奶粉生產(chǎn)工藝中三效降膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 奶粉生產(chǎn)工藝中 三效降膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì) 學(xué)院： 化學(xué)與化工學(xué)院 班級(jí)： 09級(jí)化學(xué)六班 姓名： 王玉婷 指導(dǎo)教師： 李強(qiáng) 職稱： 講師 完成日期： 2013 年 5 月 30 日奶粉生產(chǎn)工藝中三效降膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)從保護(hù)牛奶營(yíng)養(yǎng)和節(jié)約能源的角度，對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行了物料和能量的衡算，對(duì)奶粉生產(chǎn)工藝中蒸發(fā)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用三效降膜蒸發(fā)器。關(guān)鍵字：全脂乳粉；工藝設(shè)計(jì)；三效降膜蒸發(fā)器 目 錄1 引言.2 設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說(shuō)明.2.1 概述.2.1.1 蒸發(fā)原理.2.1.2 蒸發(fā)操作方法的選擇.2.1.3 蒸發(fā)設(shè)備的選擇.2.1.4 降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖.2.1.5

2、蒸發(fā)器輔助設(shè)備的選擇.2.1.6 蒸發(fā)過(guò)程的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo).2.2 設(shè)計(jì)方案確定.2.2.1 蒸發(fā)的基本流程.2.2.2 多效蒸發(fā)最佳效數(shù)的確定.3 濃縮設(shè)備選型及熱量衡算.3.1 設(shè)備選型.3.1.1 設(shè)計(jì)條件.3.1.2 設(shè)備參數(shù).3.1.3 物料預(yù)熱溫度.3.1.4 各效參數(shù).3.1.5 熱焓.3.2 熱量衡算.3.2.1 各效蒸發(fā)水量.3.2.2 濃縮物料時(shí)所需熱量及蒸汽消耗量計(jì)算.3.2.3 預(yù)熱物料所需熱量及蒸汽消耗量計(jì)算.3.2.4 系統(tǒng)加熱蒸汽消耗量計(jì)算.3.2.5 系統(tǒng)冷卻水消耗量.3.3 系統(tǒng)熱量衡算小結(jié). 3.3.1 帶入系統(tǒng)熱量.3.3.2 從系統(tǒng)中帶出的總熱量.4 設(shè)備

3、選型.5 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與感想.6 結(jié)論.參考文獻(xiàn).致謝.1 引言全脂奶粉含有牛奶中的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、多種維生素以及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)，是適合天天飲用的營(yíng)養(yǎng)佳品，可防止皮膚干燥及暗沉，使皮膚白皙，有光澤；也可補(bǔ)充豐富的鈣質(zhì)，適合缺鈣的人、少兒、易怒、失眼者以及工作壓力大的人。全脂奶粉是由鮮牛奶消毒后經(jīng)濃縮、噴霧、干燥而成的。鮮牛奶加工成奶粉后，水分由原來(lái)的88%降低到2%-5%，蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、脂肪等營(yíng)養(yǎng)素的含量濃縮了。從最近幾年中國(guó)奶粉發(fā)展的總體情況看，中國(guó)奶粉行業(yè)發(fā)展迅速，但是就整個(gè)奶粉市場(chǎng)而言，中國(guó)的奶粉行業(yè)的發(fā)展仍然落后于世界的奶粉強(qiáng)國(guó)，并且國(guó)外的奶粉品牌長(zhǎng)期占據(jù)中國(guó)市場(chǎng)，而國(guó)內(nèi)奶粉行業(yè)

