汽。5、不凝性气体相对于水蒸汽，在一定的压力和温度下不能被凝结的气体，称为不凝性气体，一般是指空气。6、雾沫挟带对于气、液两相的分离设备或反应设备，若气相为连续相、液相为分散相（例如板式蒸馏塔），而气相速度较大，部分液体会被气体吹散成液滴并被气体带出。这种现象称为雾沫夹带。产生雾沫夹带会降低设备的分离效率。

二、浓缩的目的:

1、除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存和运输费用。

2、通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。3、满足后续加工工艺过程的要求。三、浓缩的基本过程

蒸发过程的两个必要组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完成。如图所示：真空蒸发基本流程。蒸发器二次蒸气（被冷凝）冷凝水加热蒸气原料液完成液蒸发器实质上是一个换热器，如图所示，由加热室1和汽液分离器4两部分组成。加热室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通过换热，使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室4中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。1.加热器2.加热列管3.中间管4.分离室5.捕沫器6.冷凝器四、常压蒸发和真空浓缩

蒸发操作可以在常压、加压或减压条件下进行。常压蒸发是指冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或稍高于大气压力，此时系统中的不凝性气体依靠本身的压力从冷凝器中排出。

减压下的蒸发通常称为真空蒸发，食品工业广泛应用真空蒸发进行浓缩操作。因真空蒸发时冷凝器和蒸发器物料侧的操作压力低于大气压，必须依靠真空泵不断从系统中抽走不凝性气体来维持负压的工作环境。采用真空蒸发的基本目的是降低物料的沸点。真空浓缩与常压蒸发比较所具有的优点：1、溶液沸点降低，增大了蒸发器的传热温差，所需的换热面积减小。2、溶液沸点低，可以应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热源，有利于降低产品成本和生产费用。3、蒸发温度低，即物料受热温度低，有利于浓缩热敏性物料。4、蒸发器操作温度低，系统的热损失小。五、单效浓缩和多效浓缩

浓缩操作的效数是指二次蒸气被利用的次数。

如果浓缩生成的二次蒸汽不再被用作加热介质，而是直接送到冷凝器中冷凝的蒸发过程，称为单效浓缩，是浓缩中最简单的一种方法。如果两个蒸发器串联起来，第一个蒸发器产生的二次蒸汽引入第二个蒸发器作为加热蒸汽，第二个蒸发器产生的二次蒸汽送到冷凝器被冷凝后排出，则称为双效蒸发，它是多效蒸发中最简单的一种方法。.多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统，后效的操作压力和沸点均较前效低，仅在压力最高的首效使用生蒸汽作加热蒸汽，产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，亦即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，只有末效二次蒸汽才用冷却介质冷凝。可见多效蒸发明显减少加热蒸汽耗量，节约了热能，也明显减少冷却水的耗量。.真空浓缩的的缺点：蒸蒸发温度低低，料液黏黏度大，传传热系数较较小，系统统内为负压压，完成液液排出需用用泵，冷凝凝水排出也也需要用泵泵或高位产产生压力(液位差)排出。真真空泵和输输液泵能耗耗增加。真空浓缩的的操作压力力取决于冷冷凝器中水水的冷凝温温度和真空空泵的性能能。