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                多種蒸發濃縮設備詳細結構匯總

                2018-06-20 00:00:00   來源:    點擊:8974   喜歡:4

                 濃縮設備

                  濃縮是除去食品料液中部分水分的單元操作,在食品加工中有著重要的地位。例如鮮乳、果蔬榨取得到的原汁、植物性提取液(如咖啡、茶)、生物處理(酶解、發酵)分離液等均含有大量的水分,為便于運輸、貯存、后續加工以及方便使用等,往往需要進行濃縮。


                濃縮的目的


                1、作為干燥的預處理,降低產品的加工熱量消耗;

                2、可提高噴霧干燥的產品粒度,提高其沖調性、分散性、復原性;

                3、提高產品的保藏性如煉乳、濃縮果汁等;

                4、減少產品的體積和重量,便于運輸;

                5、是結晶操作的必要預處理工序;

                6、提取果汁中的芳香物質;


                濃縮設備的分類


                1、蒸發濃縮設備(利用氣液之間的平衡將溶劑除去,外部提供熱能)

                2、冷凍濃縮設備(利用固液之間的平衡將溶劑變為冰晶而除去,使溶液濃度提高)

                3、離心濃縮設備(利用溶質與溶劑之間的密度差,利用離心力的差異而使其部分分離,使溶液得到濃縮);

                4、超濾濃縮設備(利用溶劑與溶質之間的分子大小之間的差異和超濾膜的篩分功能使其分離從而使溶液得到濃縮);




                蒸發濃縮的幾個術語


                加熱蒸氣:為蒸發操作提供熱能的水蒸汽,亦稱生蒸氣。

                二次蒸氣:被蒸發的物料所產生的蒸氣。

                單效濃縮:料液只經加熱蒸汽加熱濃縮一次,所得二次蒸汽不用于該料液的加熱蒸發濃縮操作為單效濃縮。

                將若干個蒸發器串聯起來,將前一個蒸發器產生的二次蒸汽引入后一個蒸發器的加熱室作為熱源,就成為多效蒸發??梢园押笮д舭l器的加熱室看作前效的冷凝器,而末效的二次蒸汽則送去冷凝。 

                多效蒸發要求:后效的操作壓強和溶液的沸點均較前效低。多效蒸發中,二次蒸氣的潛熱得到較為充分的利用,提高了加熱蒸氣的利用率。


                單位蒸氣消耗量和耗水量


                設備類型 蒸汽耗量(T) 水耗量

                每蒸發1噸水 每生產1噸粉 每蒸發1噸水 每生產1噸粉

                國產單效蒸發器不帶熱泵 1.15 7.6 3.0 192

                國產雙效帶熱泵 0.46 3 10 64

                丹麥五效帶熱泵使用蒸汽壓力0.8Mpa 0.14 0.94 帶冷卻水塔,循環使用幾乎不耗水


                效數 單效    雙效     三效    四效    五效

                理論最小值 1    1/2     1/3    1/4   1/5

                實際最小值 1.1  0.57     0.4    0.3   0.27



                蒸發量與傳熱量成正比,在多效蒸發中 

                沒有提高蒸發量; 

                節約了加熱蒸汽; 

                設備投資增加;


                多效濃縮設備的流程


                1.順流法 


                蒸氣和料液的流動方向一致,均從第一效到末效。 


                特點: 


                蒸發室的壓強依效序遞減,效間流動不需泵; 

                沸點依效序遞降,前效料進入后效時放出顯熱,供一部分水汽化; 

                濃度依效序遞增,高濃度料液在低溫下蒸發,對熱敏性物料有利。 

                沿流動方向濃度增高,傳熱系數下降。


                2.逆流法 


                料液與蒸氣流動方向相反; 

                原料由末效進入,用泵依次輸送至前效, 

                濃縮液由第一效底部取出。 

                加熱蒸氣的流向仍是由第一效順序至末效。 



                特點: 

                濃度較高的料液在較高溫度下蒸發; 

                粘度不高; 

                傳熱系數較大; 

                效間需用泵輸送; 

                無自蒸發; 