4、存在競(jìng)爭(zhēng)混亂，產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，奶粉品牌信譽(yù)低和目前國(guó)內(nèi)對(duì)全脂奶粉的社會(huì)需求飛速增長(zhǎng)等問(wèn)題。這些問(wèn)題需要我們加快奶粉技術(shù)的研發(fā)，對(duì)奶粉生產(chǎn)的工藝流程進(jìn)行改進(jìn)，本設(shè)計(jì)就奶粉生產(chǎn)工藝中蒸發(fā)單元進(jìn)行改進(jìn)，主要采用三效降膜蒸發(fā)器。目前，大部分的工廠使用單效和雙效降膜蒸發(fā)器，熱量的利用率低，采用三效降膜蒸發(fā)器可以充分利用熱量，減小能源損失,實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，且采用真空蒸發(fā)濃縮，降低蒸發(fā)溫度從而保護(hù)牛奶營(yíng)養(yǎng)。2 設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說(shuō)明2.1 概述2.1.1 蒸發(fā)原理將非揮發(fā)性的稀溶液加熱沸騰，使得溶劑汽化，溶液濃縮得到濃溶液的過(guò)程稱為蒸發(fā)。蒸發(fā)的目的是使溶劑與溶質(zhì)分離，為化工分離過(guò)程。但是就蒸發(fā)過(guò)程的機(jī)

5、理看，溶劑的分離是靠供給溶劑汽化需要的熱量，使得溶劑變成蒸汽，而從溶液中分離出來(lái)。溶劑分離出來(lái)的量和速率直接取決于供熱量和速率，因此蒸發(fā)屬于傳熱過(guò)程。蒸發(fā)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)換熱器，它由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室中通稱用飽和水蒸汽加熱，從溶液中蒸發(fā)出來(lái)的水蒸汽在分離室中與溶液分離后從蒸發(fā)器引出。為了防止液滴隨蒸汽帶出，一般在蒸發(fā)器的頂部設(shè)有汽液分離用的除沫設(shè)備。從蒸發(fā)器蒸出的蒸汽稱為二次蒸汽，以便與加熱用的蒸汽（加熱蒸汽）相區(qū)別。二次蒸汽進(jìn)入冷凝器直接冷卻。冷凝水從冷凝器頂部加入，與上升的水蒸汽接觸，將它冷凝成水從下部排出，二次蒸器中含有的不凝氣從冷凝器的頂部排出。不凝器的來(lái)源有以下兩方面：料

6、液中溶解的空氣和當(dāng)系統(tǒng)減壓操作是從周圍環(huán)境中漏人的空氣。2.1.2 蒸發(fā)操作方法的選擇根據(jù)各種物料的特性和工藝要求，蒸發(fā)過(guò)程可以采用不同的操作條件和方法。根據(jù)操作的壓強(qiáng)不同，蒸發(fā)操作可以分為常壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)（真空蒸發(fā)）。常壓蒸發(fā)是指冷凝器和蒸發(fā)器操作壓強(qiáng)為大氣壓或略高于大氣壓，此時(shí)系統(tǒng)中的不凝氣依靠本身的壓強(qiáng)從冷凝器中排出，真空蒸發(fā)是冷凝器和蒸發(fā)器中溶液的壓強(qiáng)低于大氣壓，此時(shí)系統(tǒng)中的不凝氣必須用真空泵抽出。采用真空蒸發(fā)的目的是降低溶液的沸點(diǎn)。與常壓蒸發(fā)比較，真空蒸發(fā)使得溶液的沸點(diǎn)降低，可以用溫度較低的低壓蒸汽或廢熱蒸汽作為加熱蒸汽；當(dāng)采用同樣的加熱蒸汽，蒸發(fā)器傳熱的平均溫度差大，所需的傳熱面

7、積??；有利于處理熱敏性物料（即高溫下一分解和變質(zhì)的物料）；使得蒸發(fā)器的操作溫度低，系統(tǒng)的熱損失小。我選擇的是真空蒸發(fā)。根據(jù)二次蒸汽是否作為另一蒸發(fā)器的加熱蒸汽，蒸發(fā)過(guò)程可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)可以節(jié)省加熱蒸汽的消耗量，我選擇多效蒸發(fā)。1根據(jù)進(jìn)料和出料的次數(shù)，蒸發(fā)操作過(guò)程可以連續(xù)進(jìn)行，也可以間歇進(jìn)行。間歇蒸發(fā)操作可以是一次進(jìn)料，一次出料；也可以是連續(xù)進(jìn)料，一次出料。通常大規(guī)模生產(chǎn)中大多數(shù)采用連續(xù)操作，我選擇連續(xù)操作。2.1.3 蒸發(fā)設(shè)備的選擇蒸發(fā)過(guò)程的設(shè)備主要包括蒸發(fā)器、冷凝器和除沫器。根據(jù)蒸發(fā)器中溶液的流動(dòng)情況，它們主要分為循環(huán)型和非循環(huán)型。表2-1 各種蒸發(fā)器的主要性能比較1Ta