冷凝器器操作压力力的极限是是冷凝水的的饱和蒸汽汽压，所以以它取决于于冷凝器的的温度。真真空泵的作作用是抽走走系统中的的不凝性气气体，真空空泵的工作作能力愈大大，就使得得冷凝器内内的操作压压力愈易维维持，愈接接近冷凝水水的饱和蒸蒸汽压。一般真空蒸蒸发时，冷冷凝器的压压力为10～20kPa。六、闪蒸急剧蒸发简简称闪蒸，，是一种特特殊的减压压蒸发。将将热溶液的的压力降到到低于溶液液温度下的的饱和压力力，则部分分水将在压压力降低的的瞬间沸腾腾汽化，就就是闪蒸。。水在闪蒸蒸汽化时带带走的热量量，等于溶溶液从原压压下温度降降到降压后后饱和温度度所放出的的显热。在闪蒸过程程中，溶液液被浓缩。。常见闪蒸蒸的具体实实施方法是是直接把溶溶液分散喷喷入低压大大空间，使使闪蒸瞬间间完成。闪蒸的最大大优点是避避免在换热热面上生成成垢层。闪闪蒸前料液液加热但并并没浓缩，，因而生垢垢问题不突突出。而在在闪蒸中不不需加热，，是溶液自自身放出显显热提供蒸蒸发能量，，因而不会会产生壁面面生垢问题题。七、热泵蒸蒸发为提高热能能利用率，，除采用多多效蒸发外外，还可通通过一种通通称为热泵泵的装置，，提高二次次蒸汽的压压力和温度度，重新用用作蒸发的的加热蒸汽汽，称为热热泵蒸发，，或称为蒸蒸汽再压缩缩蒸发。热泵是以消消耗一部分分高质能（（机械能、、电能）或或高温热能能为代价，，通过热力力循坏，将将热由低温温物体转移移到高温物物体的能量量利用装置置。常用的热泵泵有蒸汽喷喷射热泵和和机械压缩缩式热泵。。.蒸汽喷射热热泵使用的的蒸汽喷射射器类似于于蒸汽喷射射真空泵，，称为热压泵，是在喷嘴嘴附近低压压吸入蒸发发产生的二二次蒸汽，，与高温高高压的驱动动蒸汽混合合后，在扩扩压管处达达到蒸发所所需加热蒸蒸汽的压力力和温度后后用作蒸发发的加热介介质。机械压缩式式热泵利用用电动机或或汽轮机等等驱动往复复式或离心心式压缩机机，将二次次蒸汽压缩缩，提高其其压力和温温度，重新新用作蒸发发的加热蒸蒸汽。§7-2蒸蒸发器一、蒸发器器的分类1、根据二二次蒸汽被被利用的次次数分类(1)单效效浓缩装置置(2)多单单效浓缩装装置(3)带有有热泵的浓浓缩装置2、根据料料液流程分分类(1)单程程式(2)循环环式：自然然循环与强强制循环3、根据加热热器结构分类类(1)盘管式式浓缩器(2)中央循循环管式浓缩缩器(3)升膜式式浓缩器(4)降膜式式浓缩器(5)片式浓浓缩器(6)刮板式式浓缩器(7)外加热热式浓缩器二、加热器：：乳品厂中所使使用的加热器器都属于管式式换热器，又又称列管式换换热器。管束束固定在管板板上，管板焊焊接于壳体，，管子、管板板和壳体焊在在一起。物料走列管内内，列管外、、壳体内走加加热蒸汽。乳品厂中使用用的蒸发器都都是非循环型的，物料在蒸蒸发器内经过过一次加热、、汽化和分离离，离开时即即达到要求的的浓度。料液液一般不打循循环，在加热热器内停留时时间短，这对对热敏性物料料的蒸发有利利。这类蒸发发器加热室中中液体多呈膜膜状流动，因因此又通称为为膜式蒸发器。常有以下几种种型式：长管管式、刮板式式和板式等。。乳品厂应用用最多的是长长管式蒸发器器。长管式蒸发器器根据液膜的的流动方向，，又分为升膜式蒸发器器和降膜式蒸发器器。三、升膜蒸发发原理升膜式蒸发器.对于升膜式蒸蒸发器，物料料从管束下部部引入。工作作时，物料在在加热管内全全程形成上、、中、下三个个不同区域，，如图所示，，物料在下部部，因液层静静压作用，物物料不沸腾，，只起加热作作用。在中部部温度上升物物料沸腾，二二次蒸汽形成成，蒸汽体积积急速增大，，管芯形成高高速上升气流流将液体在管管壁压成薄膜膜向上流动，，形成很好的的传热条件，，传热系数大大大增加，使使蒸发加快。。到达上部后后进入饱和区区，汽液混合合物经管顶进进入汽液分离离器进行汽液液分离。而在在降膜式蒸发发器中，物料料从顶部进入入，然后呈膜膜状蒸发。饱和区沸腾区预热区降膜式蒸发器小结1、概念浓缩真空空浓缩加加热蒸汽二二次蒸汽不不凝性气气体雾沫沫挟带闪闪蒸2、浓缩的目目的及基本过过程3、真空浓缩缩的优点4、蒸嘎旗的的分类5、升膜蒸发发的原理教案首首页授课顺序学时日期20年月日班级课题第三节蒸发器的附属设备目的要求1、掌握冷凝器的作用、分类。2、掌握分离器。3、掌握真空系统。4、了解预热器。重点难点重点：混合式冷凝器的结构、工作原理。水环式真空泵的结构、工作原理及特点。教学过程