                高溫加熱面上易引起結焦和營養物質的破壞。

                平流法

                原料液分別加入各效中,濃縮液也分別自各效底部取出, 

                蒸氣流向仍是由第一效流至末效。此種流程適用于處理蒸發過程中伴有結晶析出的溶液。


                4. 混流法 


                效數多時,也可采用順流和逆流并用的操作,稱為混流法,這種流程可協調兩種流程的優缺點,適于粘度極高料液 的濃縮。 


                蒸發濃縮設備的分類


                1、蒸發設備由蒸發器(具有加熱界面和蒸發表面)、冷疑器和抽氣泵等部分組成。由于各種溶液的性質不同,蒸發要求的條件差別很大,因此蒸發濃縮設備的形式很多,按不同方法可以分成不同的類型。


                2、按蒸發面上的壓力分:


                1、常壓濃縮設備  溶劑汽化后直接排入大氣,蒸發面上為常壓,如麥芽汁煮沸鍋,熬糖鍋等。


                2、真空濃縮設備  溶劑從蒸發面上汽化后進入負壓狀態,蒸發溫度低、蒸發速率高。


                真空濃縮設備的型式很多,一般可按下列方法分類


                根據加熱蒸汽被利用的次數分類  單效濃縮設備;二效濃縮設備;多效濃縮設備,帶有熱泵的濃縮設備。


                3、根據料液的流程分類  循環式(有自然循環式與強制循環式之分)和單程式。循環式比單程式熱利用率高。


                4、根據加熱器結構形式分類    非膜式和薄膜式。


                1、非膜式:料液在蒸發器內聚集在一起,只是翻滾或在管中流動,形成大蒸發面。非膜式蒸發器又可分為:夾套式濃縮器、盤管式濃縮器;中央循環管式濃縮器。


                2、薄膜式:料液在蒸發時被分散成薄膜狀。薄膜式蒸發器又可分為:升膜式、降膜式、刮板式、離心式薄膜蒸發器、板片式蒸發器等。薄膜式蒸發器的水分蒸發快,因其蒸發面積熱利用率高,但結構較非膜式復雜。


                蒸發器的選型


                蒸發器有很多種類和型式,必須根據物料的具體特性,按不同的需要進行選擇。


                (1)熱敏性  對熱過程很敏感,受熱后會引起產物發生化學變化或物理變化而影響產品質量的性質稱為熱敏性。如發酵工業中的酶是大分子的蛋白質,加熱到一定溫度、一定時間會變性而喪失其活力,因此酶液只能在低溫短時間受熱的情況下進行濃縮,才能保存活牲。又如番茄醬和其他果醬在溫度過高時,會改變色澤和風味,使產品質量降低。


                這些熱敏性物料的變化與溫度和時間均有關系。因此,食品工業中常用低溫蒸發,或在較高溫度受熱蒸發來解決熱敏性物料蒸發過程的特殊要求。一般選用各種薄膜式或真空度發濃縮器。 


                (2)結垢性  有些溶液在受熱后,會在加熱面上形成積垢,從而增加熱阻,降低傳熱系數,嚴重影響蒸發效能,甚至因此而停產。故對容易形成積垢的物料應采取有效的防垢措施,如采用管內流速很大的升膜式蒸發設備或其他強制循環的蒸發設備,用高流速防止積垢生成,或采用電磁防垢、化學防垢等;


                (3)發泡性  有些溶液在濃縮過程中,會產生大量氣泡。這些氣泡易被二次蒸汽帶走進入冷凝器,一方面造成溶液的損失,增加產品的損耗,另一方面污染其他設備,嚴重時會造成不能操作。所以,發泡性溶液蒸發時,要降低蒸發器內二次蒸汽的流速,以防止發泡的現象,或在蒸發器的結構上考慮消除發泡的可能性。同時要設法分離回收泡;采用管內流速很大的升膜式蒸發器或強制循環式蒸發器,用高流速的氣體來沖破;


                (4)結晶性  有些溶液在濃度增加時,會有晶粒析出,大量結晶沉積則會防礙加熱面的熱傳導,嚴重時會堵塞加熱管。要使有結晶的溶液正常蒸發,則要選擇帶攪拌或強制循環蒸發器,用外力使結晶保持懸浮狀態。