8、ble 2-1 Comparison of main performance of various evaporators蒸發(fā)器的型式溶液在加熱管內(nèi)流速/m/s傳熱系數(shù)停留時(shí)間完成液濃度控制處理量對(duì)溶液的適應(yīng)性造價(jià)稀溶液高粘度易起泡易結(jié)垢熱敏性有結(jié)晶析出標(biāo)準(zhǔn)0.1-0.5一般長(zhǎng)易一般適難適能適尚適不甚適能適最廉懸筐-1.0稍高長(zhǎng)易一般適難適能適尚適不甚適能適廉外熱0.4-1.5較高較長(zhǎng)易較大適尚適尚適尚適不甚適能適廉列文1.5-2.5較高較長(zhǎng)易大適尚適尚適適不甚適能適高強(qiáng)制循環(huán)2.0-3.5高較長(zhǎng)易大適適適適不甚適適高升膜0.4-1.0高短難大適難適適尚適適不適廉降膜0.4-1.0高短較難較大

9、能適適尚適不適適不適廉旋轉(zhuǎn)刮板高短較難小能適適尚適適適能適最高2 根據(jù)表格，通過(guò)各蒸發(fā)器設(shè)備性能的比較，考慮奶粉是熱敏性的物質(zhì)，并且在進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮時(shí)將成為高粘度、易起泡的物質(zhì)，需要的傳熱系數(shù)要高，停留時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，造價(jià)不高，綜合考慮，我選擇降膜式蒸發(fā)器。2.1.4 降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖不凝性氣體冷卻水二次蒸汽料液加熱蒸汽水完成液圖2-1 蒸發(fā)裝置示意圖1Chart 2-1 Schematic diagram of evaporation device2.1.5 蒸發(fā)器輔助設(shè)備的選擇 蒸發(fā)器的輔助設(shè)備主要有冷凝器和除沫器。冷凝器的作用是使二次蒸汽冷凝成水而排出。冷凝器有間壁式冷凝器和直接接觸式

10、（混合式冷凝器）?；旌鲜嚼淠饕卜Q為逆流淋灑式，冷卻水從上而下沿著淋水板往下淋水，與自下而上的二次蒸汽逆流接觸，蒸汽冷凝成水與冷卻水一起從下部流出。不凝氣從器頂排出，在氣水分離器中分離掉帶出的水滴后從氣水分離器頂排出。當(dāng)蒸發(fā)過(guò)程在減壓下進(jìn)行時(shí)，不凝氣需要用真空泵抽出，冷卻水需要用氣壓管排出。為了保證冷凝器中的水能依靠高位自動(dòng)流出，并且使外界的空氣不進(jìn)入冷凝器內(nèi)，一般氣壓管的高度為10-11m。我選擇混合式冷凝器。 在蒸發(fā)器的分離室中二次蒸汽與液體分離后。其中還會(huì)夾帶液滴，需要進(jìn)一步分離以防止有用產(chǎn)品的損失或冷凝液被污染，因此在蒸發(fā)器外設(shè)置有除沫器。其可以在蒸發(fā)器的頂部，也可以在蒸發(fā)起的外部。我

11、選擇安裝在蒸發(fā)器內(nèi)的離心式除沫器。2.1.6蒸發(fā)過(guò)程的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)蒸發(fā)過(guò)程主要涉及的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有消耗和蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度。為了降低蒸發(fā)過(guò)程的消耗可以采用的方法有：多效蒸發(fā)、額外蒸汽、熱泵蒸發(fā)和冷凝水顯熱的利用。蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力用單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的水量表示，其單位為kg/s。蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度愈大，所需要的傳熱面積愈小，蒸發(fā)過(guò)程的設(shè)備投資愈小，所以蒸發(fā)3器的生產(chǎn)強(qiáng)度是評(píng)價(jià)蒸發(fā)器的兩一個(gè)重要指標(biāo)。2.2 設(shè)計(jì)方案的確定2.2.1 蒸發(fā)的基本流程蒸發(fā)過(guò)程的兩個(gè)必要組成部分是加熱溶液使得水沸騰汽化和不斷除去汽化的水蒸汽。一般，前一部分在蒸發(fā)器中進(jìn)行，后一部分在冷凝器中完成。2.2.2 多效蒸發(fā)最佳效數(shù)的確