讲新课(另附)教具挂图课后分析第三节蒸蒸发器的附属属设备一、冷凝器冷凝器的作用用：将二次蒸蒸汽冷凝，同同时将不凝性性气体分离，，以减轻真空空系统负荷。。冷凝器的分类类：直接式和和间接式。（一）间接式式冷凝器二次蒸汽与冷冷却水间接换换热。有列管管式、板式、、螺旋板式、、淋水管式等等。间接式冷凝器器的特点：冷冷却水可回收收利用，但价价格较高，用用水量大，传传热效率低。。（二）直接式式(混合式)冷凝器直接式冷凝器器分为逆流式和喷射式。二次蒸汽与冷冷却水直接接接触而冷凝。。1、孔板式冷冷凝器：冷凝器是一一个用钢板制制成的圆筒，，直径为400-2,000mm。。高度为1,200—5,000mm。如图所所示，内装有有若干块钻有有许多小孔的的淋水板，淋水板为交交替放置的圆圆缺型或交替替放置的盘环环型。冷却水水自上引入，，经淋水板小小孔穿流而下下，同时也经经板边缘溢流流而下，二次次蒸汽自下而而上与冷却水水逆流接触，，换热冷凝。。混合的冷却却水和冷凝水水由下部排出出，不凝性气气体由上方排排出。淋水板2、混合式冷冷凝器如图所示，在在圆筒型冷凝凝器中，上部部装有洒水盘盘，在其中部部装有“隔筒筒”，用于预预热物料的双双螺旋盘管盘盘绕在上面。。二次蒸汽和和不凝性气体体进入混合式式冷却器时首首先沿“隔筒筒”的周围从从上向下流动动，将盘管内内的物料预热热后，大部分分二次蒸汽被被冷凝，剩余余的二次蒸汽汽再由“隔筒筒”的下口向向上运动与下下落的冷却水水相遇混合后后被冷凝。因因此，确切地地说，这种冷凝器是是直接混合式式与低位组合合式冷凝器。。..上述两种冷凝凝器，当真空空蒸发时，其其内部处于负负压状态。若若无适当措施施，冷凝水无无法排出。通通常采取的措措施分两种：：低位式和高位位式。高位式冷凝器器1.外壳2.进水口口3.冷凝水管4.蒸汽汽进口5.淋水板6.不凝凝性气体管7.分离离器8.气压管高位式冷凝器器置于10m以上的高位位，下部连接接一根很长管管子，称为气压管（俗称大气腿腿），靠集于于气压管中液液体的静液压压作用把冷凝凝水排出。为为了防止外部部空气进入真真空系统，气气压管应插入入溢流槽中。。低位冷凝器器可直接安装装在地面上，，由于高度降降低冷凝器产产生的冷凝水水需用泵抽出出。3、喷射式冷冷凝器为水力喷射器器，由器盖、、喷嘴、喷嘴嘴托板、导向向盘、器体、、扩散管等组组成。工作时时具有一定压压力的冷水由由上部进入后后，通过喷嘴嘴喷射，形成成低压，将二二次蒸汽吸入入，在混合室室汽与水直接接混合，二次次蒸汽凝结，，并被水束带带入下部扩散散管，一部分分动能转为压压力能，从下下部管排出。。喷射式冷凝凝器及水力喷喷射器除有混混合冷凝作用用外，还具有有抽真空的作作用，不再需需要另装真空空泵。二、汽液分离离器(捕沫器器)产生雾沫夹带带的原因：1、泡沫物物料中存在在具有表面活活性的物质，，它降低料液液的表面张力力，使其在汽汽化时易形成成泡沫。在分分离室中，泡泡沫破裂，其其液膜分裂成成小雾滴群，，易被二次蒸蒸汽夹带。2、蒸汽高速速流动蒸蒸汽流速快，，必然携带雾雾沫流动。3、溶液急剧剧蒸发溶溶液加热较大大，易发生闪闪急蒸发，形形成雾沫。为了汽液更好好的分离，分分离室要有一一定空间，使使蒸汽流速降降低，较大的的液滴在重力力作用下返回回液面。乳品品生产中常采采用离心型分分离器。雾沫夹带的危危害：1、污染二次次蒸汽；2、影响浓缩缩效率和蒸发发能力，造成成物料损失；；3、若是多效效蒸发，二次次蒸汽夹带的的雾沫将使下下一效加热器器传热面形成成污垢和腐蚀蚀。三、真空系统统(一)真空系系统的作用是是抽吸系统内内的不凝性气气体，保证蒸蒸发器内处于于真空状态。。