《食品工厂机械与设备》第五章（5-1） 操作流程及单效浓缩设备

第五章真空浓缩设备 第一节分类、选择及操作流程

第五章 真空浓缩设备 第一节 分类、选择及操作流程

·生产原料含有: 大量水分(约75%以上) 营养物质 原有色、香、味 提高浓度进行浓缩 发展方向低温、快速、连续

• 生产原料含有： –大量水分(约75%以上) –营养物质 –原有色、香、味 • 提高浓度进行浓缩 • 发展方向低温、快速、连续

1.浓缩(蒸发)基本概念 ·浓缩蒸发用加热方法,使溶液中部分溶剂 汽化除去,以提高溶质浓度,为溶质析出 创造条件,是挥发性溶剂与不挥发性溶质 分离的物理操作过程 浓缩蒸发目的: 是除去部分水分,减少重量与体积,使成品利 于保藏 蒸发习惯上也称浓缩 蒸发指溶液中溶剂减少的过程 浓缩系指溶液中溶质增加的过程

1．浓缩(蒸发)基本概念 • 浓缩蒸发用加热方法，使溶液中部分溶剂 汽化除去，以提高溶质浓度，为溶质析出 创造条件，是挥发性溶剂与不挥发性溶质 分离的物理操作过程 • 浓缩蒸发目的： –是除去部分水分，减少重量与体积，使成品利 于保藏 • 蒸发习惯上也称浓缩 – 蒸发指溶液中溶剂减少的过程 – 浓缩系指溶液中溶质增加的过程

2.蒸发产生二次蒸汽利用次数 加热蒸汽利用一次,即将物料加热产生 二次蒸汽排除掉,不利用它的热量,用 冷凝方法,将热量冷凝成冷凝水,称单 效蒸发 将物料加热产生二次蒸汽通入另一压强 更低蒸发设备作为加热蒸汽,并将多个 这样蒸发器串联起来,称多效蒸发 次蒸汽不是用作下一蒸发设备热源, 而作其它用途,称二次蒸汽为额外蒸汽

２．蒸发产生二次蒸汽利用次数 • 加热蒸汽利用一次，即将物料加热产生 二次蒸汽排除掉，不利用它的热量，用 冷凝方法，将热量冷凝成冷凝水，称单 效蒸发 • 将物料加热产生二次蒸汽通入另一压强 更低蒸发设备作为加热蒸汽，并将多个 这样蒸发器串联起来，称多效蒸发 • 二次蒸汽不是用作下一蒸发设备热源， 而作其它用途，称二次蒸汽为额外蒸汽

3.真空蒸发优点: (1)真空蒸发可降低料液的沸腾(点) 温度 牛奶在真空度为625mmHg柱时,沸点 仅56.7℃ 牛奶是热敏感性很大的溶液,降低沸 腾温度可提高产品质量

３．真空蒸发优点： • (1)真空蒸发可降低料液的沸腾(点) 温度 –牛奶在真空度为625mmHg柱时，沸点 仅 56.7℃ – 牛奶是热敏感性很大的溶液，降低沸 腾温度可提高产品质量

(2)沸点降低可提高加热蒸汽和溶液之 间的温度差,增大了单位传热面积上 单位时间的传热量,加快了蒸发过程 或对同一传热量,同一个蒸发速度, 可减少蒸发设备加热面积

• (2)沸点降低可提高加热蒸汽和溶液之 间的温度差，增大了单位传热面积上 单位时间的传热量，加快了蒸发过程 • 或对同一传热量，同一个蒸发速度， 可减少蒸发设备加热面积

常压下牛奶沸点为101.5℃,若加热蒸汽 Ikg/cm2(表压),查饱和蒸汽表绝对压力2大 气压)加热蒸汽温度为120℃,则加热蒸汽和 牛奶之间温差亼t=120-101.5=18.5℃ 在真空度为6675mmHg柱时,牛奶沸点为 50℃,其温差△t=120-50=70℃ 真空度越高,沸点降低越多,温差亼t增大 ·同理,加热蒸汽压力愈高,温差也增大 但对热敏感性物料,不采用高压蒸汽加热

• 常压下牛奶沸点为101.5℃，若加热蒸汽 1kg/cm2 (表压)，查饱和蒸汽表(绝对压力2大 气压)加热蒸汽温度为120℃，则加热蒸汽和 牛奶之间温差△t＝120－101.5＝18.5℃ • 在真空度为667.5mmHg柱时，牛奶沸点为 50℃，其温差△t＝120－50＝70℃ • 真空度越高，沸点降低越多，温差△t增大 • 同理，加热蒸汽压力愈高，温差也增大， 但对热敏感性物料，不采用高压蒸汽加热

(3)沸点降低,可使传热面上结焦现象减 少,使设备运转时间加长而不需新洗刷, 可提高设备利用率,为连续生产创造条件 (4)真空蒸发为二次蒸汽利用创造了条件 二效真空度比一效更高,沸点更低,使二次 蒸汽与二效蒸发温度有足够温差,可用双效 多效或配热泵蒸发,从而节省燃料或蒸汽耗 量

• (3)沸点降低，可使传热面上结焦现象减 少，使设备运转时间加长而不需新洗刷, 可提高设备利用率，为连续生产创造条件 • (4)真空蒸发为二次蒸汽利用创造了条件 –二效真空度比一效更高，沸点更低，使二次 蒸汽与二效蒸发温度有足够温差，可用双效、 多效或配热泵蒸发，从而节省燃料或蒸汽耗 量

4.真空蒸发缺点: (1)需增加一系列抽真空设备,消耗大量冷 却水,多消耗能量 (2)真空蒸发使溶液沸点降低 溶液的蒸发潜热(汽化澘潜热)随沸点降低而增大, 即在减压下蒸发1kg水需热量比在常压下高 显热减少,总热量还是少的 热量消耗大

４．真空蒸发缺点： • (1)需增加一系列抽真空设备，消耗大量冷 却水，多消耗能量 • (2)真空蒸发使溶液沸点降低 –溶液的蒸发潜热(汽化潜热)随沸点降低而增大， 即在减压下蒸发1kg水需热量比在常压下高 –显热减少，总热量还是少的 – 热量消耗大

第一节分类、选择及操作流程 分类: 按二次蒸汽利用次数分:单效、多效和带 热压泵式 单效蒸发—加热蒸发只被利用一次,料液水分 蒸发产生的二次蒸汽不再利用,通常蒸发kg水 分需11—1.2kg蒸汽 多效蒸发——加热蒸汽被利用多次,即下一效 的加热室即为前效二次蒸汽的冷凝室,一般双 效节省蒸汽50%,三效节省67% 带热压泵式蒸发(也称热压缩器)—是将前效产 生二次蒸汽压缩,提高其压力和温度,提高热 效率。单效带热压泵蒸发设备蒸汽消耗量为 0.6-0.7kg蒸汽/kg水分

第一节 分类、选择及操作流程 • 一、分类： • 按二次蒸汽利用次数分：单效、多效和带 热压泵式 –单效蒸发——加热蒸发只被利用一次，料液水分 蒸发产生的二次蒸汽不再利用，通常蒸发1kg水 分需1.1—1.2kg蒸汽 – 多效蒸发——加热蒸汽被利用多次，即下一效 的加热室即为前效二次蒸汽的冷凝室，一般双 效节省蒸汽50％，三效节省67％ –带热压泵式蒸发(也称热压缩器)——是将前效产 生二次蒸汽压缩，提高其压力和温度，提高热 效率。单效带热压泵蒸发设备蒸汽消耗量为 0.6—0.7kg蒸汽/kg水分