12、定多效蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是單位蒸汽消耗量少，按照理想情況粗略估算，n效蒸發(fā)器的單位蒸汽消耗量為單效蒸發(fā)器的。實(shí)際上由于熱損失、溶液的濃縮以及不同壓強(qiáng)下的汽化熱的差異等因素，多效蒸發(fā)是單位蒸汽消耗量比要大。表2-1中列出了多效蒸發(fā)單位蒸汽消耗量的理想估計(jì)值與實(shí)際值2。表2-1 蒸發(fā)過(guò)程的蒸汽消耗量Table 2-1 Steam consumption of the evaporation process效數(shù)n單效雙效三效四效五效理想粗估值1/n10.50.330.250.2實(shí)際平均值1.10.570.40.30.27由表2-1可知隨著效數(shù)增加，單位蒸汽消耗量減小的趨勢(shì)減慢，這就是說(shuō)隨著效數(shù)增多，操作費(fèi)用

13、降低的趨勢(shì)減少。在加熱蒸汽壓強(qiáng)、冷凝器操作壓強(qiáng)以及加料與完成液濃度相同的條件下，隨著效數(shù)的增加，蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度減小，因而蒸發(fā)每千克水需要測(cè)設(shè)備投資增加快。根據(jù)設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和為最小的原則進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，即可求出最佳效數(shù)為三效。3 濃縮設(shè)備選型及熱量衡算3.1 設(shè)備選型3.1.1 設(shè)計(jì)條件本設(shè)計(jì)每日工作為兩班制，每班實(shí)際工作時(shí)間為6小時(shí)；且原料乳在標(biāo)準(zhǔn)貯存后濃縮前的料液量為228000kg；標(biāo)準(zhǔn)乳中固體含量12，濃縮乳中濃度控制在46。單位時(shí)間原料乳的處理量：M=19000.00kg/h單位時(shí)間水分總蒸發(fā)量：W=M=19000.00=14043.48kg/h表3-1 雙效與三效降膜蒸發(fā)器主要技

14、術(shù)參數(shù)對(duì)比3Table 3-1 Contrast of the main technical parameters of double and three effect falling evaporator雙效三效生產(chǎn)能力kg/h12003600-4000蒸汽消耗量kg/h620800冷卻水消耗量t/h1221由表3-1可見(jiàn)三效降膜蒸發(fā)器比雙效的節(jié)能，所以選用三效降膜蒸發(fā)器，而4且本設(shè)計(jì)的原料液處理量相對(duì)較大，可采用五臺(tái)三效降膜蒸發(fā)起并聯(lián)工作。單位時(shí)間蒸發(fā)器的處理量：G=3800.00kg/h3.1.2 設(shè)備參數(shù)表3-2 設(shè)備參數(shù)3Table 3-2 Equipment parameter設(shè)備

15、型號(hào)RNJM03-3200殺菌時(shí)蒸汽消耗量170kg/h蒸汽消耗量kg/h1100殺菌溫度/時(shí)間 /s86-94蒸發(fā)能力kg/h3200冷卻水的壓力 Pa0.15-0.2物料處理量kg/h4000冷卻水排出溫度 40電機(jī)總功率w27.2冷卻水進(jìn)入溫度 203.1.3 物料預(yù)熱溫度 規(guī)定一效濃縮、二效濃縮、三效濃縮溫度分別為35、55、75，混合冷凝器與殺菌器的溫度分別為15、94，通過(guò)計(jì)算從而規(guī)定各物料進(jìn)出口溫度。表3-3 物料預(yù)熱溫度Table 3-3 Material preheat temperature物料進(jìn)口溫度物料出口溫度混合冷凝器515III1535II3555I5578殺菌器7

