板式与管式蒸发器的比较

板式与管式蒸发器的比较

该菌株能在动物细胞中结合组织。它是生物科技行业最重要的材料之一，也是最需要的最佳生物学材料之一。其应用领域包括:生物医学材料、食品工业、化妆品等。胶原蛋白的生产工艺为(以鱼皮为原料):原料的清洗→浸酸→水洗→提取→过滤→浓缩→灭菌→喷雾干燥→包装。胶原蛋白属于热敏性物料,其浓缩段可采用降膜式蒸发器与板式蒸发器两种。本文阐述JBJM02-800型板式降膜蒸发器在胶原蛋白生产中的设计及应用,并与管式降膜蒸发器的应用效果作比较。1降膜板式蒸发器trt(1)介质:胶原蛋白水溶液(2)生产能力:800kg/h水(3)pH值:6(4)进料黏度:10cp(5)进料质量分数:18%(6)进料温度:50℃(7)出料质量分数:40%(8)一效加热温度:85℃~87℃(9)最高蒸发温度:72℃(10)使用蒸汽压力:0.7MPa(11)装机容量:10kW(12)设备外型尺寸:5500mm×3900mm×5000mm(13)蒸发器状态参数(见表)本蒸发器采用降膜板式蒸发器结构;因为进料温度为50℃,所以采用一个预热级,即一个板式预热器将物料从50℃预热至73℃;采用热压缩技术,即热泵抽吸一效二次蒸汽提高其温压作为一效一部分加热热源;采用板式冷凝器与水环真空泵合用抽真空,保持蒸发系统的真空度;采用全自动控制,系统控制参数为:进料量、加热温度、蒸发温度及出料密度。2制板装置的设计2.1蒸汽汽化开导率计算公式为蒸发量分配:一效564kg/h;二效236kg/h(计算略)物料衡算:进料量S=800×40/(40-18)=1454.55kg/h热量衡算:一效加热蒸汽耗量式中:D—蒸汽耗量,kg/hW—水分蒸发量,kg/h;W=564kg/hT—进料温度,℃;T=73℃t—料液沸点温度,℃;这里按72℃计算R—加热蒸汽潜热,kj/kg;2291.894kj/kgr—二次蒸汽汽化潜热,kj/kg;2329.514kj/kgQ1—预热热量,kj/h;Q1=31122.45kj/h。则:D=[564×2329.51-1454.55×3.887(73-72)+31122.45]×1.05/2291.89=613.6kg/h本蒸发器采用热压缩技术,生蒸汽耗量:式中:D—蒸发器蒸汽耗量kg/h;D=613.6kg/hG0—生蒸汽量,kg/hE—热泵抽吸二次蒸汽量,kg/h;E=µG0换热面积计算:一效换热面积按下式计算:式中:k—传热系数,kj/m2·h·℃;k=4389kj/m2·h·℃T—加热温度,℃;T=85℃。用于二效加热的热量:根据热量衡算二效的换热面积为:2.2大设备总蒸发体积分离器直径按下式计算式中:V0—蒸汽比容,m3/kg;这里V0=5.045m3/kgW0—自由截面的二次蒸汽流速,m3/m2·s一效分离器直径:式中:V—二次蒸汽体积流量,m3/sVS—允许的蒸发体积强度,m3/m2·s;VS=1.1~1.5m3/m2·s则:h=4×564×5.045/(π×0.62×1.3×3600)=2.151m,取2.2m。二效分离器直径:二效分离器高度:h=4×236×9.578/(π×0.52×1.3×3600)=2.46m,取2.5m。2.3冷凝器换热面积计算进入冷凝器的热量:由于是变温传热,因此,按对数温差计算传热温差,冷凝器冷却水进水温度32℃,排水温度为42℃。则:55℃—→55℃32℃—→42℃冷凝器换热面积按下式计算:式中:Q—换热热量,kj/h;Q=573000.45kj/hΔt—传热温差,℃;Δt=17.5℃则:F=Q/(k·Δt)=573000.45/(4180×17.5)=7.83m23板式降膜蒸发器板式升降膜作为最初的板式蒸发器,灵活、多功能,可进行中等规模加工热敏产品,多用在果汁或停留时间短、生产优质浓缩物的其它流体。现在,这种蒸发器越来越多地应用在医药及化工厂生产抗菌素及无机酸,将板式升降膜蒸发器的所有优点和此型蒸发器的流体停留时间短、容量大的优点相结合,可广泛应用于许多加工设备中。板式蒸发器的另一优点是占用空间比较小,缺点是蒸发速率没有管式降膜蒸发器快;结垢结焦比较严重,清洗困难。因此,更适合全自动控制,否则由于加热蒸汽温度等的波动会使结焦速度加快,这是与管式降膜式蒸发器不同的。另外,板式降膜蒸发器的应用范围处理量也不能与管式降膜蒸发器相比。4设备及进料参数本蒸发器参数正常,自动控制正常,产品各项指标达到设计要求。需要说明的是,蒸发器换热面积、冷凝器换热面积、冷却水量的大小、冷却水温的高低共同决定生产能力和蒸发温度。此外,无论是自动控制还是手动控制,使用蒸汽压力必须稳定,进料参数也必须比较稳定,自动控制要精确,否则难以达到设计要求。出料量S=1454.55-800=654.55kg/hS—进料量