                (5)粘滯性  有些料液濃度增大時,粘度也隨著增大,而使流速降低,傳熱系數隨之減小,生產能力下降。故對粘度較高或經加熱后粘度會增大的料液,不宜選用自然循環型,而應選用強制循環型、刮板式或降膜式濃縮器。


                (6)腐蝕性  蒸發腐蝕性較強的料液時,應選用防腐蝕材料制成的設備或結構上采用更換方便的型式,使腐蝕部分易于定期更換。如檸檬酸液的濃縮器采用石墨加熱管或耐酸搪瓷夾層蒸發器等。


                蒸發設備的選擇原則


                (1)生產能力,通常以每小時水分蒸發量來表示;

                (2)濃縮度,通常以濃縮制品的固體百分含量來表示;

                (3)制品熱敏性,與停留時間與蒸發溫度有關;

                4)制品粘度;

                (5)有價值揮發物質的回收;

                6)衛生結構及清洗要求;

                7)投資費用與操作費用;

                8)裝置大小與廠房大小有關。


                蒸發設備的類型


                1、管式加熱(直管、盤管、套管、蛇管、中央循環管)濃縮設備

                2、板片式加熱濃縮設備

                3、刮板式加熱濃縮設備

                4、離心薄膜蒸發濃縮設備

                5、旋轉圓錐式加熱濃縮設備器



                第一節 真空蒸發濃縮設備


                在真空條件下對液體進行加熱蒸發濃縮的方法始于1913年,其工藝是建立在英國科學家E.C.Howard專利基礎之上的,它包含一個蒸汽加熱的帶有冷凝器和空氣泵的雙底真空釜。



                真空蒸發濃縮設備特點


                優點:


                (1)在真空狀態下料液的沸點降低,加速了水分蒸發,避免了料液的高溫處理,適合于處理熱敏性物料。 

                (2)熱源可以采用低壓蒸汽或廢熱蒸汽。

                (3)由于料液的沸點較低,使濃縮設備的熱損失減少。

                (4)對料液起加熱殺菌作用,有利于食品的保藏。


                缺點:


                (1)須有抽真空系統,從而增加附屬機械設備及動力。 

                (2)由于蒸發潛熱隨沸點降低而增大,所以熱能消耗大。 


                一、蒸發器


                (一)夾套式蒸發器

                (二)盤管式蒸發器

                (三)外加熱式蒸發器

                (四)長管式蒸發器

                (五)刮板式蒸發器

                (六)板式蒸發器

                (七)離心薄膜蒸發器


                蒸發器是真空蒸發濃縮系統的主體,由加熱室與分離室兩部分構成,食品料液在此受到加熱發生汽化,產生濃縮液和二次蒸汽。


                蒸發器的分類


                蒸發器按料液流程可分為循環式(有自然循環式與強制循環式之分)和單程式;按加熱器結構可分為夾套式、盤管式、中央循環管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、離心外加熱式濃縮器等。 


                (一)夾套式蒸發器


                又稱為攪拌式真空濃縮鍋,屬于間歇式中小型食品濃縮設備。

                如圖所示,主要由圓筒形夾套殼體、犁刀式攪拌器、汽液分離器等組成。

                被濃縮的料液投入鍋內,通過供入夾套內的蒸汽進行加熱,在攪拌器的強制性翻動下,料液形成對流而受到較為均勻的加熱,并釋放出二次蒸汽。二次蒸汽從上部抽出。


                夾套式蒸發器的特點


                這種蒸發器的加熱面積小,料液溫度不均衡,加熱時間長,料液通道寬,通過強制攪拌加強了加熱器表面料液的流動,減少了加熱死角,適宜于果醬、煉乳等高黏度料液的濃縮。


                (二)盤管式蒸發器


                如圖所示,主要由盤管加熱器、蒸發室、泡沫捕集器、進出料閥及各種控制儀表所組成。


                鍋體為立式圓筒密閉結構,上部空間為蒸發室,下部空間為加熱室。

                泡沫捕集器為離心式,安裝于濃縮鍋的上部外側。泡沫捕集器中心立管與真空系統連接。



                工作過程


                工作時,料液沿鍋體切線方向通過進料管進入鍋內。外層盤管間料液受熱后體積膨脹而上浮,盤管中部位的料液,因受熱相對較少,密度大,自然下降回流。從而形成了料液沿外層盤管間上升,又沿盤管中心下降回流的自然循環。蒸發產生的二次蒸汽從濃縮鍋上部中央排出,二次蒸汽中夾帶的料液霧滴在捕集器的作用下被分離下降流回鍋中。當濃縮鍋內的物料濃度經檢測達到要求時,即可停止加熱,打開鍋底出料閥出料。