16、8943.1.4 各效參數(shù)表3-4三效降膜蒸發(fā)器各效參數(shù)3Table 3-4 Three effect falling film evaporators parametersI效II效III效蒸發(fā)溫度705745真空度 KPa698390加熱蒸汽溫度817057物料進(jìn)口溫度947057物料出口溫度705745出料濃度213046 注：以上提供的設(shè)備參數(shù)、預(yù)熱溫度以及各效參數(shù)是內(nèi)蒙古九強(qiáng)機(jī)械制造的三效降膜蒸發(fā)器的固定參數(shù)。5圖3-1 三效降膜蒸發(fā)器的工藝流程圖4Chart 3-1 Three effect falling film evaporators process chart20冷卻水35

17、7555效 預(yù)熱器III15冷凝器殺菌器 效預(yù)熱器12II效 預(yù) 熱器45冷凝水3021465原料乳45濃縮乳5770加熱蒸汽4540冷卻水3.1.5 熱焓 表3-5 不同溫度水蒸汽的汽化熱5Table 3-5 Enthalpy of different temperature of water vaporr(加熱蒸汽)r0r1r2r3水蒸氣溫度16481705745汽化熱r/kJ/kg2071.52307.92331.22366.52389.4本設(shè)計(jì)的飽和蒸汽壓是700Kpa，對(duì)應(yīng)的溫度為164。表3-6 不同溫度液體水的熱焓5Table 3-6 Enthalpy of liquid wat

18、er in different temperature液態(tài)水溫度204045液態(tài)水熱焓H/kJ/kg83.74167.47188.41牛奶比熱：C牛=3.936kJ/kg 水的比熱：C水=4.187kJ/kg表3-7 進(jìn)出料的熱焓5Table 3-7 Enthalpy of inlet and outlet material溫度熱焓H/kJ/kg進(jìn)料5338.72出料45494.4853.2 熱量衡算3.2.1 各效蒸發(fā)水量已知蒸發(fā)器的原料液處理量為：6=3.2.2 濃縮物料時(shí)所需熱量及蒸汽消耗量計(jì)算3.2.2.1 蒸發(fā)水分所需熱量3.2.2.2 物料自行沸騰時(shí)的熱量 公式：6 單位:物料沸騰

19、時(shí)的比熱容物料自行沸騰時(shí)的熱量3.2.2.3 加熱各管供給熱量蒸發(fā)水分所需的熱量=物料自行沸騰時(shí)放出的熱量+加熱各管供給熱量73.2.2.4 各效消耗蒸汽量3.2.3 預(yù)熱物料所需熱量及蒸汽消耗量3.2.3.1 混合冷凝器預(yù)熱消耗蒸汽：3.2.3.2 三效蒸發(fā)器預(yù)熱消耗蒸汽：3.2.3.3 二效蒸發(fā)器預(yù)熱消耗蒸汽：3.2.3.4 一效蒸發(fā)器預(yù)熱消耗蒸汽:3.2.4 系統(tǒng)加熱蒸汽消耗量計(jì)算說(shuō)明：由于二效、三效蒸發(fā)器都是利用上一效的二次蒸汽進(jìn)行預(yù)熱以及蒸發(fā)，所以整個(gè)三效降膜蒸發(fā)器只有殺菌器和一效蒸發(fā)器需要用加熱蒸汽。83.2.4.1 殺菌器的加熱蒸汽消耗量（公式：）7殺菌器的加熱蒸汽消耗量：殺菌器

20、消耗熱量：3.2.4.2 一效加熱器的加熱蒸汽消耗量一效產(chǎn)生二次蒸汽被二效加熱器再次利用量一效加熱器產(chǎn)生二次蒸汽量二效加熱物料消耗蒸汽量二效預(yù)熱物料消耗蒸汽量被二效加熱器再次利用量一效產(chǎn)生二次蒸汽被二效加熱器再次利用量：一效加熱器消耗加熱蒸汽的量一效加熱器消耗加熱蒸汽量一效產(chǎn)生二次蒸汽被二效加熱器再利用量一效蒸發(fā)器水分消耗蒸汽量一效加熱器預(yù)熱物料消耗蒸汽量一效加熱器消耗加熱蒸汽量：3.2.4.3 加熱蒸汽消耗量 加熱蒸汽消耗總量殺菌器中加熱蒸汽消耗量一效加熱器中加熱蒸汽消耗量加熱蒸汽消耗量：3.2.5 系統(tǒng)冷卻水消耗量3.2.5.1 冷卻水消耗量假設(shè)：進(jìn)入混合冷凝器的不凝氣體量 溫度:45-8