蒸发器内不凝凝性气体的主主要来源：1、设备密封封不严；2、溶解在冷冷却水中的不不凝性气体；；3、加热蒸汽汽带入的不凝凝性气体；4、物料中携携带的不凝性性气体。不凝性气体的的存在不仅影影响设备的真真空度，而且且也使传热效效率下降，所所以必须将不不凝性气体排排出。常用的的真空装置有有蒸汽喷射器器、往复式真真空泵和水环环式真空泵。。大多数乳品品厂现在使用用水环式真空空泵。(一)蒸汽喷喷射器(二)往复式式真空泵(三)水环式真空泵泵特点结构简单，易易于制造，操操作可靠，转转速较高，可可与电机直联联，内部不需需润滑，可使使排出气体免免受污染，排排气量较均匀匀，工作平稳稳可靠。但因因高速运转，，水的冲击使使叶轮与轮壳壳磨损，造成成真空度下降降，需经常更更换零件。效效率较低，为为30％～50％。真空空度较低，为为2.0～4.0kPa。四、牛乳预热热器带列管式预热热器的蒸发器器1.预热器2.加热器器3.分离离器§7-4典型的WIEGAND单单效降膜式蒸蒸发器.一、用途适用于在真空空条件下蒸发发浓缩，呈降降膜蒸发，受受热时间短，，热交换效果果好，对粘稠稠性、热敏性性物料的浓缩缩更为适宜。。二、主要技术术参数1、水发蒸发发量：800kg/h2、进料量：：1210kg/h3、出料量：：410kg/h三、主要设备备结构整套设备由加加热室、热压压泵、分离器器、冷凝器、、平衡槽、物物料泵、冷凝凝水泵、真空空泵、螺杆泵泵等组成。1、加热室全部用不锈钢钢制成，直径径Φ620mm，用隔板板将列管分成成两部分。第第一部分列管管由直径Φ40mm，长长6m的43根加热管组组成。第二部部分由直径ΦΦ40mm，，长6m的11根加热管管组成。列管管两端涨接在在两端的花板板上。2、分离室用不锈钢制成成的圆筒，直直径Φ600mm，高度度1,650mm,内外外表面抛光，，设有灯孔及及视孔，内上上部有一圆盘盘捕沫器固定定在器底上，，借以捕集二二次蒸汽所带带走的液沫。。3、冷凝器冷凝器位于加加热器中部壳壳体外的夹套套内，冷凝器器与蒸发器连连成一体。此此外还有热压压泵、真空泵泵等。四、工作原理理杀菌后75℃℃的牛乳从贮贮料桶（平衡衡槽）内，经经流量计计量量后吸入分离离室，部分水水分蒸发后，，由物料泵送送至加热器的的第一部分列列管，进入分配盘使物料均匀地地流入分配板板上的小孔，，然后流入加加热列管内，，沿管内壁呈呈膜状向下流流动，在下降降的同时与管管外的加热蒸蒸汽进行热交交换，物料产产生激烈的沸沸腾，在此所所形成的二次次蒸汽以相同同的方向向下下流动，使膜膜加速下降。。经第一部分分列管加热蒸蒸发的物料，，由物料泵送送入第二部分分列管加热蒸蒸发。经两部部分列管加热热蒸发后，达达到浓度要求求的物料，由由螺杆泵泵出出。牛乳在加加热器内的沸沸腾蒸发温度度为68℃。。二次蒸汽进进入分离室后后一部分再由由热压泵增压压，送入加热热室作为热源源。牛乳经加热器器加热蒸发，，产生的二次次蒸汽和部分分牛乳沿切线线方向进入分分离室，借离离心力的作用用使二次蒸汽汽与物料分离离。从分离器器内排出的二二次蒸汽，部部分抽入热压压泵，其余则则进入冷凝器器冷凝。分离离器内蒸发温温度为50℃℃。五、工艺特点点1、物料（牛牛乳）杀菌后后以75℃的的温度超沸点点进料；2、物料先进进入分离器，，分离器内的的蒸发温度为为50℃；3、物料在蒸蒸发器内流经经两次（双程程）；4、冷凝器安安装在蒸发器器壳外的夹套套中，节省了了占地面积和和空间。小结单效降膜式蒸蒸发器的结构构单效降膜式蒸蒸发器的工作作原理§7-5双双效降膜式蒸蒸发器一、样机.一）主要技术术参数：1、蒸发量1200kg/h2、进料量1600kg/h3、出料浓度48%4、物料预热热杀菌温度℃℃4～42℃42～64℃64～～74℃74～95℃5、一效加热热温度83～85℃二效加热温度度70～72℃6、管内蒸发发温度一效70～～72℃二效45～～50℃7、蒸汽消耗耗量500kg/h8、冷却水耗耗量9～12kg/h二）设备流程程：2．