                操作過程中,不得往露出液面的盤管內通蒸汽,只有液料淹沒后才能通蒸汽。由于盤管結構尺寸較大,加熱蒸汽壓力不宜過高,一般為0.7~1.0MPa。


                加熱室


                加熱室設有3~5組加熱盤管,分層排列,每盤1~3圈,各組盤管分別裝有可單獨操作的加熱蒸汽進口及冷凝水出口,進出口布置有兩種,如圖8. 3所示。


                盤管式蒸發器的特點


                優點:結構簡單、制造方便、操作穩定、易于控制;盤管為扁圓形截面,液料流動阻力小,通道大,適于黏度較高的液料;由于加熱管較短,管壁溫度均勻,冷凝水能及時排除,傳熱面利用率較高;便于根據料液的液面高度獨立控制各層盤管內加熱蒸汽通斷及其壓力,以滿足生產或操作的需要。

                缺點:傳熱面積小,液料對流循環差,易結垢;料液受熱時間長,在一定程度上對產品質量有影響。 


                中央循環管式蒸發器(標準式蒸發器)

                結構: 

                加熱室(垂直管束) 

                細管,沸騰管或加熱管,直徑Ф25—75mm,長徑比20—40 

                粗管:降液管或中央循環管,其截面積為加熱管總截面積40—100%

                蒸發室等 

                原理:其下部的加熱室由垂直管束組成,中間由一根直徑較大的中央循環管。當管內液體被加熱沸騰時,中央循環管內氣液混合物的平均密度較大;而其余加熱管內氣液混合物的平均密度較小。在密度差的作用下,溶液由中央循環管下降,而由加熱管上升,做自然循環流動。溶液的循環流動提高了沸騰表面傳熱系數,強化了蒸發過程。


                這種蒸發器結構緊湊,制造方便,傳熱較好,操作可靠等優點,應用十分廣泛,有"標準蒸發器"之稱。為使溶液有良好的循環,中央循環管的截面積,一般為其余加熱管總截面積的40%~100%;加熱管的高度一般為1~2m;加熱管徑多為25~75mm之間。


                (三)外加熱式蒸發器


                分類

                外加熱式蒸發器的特征是加熱室和分離室分開。

                根據物料在加熱室與分離室間循環的方式,可分為強制循環式和自然循環式兩種。


                主要由列管式加熱器、分離室和循環泵等構成。需要指出的是,這種蒸發器的加熱器,除了如圖中所示可水平安裝以外,還可以垂直安裝或傾斜安裝。


                除無循環泵以外,基本構成與強制循環式相同。但加熱室只能垂直安裝。 


                操作過程


                 兩種外加熱式蒸發器均可以連續方式操作,也可以間歇方式操作。連續操作時,最初的一段時間為非穩定期,這時不出料,當循環內料液濃度達到預定濃度時,通過離心泵抽吸出料。



                優缺點


                優點:蒸發器的加熱室與分離室分開后,可調節兩者之間的距離和循環速度,使料液在加熱室中不沸騰,而恰在高出加熱管頂端處沸騰,加熱管不易被析出的晶體所堵塞;分離室獨立分開后,形式上可以做成離心分離式,從而有利于改善霧沫分離條件;此外,還可以由幾個加熱室合用一個分離室,提高了操作的靈活性;自然循環外加熱式蒸發器的循環速度較大,可達1.5 m/s,而用泵強制循環的蒸發器,循環速度還要大;這種蒸發器的檢修、清洗也較方便。