物料流程程（1）预热杀杀菌采用经过标准准化后的合格格乳，首先进进入由浮球阀阀控制的平衡衡槽，然后经经离心式进乳乳泵、流量计计、调节进料料的针形直角角阀后进入混混合式冷凝器器的预热双螺螺旋盘管，出出口温度约42℃。再进进入二效蒸发发器上部壳层层的预热盘管管，出口温度度约64℃，，而后至一效效蒸发器上部部壳层的预热热盘管，出口口温度约72℃，再进入入杀菌器的盘盘管（生蒸汽汽加热段），，温度达到95～98℃℃物料由此进进入保温管，，其流速由1.1m/降降至0.1m/s在保温温管流经时间间约24s，，至此完成物物料的预热杀杀菌阶段，物物料流经的全全程约90m，其中预热热盘管80m。（2）蒸发浓浓缩物料首先进入入一效蒸发器器顶部的液体体分配器（分分配盘），均均匀分布于35根内径40mm、长长5m的蒸发发管内，物料料沿管壁呈膜膜状下降，蒸蒸发产生的二二次蒸汽与物物料同至底部部，再与物料料一起进入离离心式分离器器。此时一效效蒸发器加热热壳层的加热热温度为83～85℃,管内蒸发温温度为70～～72℃。经经分离器与二二次蒸汽分离离的物料浓度度约24%（（干物质），，然后由中间间离心式物料料泵送至二效效，重复上述述过程。加热热温度为70～72℃，，蒸发温度为为45～50℃。由二效效分离器出来来的物料浓度度达到48%左右。最后后由离心式出出料泵送至喷喷雾工段。当当出料浓度与与要求浓度相相差不太大时时，调节出料料阀与出料管管支路上的再再循环阀，使使部分物料返返回二效蒸发发器再次循环环（小循环）），此阀可视视为浓度微调调阀。当出料料浓度与要求求浓度相差很很大时，关闭闭出料阀，打打开回流阀，，物料回到平平衡槽进行大大循环（与清清洗时一样））。3、各效的加加热蒸汽（加加热热源）（1）一效蒸蒸发器的热源源一效蒸发器的的热源是一效效产生的二次次蒸汽的50%与生蒸汽汽以1：1的的比例通过热热压泵混合后后作为一效加加热器的加热热热源。（2）二效蒸蒸发器的热源源二效蒸发器的的热源是一效效产生的二次次蒸汽的另外外的50%。。4、冷凝水（1）杀菌器器加热盘管内内物料，由生生蒸汽加热，，形成的冷凝凝水靠压差进进入一效蒸发发器壳层。（2）一效蒸蒸发器加热蒸蒸汽形成的冷冷凝水，汇同同杀菌器的冷冷凝水靠压差差进入二效蒸蒸发器壳层，，与二效蒸发发器加热蒸气气形成的冷凝凝水一起由冷冷凝水泵排出出。（3）二效（（末效）蒸发发器产生的二二次蒸汽进入入冷凝器被冷冷却水冷凝后后排出。这台台设备二效的的二次蒸汽进进入混合式冷冷凝器，先被被盘在内筒上上的盘管内的的物料冷却（（同时将物料料预热）剩余余部分被由上上而下的冷却却水直接冷凝凝，最后经冷冷却水泵排出出。5、真空的形形成在蒸发器内的的液体占有很很小的体积，，可以忽略不不计，占有较较大体积的二二次蒸汽被冷冷凝器冷凝，，真空系统抽抽吸的只是不不凝性气体。。这台设备采采用的是国内内不常见的双级蒸汽喷射射泵。正常操作时，，混合式冷凝凝器内的真空空度约为101.3kpa，即混合合式冷凝器内内的压力接近近于零，二效效分离器内的的真空度为91.32kpa,一效效分离器内的的真空度为69.32kpa。一一、二效蒸发发器壳层上有有上、下两条条不凝性气体体管路与混合合式冷凝器相相连，出口处处装有不同孔孔径的流量控控制板。6、冷却水主要用于中间间冷凝器，冷冷却水来冷凝凝一级蒸汽喷喷射泵喷入的的蒸汽，以减减轻二级喷射射泵的负担，，并在混合式式冷凝器中冷冷凝二效的二二次蒸汽。冷冷却水由中间间冷凝器(列列管式冷凝器器）下端进入入冷凝管内，，由上端排出出，从上端进进入混合式冷冷凝器内部洒洒水盘，由上上而下经两道道伞式折流板板分散，把由由下而上的二二次蒸汽冷凝凝。冷凝水与与冷却水一起起由冷却水泵泵排出。1.混合式冷冷凝器2.中中间冷凝器3.二级蒸蒸汽喷射泵4.一级级蒸汽喷射泵泵