                缺點:溶液反復循環,在設備中平均停留時間較長,對熱敏性物料不利。


                濃縮設備的分類


                1.按壓力分


                常壓濃縮設備:蒸發面為常壓;溶劑氣化后直接排入大氣。特點:設備結構簡單、投資省、維修方便,但蒸發速率低,能量損耗大,易破壞物料中營養成分。


                真空濃縮設備:蒸發面上氣化后處于負壓狀態,特點是優點:加熱蒸汽與沸騰液體之間的溫度差可以增大;可利用壓強較低的蒸汽作為加熱介質;使濃縮設備的熱損失減少。缺點:增加附屬設備及動力,成本高;熱量消耗大。


                2.按蒸汽利用的次數分


                雙效濃縮設備:二次利用;


                多效濃縮設備:三次或三次以上利用;


                帶有熱泵的濃縮設備:熱泵再次加熱利用。


                3.按料液的流程分


                單程式、循環式(自然循環和強制循環)。


                4.按料液分布狀態分


                薄膜式:分散成薄膜狀,蒸發面大,蒸發快。它分為升膜式、降膜式、升降膜式、片式、刮板式和離心式薄膜蒸發器。


                非膜式:大蒸發面。它按料液管路中流動,管路又分為盤管式濃縮器、中央循環管式濃縮器。


                多效蒸發結晶能耗


                工業生產中常遇到要求處理大量料液并汽化大量水分的情況,為了節約加熱蒸汽,可采用多效。


                多效蒸發是將多臺蒸發器首尾相接,串聯操作的系統,后一效的操作壓力和溶液沸點均較前一效低,僅在操作壓力最高的第一效加入新鮮的加熱蒸汽,所產生的二次蒸汽通入后一效的加熱室作為后一效的加熱蒸汽,即后一效的加熱室成為前一效二次蒸汽的冷凝器,最末效往往是在真空下的操作的,只有末效的二次蒸汽才用冷卻介質冷凝。因此多效蒸發不但明顯地減少了加熱蒸汽的耗量,同時也明顯的減少了冷卻水的耗量,理想條件下,生蒸汽及冷卻水耗量與效數間的關系見下表:




                真空濃縮設備


                1.單效真空濃縮設備特點


                (1)真空下蒸發濃縮,配有抽真空裝置;


                (2)蒸汽一次利用,熱能利用率高,但是二次蒸汽未充分利用;


                (3)結構簡單,操作方便,傳熱系數高,操作控制容易;


                (4)傳熱面積?。ü艿溃?,生產能力低,料液循環差,盤管表面易結垢;


                (5)清洗困難。


                2.中央循環管式濃縮鍋


                (1)基本原理:


                由于傳熱產生重度差,形成了自然循環,液面上的水汽向上部負壓空間迅速蒸發,從而達到濃縮的目的。





                (2)基本結構:


                • 鍋體:鍋底、加熱室—蒸汽容納空間。


                • 加熱器體:中央循環管(截面積為總面積的40%-100%)和上下管板及加熱管束(直徑25mm-75mm),長徑比為20-40,液料在管內流動而加熱蒸汽在管束之間流動。


                • 管道(口):真空系統、料液進出口、不凝氣出口、冷凝水出口、二次蒸汽出口。


                • 蒸發室:蒸發室是指料液液面上部的圓筒空間。料液經加熱后汽化,必須具有一定高度和空間,使汽液進行分離,二次蒸汽上升,溶液經中央循環管下降,如此保證料液不斷循環和濃縮。


                  蒸發室的高度,主要根據防止料液被二次蒸汽夾帶的上升速度所決定,同時考慮清洗、維修加熱管的方便,一般為加熱管長度的1.1~1.5倍。


                • 附件:人孔、儀表、取樣口及視鏡等。


                (3)不凝氣體處理:


                加熱室中不凝縮氣體的排除:


                加熱蒸汽熱交換后,放掉熱,而冷凝成水,從下面排出。如上圖所示,可是蒸汽中有一部分氣體是混入的空氣或氨等不凝縮氣體,不能排除。如果不及時排除。


                會在加熱室內愈積愈多,嚴重影響熱效率,在A處放出輕的不凝氣;B處放出重的不凝氣。排出位置的選擇很重要,視不凝氣積聚于何處而定,此管可接在真空系統。


                蒸汽中混入不凝氣體的原因有三:


                鍋爐水中混入溶解著的空氣和其它氣體、(若用的是冷凝水就不存在此情況)。如果用河水或井水,可以用開口爐燒開后再入鍋爐,可去除大部分空氣。


                因在真空下操作,有空氣從接頭處漏入,造成二次蒸汽中混入不凝性氣體。


                如果是多效系統。則應注意料液中往往也會有溶解著的不凝氣體,有時甚至還含有對材料具腐蝕性的惡性氣體,應及時排除。不凝性氣會形成薄膜,包住加熱管。


                因為氣體不是好的熱導體,加熱蒸汽需通過它才能與壁內溶液進行熱交換;因而傳熱效果就低了。


                (4)使用注意事項:


                • 一般開始操作時,先通入加熱蒸汽于鍋內趕走空氣,后開啟抽真空系統,造成鍋內真空;


                • 待加熱器體內充滿液體后,再開蒸汽閥門;


                • 取樣檢驗,達到所需濃度時,解除真空即可出料;


                • 加熱蒸汽壓力應視不同物料選擇,不宜太高,否則易發生焦管現象。


                液膜式蒸發濃縮設備


                1.特點


                料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流動(上升、下降或上升與下降組合),從而使蒸發面積增加,提高濃縮效率。


                2.分類


                (1)按液膜形成方式分:自然循環式蒸發器和強制循環式蒸發器;


                (2)按液膜運動方向分:升膜式蒸發器、降膜式蒸發器和升降膜式蒸發器。


                3.升膜式蒸發器


                (1)與中央循環管式濃縮鍋的區別:


                中央循環管式濃縮鍋的料液是依靠傳熱產生的重度差排濃縮液,液面上的二次蒸汽靠負壓排出。而升膜式蒸發器是依靠膨脹的二次蒸汽產生向上的升力,二次蒸汽濃縮液進入分離器。


                (2)結構:





                加熱管(蒸發器):直徑為30mm-50mm的管子,長徑比為100-150。長管式加熱器結構比較復雜,殼體應考慮熱應力對結構的影響,需采用浮頭管板或在加熱器殼體上加膨脹節。有時可采用套管辦法來縮短管長;


                汽液分離器:碰撞型、離心型、過濾型;


                進口:蒸汽進口、料液進口;


                出口:濃縮液出口、二次蒸汽出口、冷凝水出口。


                (3)工程過程:


                料液由料液進口進入蒸發器管內,在管內底部與蒸汽首先進行對流傳遞熱量(管外蒸汽熱量傳遞給管內料液),當料液獲得一定熱量達到沸騰狀態,進入管中間部開始產生蒸汽泡,使料液產生上升力;


                由于料液熱量的連續獲得,產生二次蒸汽,膨脹的二次蒸汽產生強的上升力,料液呈薄膜狀在管內上行,到管頂部呈噴霧狀,以較高速度進入汽液分離器,二次蒸汽從分離器頂部排出,濃縮液達到濃度要求從分離器底部排出,未達到濃度要求再次由下導管送到底部再次加熱蒸發。


                (4)注意事項:


                • 操作時,應嚴格控制進料量,防止管壁結焦現象發生;

                • 料液一般先預熱到沸點狀態進入加熱器體,以增加液膜比例,提高沸騰和傳熱系數;

                • 各管路密封性能要好,連接可靠;

                • 定期對密封墊進行更換和檢查。


                4.降膜式蒸發器

                      

                與升膜式一樣,都屬于自然循環的液膜式蒸發濃縮設備,構造與升膜式相似,主要區別是料液由加熱器頂部加入,液體在重力作用下,沿管內壁成液膜狀向下流動,由于向下加速;



                克服加速壓頭比升膜式小,沸點升高也小,且加熱蒸汽與料液溫差大,所以傳熱效果較好(關鍵:使料液均勻分布于各加熱管)。


                料液分布器:導流管、篩板或噴嘴、旋液噴頭  




                a.篩孔板式 b、噴霧型 c.鋸齒形導流管 d.螺旋溝槽導流管
                e.典型導流管 f.篩孔板與導流管 結合 g.旋液型


                5.升降膜式蒸發器


                (1)兩組加熱管:一組升膜,另一組降膜

                      