5.启动动蒸汽喷射泵泵三）工艺特点点1．顺流进料料加热蒸蒸汽和物料的的流动方向一一致。物料浓浓度依效序递递增。低浓度度料液在高温温下蒸发，而而浓度高，粘粘度大的料液液在低温下蒸蒸发，这对热热敏性物料十十分有利。2．连续出料料，物料受热热时间短。3．物料预热热温差小物物料经三段段盘管预热，，一段盘管式式杀菌，各段段物料开始温温度及加热温温度、最终温温度见下表。。从表中可见见，最高温差差为46℃，，而且只是在在预热温度只只有50℃的的低温阶段，，有利于产品品的质量。预热温度第一段混合式冷凝器第二段二效加热器第三段一效加热器第四段杀菌器加热温度℃50708398物料开始温度℃4426272物料最终温度℃42627295预热温差℃46282126.4．节约蒸汽汽一次蒸蒸汽消耗量与与蒸发量即二二次蒸汽量的的比值为蒸汽汽系数，从这这台设备技术术参数上可以以看出500∕1200=0.42，扣除物物料杀菌所用用的蒸汽后，，蒸发系数为为0.32，，即蒸发1kg水分耗用用生蒸汽量仅仅为0.32kg。5．冷却却水耗量低，，由于二次蒸蒸汽被充分利利用，使冷却却水的消耗量量大大降低。。当进水温度度为20℃时时冷却水耗量量仅为12m3/h，这是由由于末效的二二次蒸汽的量量较少，温度度较低。.6．．将将杀杀菌菌与与浓浓缩缩两两种种工工序序结结合合在在一一起起的的好好处处：：1））节节约约材材料料，，缩缩小小占占地地面面积积；；2））避避免免杀杀菌菌乳乳的的再再次次污污染染；；3））物物料料超超沸沸点点进进料料，，有有利利于于蒸蒸发发的的进进行行；；4））减减少少了了操操作作人人员员。。由于于双双效效降降膜膜式式蒸蒸发发器器的的工工艺艺特特点点，，从从而而为为生生产产过过程程的的连连续续化化、、自自动动化化创创造造了了有有利利条条件件。。7、、如如下下图图所所示示，，液液体体分分布布器器采采用用盘盘式式折折流流分分配配装装置置。。物物料料进进入入降降膜膜式式蒸蒸发发器器后后如如果果没没有有液液体体分分布布器器，，物物料料就就不不能能均均匀匀地地分分布布到到各各个个加加热热列列管管中中，，就就会会造造成成物物料料在在管管内内局局部部过过热热，，严严重重时时会会造造成成焦焦管管、、堵堵塞塞。。所所以以，，对对于于降降膜膜式式蒸蒸发发器器，，在在蒸蒸发发器器的的上上部部必必须须安安装装液液体体分分布布器器。。盘式式折折流流液液体体分分配配器器1.加加热热管管2.管管板板3.分分配配盘盘4.折折流流板板5.物物料料进进口口.8、、在在一一效效上上部部的的预预热热盘盘管管和和杀杀菌菌器器的的盘盘管管内内设设计计了了内内部部始始终终充充满满物物料料的的““自自锁锁””结结构构，，这这样样可可以以避避免免当当发发生生停停电电等等事事故故时时，，因因加加热热蒸蒸汽汽不不能能及及时时关关闭闭，，一一效效上上部部的的预预热热盘盘管管和和杀杀菌菌器器内内温温度度不不能能降降下下来来的的物物料料而而造造成成的的挂挂壁壁、、焦焦管管甚甚至至堵堵塞塞现现象象的的发发生生。。9、、真真空空的的形形成成采采用用国国内内不不多多见见的的双双级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵，，中中间间用用表表面面（（中中间间））冷冷凝凝器器串串联联的的双双级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵。。为为了了在在启启动动时时尽尽快快达达到到所所要要求求的的真真空空度度，，配配有有启启动动蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵。。这这种种真真空空装装置置具具有有抽抽气气量量大大、、真真空空度度高高、、安安装装运运行行简简便便、、价价格格便便宜宜、、占占地地面面积积小小等等优优点点。。其其缺缺点点是是要要求求蒸蒸汽汽压压力力较较高高及及蒸蒸汽汽量量稳稳定定。。.10、液液体、气气体流量量的控制制多多处处采用了了结构简简单的孔孔板，这这些孔板板是在1mm厚厚的不锈锈钢圆板板中心开开一小孔孔，孔径径因流量量的不同同而不同同。