                料液先進入升膜式加熱管,沸騰蒸發后,汽液混合物上升至頂部,然后轉入另一半加熱管,再進行降膜蒸發。濃縮液從頂部進入汽液分離器分離后,二蒸汽從分離器上部排入冷凝器,濃縮液從下部排出。


                (2)特點


                • 符合物料的要求,初進入,濃度低,速度快,容易達到升膜要求,初步濃縮后,在降膜式中受重力作用下能沿管壁均勻分布形成薄膜;


                • 先升后降,有利于液體均布,加速湍動和攪動,進一步提高傳熱效果;


                • 升膜控制降膜的進料分配;


                • 串聯可提高產品的濃縮比,減低設備高度。


                6.板式蒸發器



                (1)結構


                • 板式加熱器:4片傳熱板組成一個板單元;

                • 汽液分離器:離心式(二次蒸汽和濃縮液在一起);

                • 進料管道:蒸汽進口、料液進口;

                • 附件:密封圈、調節板、緊固件和支架等。


                (2)板式蒸發器的傳熱組合:



                (3)加熱板間蒸汽與物料之流程:



                (4)工作過程


                料液經泵的作用強制通入板式加熱器體,在流經升膜和降膜段時受加熱蒸汽的作用,通過板壁對料液加熱濃縮,產生的濃縮液和二次蒸汽由底部通入匯集槽機出口通入分離器,分離濃縮液和二次蒸汽,分別從各出口排出,其中冷凝水由冷凝水出口排出。


                (5)優缺點


                優點:


                • 體積小,結構緊湊,加熱面積可隨意調整;

                • 加熱時間短;

                • 熱敏性物料的適應性好,如牛奶、果汁等;

                • 具有升膜和降膜的特點,傳熱系數高。


                缺點:


                • 密封墊片易老化而產生泄漏;

                • 適用壓力有限;

                • 對粘度大的物料適應性差。


                真空濃縮裝置的輔助設備


                1.汽液分離器


                又稱捕沫器、捕液器和除沫器。


                (1)作用:


                將蒸發過程中產生的霧沫中的溶液聚集并與二次蒸汽分離,減少料液的損失,同時防止污染管道及其它濃縮器的加熱面。


                (2)要求


                應具有良好的分離效果,其阻力損失盡可能的小,能保證液體連續地流向蒸發室內,同時應具備易于拆洗、沒有死角,結構簡單,尺寸小,材料消耗少等性能。


                (3)類型與結構特點


                碰撞型:二次蒸汽流經通道上,設有若干擋板,改變夾帶液滴運動方向,與擋板碰撞,沿擋板面流下,從而分離汽液。



                離心型:二次蒸汽沿分離器的殼壁成切線方向導入,氣流產生回轉運動,液滴在離心力作用下被甩到分離器的內壁,并沿壁流下回到蒸發室內,二次蒸汽由頂部出口管排除。



                過濾型:二次蒸汽通過多層金屬網或磁網等構成的捕液器,液滴粘附在其表面而二次蒸汽通過。


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                2.蒸汽冷凝器


                (1)作用:


                將真空濃縮所產生的二次蒸汽進行冷凝,并將其中的不凝性氣體(如空氣、二氧化碳等)分離,以減輕真空系統的容積負荷,同時保證達到所需的真空度。


                大氣式、表面式、低水位、水力噴射器


                (2)類型與特點:






                a.大氣式冷凝器(又稱干式高位逆流冷凝器)


                二次蒸汽由冷凝器的下側進入,向上通過隔板間隙,與從冷凝器上部進入的冷水逆流接觸冷凝,不凝氣體由上端排除,進入汽液分離器,將液滴分離后,再被抽真空裝置吸取排入大氣中,應用廣泛。


                b.表面式冷凝器


                通過管壁間接加熱,加之壁垢的存在,兩邊的溫差大,其冷卻水利用浪費大,應用較少。


                c.低水位冷凝器


                降低大氣式冷凝器的高度,依靠抽水泵來排出冷凝水。其特點是降低了安裝高度,可在室內安裝,且具有氣壓式冷凝器的優點,但由于配有抽水泵,且管路嚴密和較高的真空吸頭,其投資大。


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