这些些孔板安安装在与与设备连连接的活活接处，，更换、、调整均均很方便便，使用用孔板部部位如下下（仅供供参考））：1）一效效蒸发器器物料入入口管；；2）二效效蒸器物物物料入入口管；；3）一效效蒸发器器冷凝水水出口管管；4）杀菌菌器冷凝凝水出口口管；5）一效效上部不不凝性气气体出口口管；6）二效效上部不不凝性气气体出口口管；7）一效效下部不不凝性气气体出口口管；8）二效效下部不不凝性气气体出口口管；9）杀菌菌器蒸汽汽进口管管。.11、一一效、二二效蒸发发器的结结构基本本相同，，各连接接管路的的孔径，，方位，，标高也也一致，，这样，，结构稍稍作改动动，现用用一效蒸蒸发器可可作为另另一种较较大系列列设备的的二效蒸蒸发器；；同样现现在的二二效蒸发发器可以以作为另另一种较较小系列列设备的的一效蒸蒸发器，，有利于于设备的的系列化化。12、杀杀菌器位位于蒸发发器下部部的壳层层内，节节省了占占地面积积。但容容易发生生焦管甚甚至堵塞塞现象§7-5双效效降膜式式蒸发器器二、国产产O-保温温管N-管式杀杀菌器A-Ⅰ效蒸发发器D-蒸汽热热压泵B-Ⅱ效效蒸发器器C-混合合式冷凝凝器K-浓浓奶泵泵L-冷冷凝水水泵R-水水环式式真空空泵M-冷冷却水水泵P-平平衡槽槽J-供供料泵泵（一））带水水力喷喷射泵泵的双双效降降膜式式蒸发发器：：1．结结构：：成套设设备由由平衡衡槽、、物料料泵、、杀菌菌器、、蒸发发器、、分离离器、、预热热器、、水力力喷射射泵等等组成成。2．改改进部部分1）将将上下下两层层操作作部分分改成成只在在地面面上操操作，，使操操作更更加方方便；；2）根根据我我国国国情，，使用用蒸汽汽的压压力更更适合合我国国国情情；3)进进口蒸蒸发器器的杀杀菌器器位于于一效效加热热器中中下部部的夹夹层内内。物物料在在螺旋旋盘管管内被被管外外加热热蒸气气加热热，由由于加加热温温度较较高，，在生生产中中，特特别是是生产产全脂脂加糖糖奶粉粉时易易产生生挂壁壁、焦焦管甚甚至堵堵塞，，而且且不易易清洗洗维修修。国国产的的杀菌菌器改改成列列管式式，单单独放放在加加热器器的旁旁边，，这样样不易易发生生堵塞塞现象象。而而且清清理、、维修修、清清洗都都很方方便。。.4）冷冷凝器器和真真空系系统的的改变变。末末效的的二次次蒸汽汽大多多被冷冷凝器器中的的螺旋旋盘管管内的的物料料冷凝凝，物物料同同时被被预热热，所所以称称为预预热器器。剩剩余少少部分分二次次蒸汽汽及不不凝性性气体体被水水力喷喷射泵泵排出出。由由于使使用水水力喷喷射器器使耗耗水量量大大大增加加。目目前常常见的的为混混合式式冷凝凝器与与水环环式真真空泵泵配合合使用用。（二））国产产双效效带热热压泵泵降膜膜式蒸蒸发器器如图所所示，，与样样机相相比，，有以以下变变化：：1、杀杀菌器器安装装在外外部并并且是是列管管式的的；2、不不凝性性气体体由水水环式式真空空泵抽抽出。。其它方方面基基本相相似，，参考考样机机即可可学习习工艺艺流程程、设设备操操作等等。..一效加加热器器一效分分离器器冷凝器器二效加加热器器二效分分离器器§7-6三三效降降膜式式蒸发发器.一、主主要技技术参参数1、蒸蒸发量量3200kg/h2、进进料量量4000kg/h3、蒸蒸汽耗耗量1100kg/h4、杀杀菌条条件86～94℃℃24s5、蒸发温温度℃一效70二二效57三三效456、真空度度kPa一效69二二效83三三效效907、冷却水水耗量9～12kg/h二、主要结结构1、进料罐1台圆柱形，密密封形式，，带人孔，，容量1000L,带就地清清洗喷头。。2、进料泵1台可将牛奶由由进料罐泵泵到预热器器、列管式式杀菌器、、一效蒸发发器。3、预热器共共有四个个盘管式，分分别装在混混合式冷凝凝器及一、、二、三效效加热器上上部壳管内内。4、牛奶杀菌器器1台台列管式杀菌菌器(包括括保温管)。5、蒸发器3台列管式换热热器，蒸发发器有可打打开的顶盖盖，打开顶顶盖后，是是液体分配配器，配有有3台离心心式分离器器。6、送料泵3台将物料由分分离器输送送到下一效效的蒸发器器。.7、冷凝水泵1台将冷凝水从从加热器中中排出。8、浓奶出出料泵1台将将浓浓奶输送到到喷雾干燥燥器的进料料罐。9、热压缩泵2台将二次蒸汽汽进行再压压缩，供第第一、二效效蒸发器，，作为加热热热源。热热压泵的动动力是生蒸蒸汽。10、冷凝器1台为混合式冷冷凝器。11、冷却水泵1台将混合式冷冷凝器内的的冷却水排排出。12、水环式真空空泵2台叶轮是由特特种合金制制造的。启启动时开两两台，正常常运转后只只用一台。。.13、酸碱洗槽各各一个个酸碱洗槽的的体积均为为1000L，并附附有酸碱液液的输送泵泵一台(5000L/h)。。14、管路、管件件、阀门用于连接上上述设备，，包括物料料、二次蒸蒸汽、生蒸蒸汽、冷凝凝水、上下下不凝性气气体等管路路，以及温温度计、压压力表等。。15、操作平台由5mm厚厚花纹板和和必需的碳碳钢构件组组成，所有有的边沿处处都有100mm高高的挡脚板板。16、仪表电控柜柜1台台集中监控蒸蒸发器中心心仪表盘。。仪表盘包包括所有电电机的启停停按钮，所所有电机和和电动阀的的模拟图都都用灯光指指示，流程程图、蒸汽汽压力显示示、杀菌温温度显示、、真空度显显示都在仪仪表盘上。。三、流程（一）预热热杀菌1、预热杀杀菌:预处理完5℃的物料料进入平衡衡槽，经过过进料泵、、控制阀、、流量计进进入混合式式冷凝器的的预热盘管管内第一次次预热，然然后分别进进入三效加加热器、二二效加热器器、一效加加热器上部部壳程的预预热盘管内内预热。然然后再进入入列管式杀杀菌器加热热杀菌后进进入保温管管保温，这这样预热过过程就完成成了。2．真空浓浓缩:经预热、杀杀菌、保温温后的物料料超沸点进进入一效蒸蒸发器，经经液体分布布器均匀分分布到各个个加热列管管内，借重重力和二次次蒸汽作用用在管内呈呈膜状向下下流动，同同时与管外外的加热蒸蒸气进行热热交换而蒸蒸发。物料料与二次蒸蒸汽沿切线线方向进入入分离器，，汽液分离离后用物料料泵泵入二二效蒸发器器蒸发后，，再泵入三三效蒸发器器，三效蒸蒸发器中属属于双程蒸蒸发。随着着蒸发的进进行，物料料浓度的增增加，物料料逐渐减少少。物料进进入三效蒸蒸发器采用用双程蒸发发提高了流流速，增大大了传热效效果。物料料达到要求求浓度后由由出料泵排排出。（二）加热热热源一效蒸发器器产生的二二次蒸汽除除部分引入入第二效蒸蒸发器作为为第二效蒸蒸发器的热热源外，其其余部分为为热压泵增增压后作为为第一效的的热源。第第二效产生生的二次蒸蒸汽与一效效流程一样样，第三效效产生的二二次蒸汽则则导入混合合式冷凝器器，经冷凝凝后由冷却却水泵排出出。（三）真真空的形成成采用混合式式冷凝器与与水环式真真空泵共同同作用，末末效的二次次蒸汽和不不凝性气体体一同进入入混合式冷冷凝器，二二次蒸汽被被冷凝后，，不凝性气气体被水环环式真空泵泵抽出，蒸蒸发器内形形成真空。。小结三效降膜式式蒸发器物物料的流程程加热热源和和真空的形形成§7-7关关于降降膜式蒸发发器几几个问问题的探讨讨..一、关于降降膜式蒸发发器几个问问题的探讨讨（一）降膜膜是如何形形成的？首先取决于于蒸发器内内部的液体体分布器，，若不能把把物料均匀匀分布到各各个加热列列管中，不不仅影响传传热效果，，还会产生生物料挂壁壁、焦管，，严重时会会发生堵塞塞列管。因因此，液体体分布器的的使用至关关重要；其次，大量量二次蒸汽汽的产生对对液膜的形形成非常重重要。管内的液膜膜下降的三三个动力：：一是物料料本身的重重力；二是是在蒸发器器顶部的物物料由于超超沸点进料料所产生的的大量的二二次蒸汽向向下的冲力力；三是蒸蒸发器下部部的真空度度较大。（二）为什么么节能？1、多效的的应用除一效使用用生蒸汽外外，其他各各效都使用用前一效产产生的二次次蒸汽，大大大节省了了生蒸汽的的用量。2、热压泵泵的应用部分二次蒸蒸汽通过热热压泵与生生蒸汽混