21、1時(shí)，比熱容：9 已知：三效排出的二次蒸汽量 溫度：45時(shí)，9熱焓：冷卻水吸收熱量：20-40（水溫為40時(shí)，熱焓：10）冷凝器預(yù)熱物料帶走熱量： 根據(jù)熱量守恒： 三效產(chǎn)生的二次蒸汽放出的熱量不凝氣體放出的熱量(81-45)冷卻水吸收熱量（20-40）預(yù)熱物料吸收的熱量（5-15）公式：得：3.2.5.2 冷卻水排出量說(shuō)明：由于三效蒸發(fā)器排出的二次蒸汽與不凝氣體以45進(jìn)入冷凝器后，將變成液態(tài)水，與系統(tǒng)消耗的冷卻水一起排出（溫度為40），故從冷凝器中排出的總量應(yīng)為三者之和。冷卻水排出總量=冷卻水消耗量+三效產(chǎn)生二次蒸汽量+不凝氣體量3.3 系統(tǒng)熱量衡算小結(jié)帶入濃縮系統(tǒng)總熱量=從濃縮系統(tǒng)中帶出的總

22、熱量帶入濃縮系統(tǒng)中的熱量=標(biāo)準(zhǔn)化乳熱量+加熱蒸汽帶入熱量+冷卻水帶入熱量濃縮系統(tǒng)中帶出的熱量=濃縮乳中帶出熱量+冷凝水排出熱量+冷卻水排出熱量+設(shè)備熱損失3.3.1 帶入系統(tǒng)熱量3.3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化乳帶入系統(tǒng)熱量已知： 進(jìn)料溫度：5 熱焓：標(biāo)準(zhǔn)化乳帶入系統(tǒng)熱量：3.3.1.2 加熱蒸汽帶入系統(tǒng)熱量加熱蒸汽消耗量： ；164時(shí)蒸汽熱焓:加熱蒸汽帶入系統(tǒng)熱量：3.3.1.3 冷卻水帶入系統(tǒng)熱量冷卻水消耗量： 進(jìn)入溫度：20 熱焓：冷卻水帶入系統(tǒng)熱量：103.3.1.4 帶入系統(tǒng)總熱量3.3.2 從系統(tǒng)中帶出的總熱量3.3.2.1 濃縮乳帶出熱量濃縮如的出料量：出料溫度：45 熱焓：濃縮乳中帶出熱

23、量：3.3.2.2 冷卻水排出熱量冷卻水排出的總水量：排出溫度：40 熱焓：冷卻水排出熱量：3.3.2.3 冷凝水排出熱量 殺菌器和各效蒸發(fā)器所消耗的蒸汽將混合在一起作為冷凝水排出。冷凝水排出量殺菌器加熱蒸汽消耗量一效蒸汽消耗量二效蒸汽消耗量三效蒸汽消耗量排出溫度：45 熱焓：冷凝水排出量：冷凝水排出熱量：3.3.2.4 設(shè)備熱損失加熱各管供給的熱量以及殺菌器的熱量損失率為5%，忽略冷凝器以及預(yù)熱器的熱損失。設(shè)備熱損失：3.3.2.5 從系統(tǒng)中帶出總熱量 綜上所述：，因?yàn)樵谡舭l(fā)濃縮過(guò)程中必然會(huì)有熱量損失，所以帶入系11統(tǒng)中的總熱量大于從系統(tǒng)中帶出的熱量是符合實(shí)際生產(chǎn)規(guī)律的。 4 設(shè)備選型表 4

24、-1 生產(chǎn)設(shè)備Table 4-1 Production facility設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)模及尺寸生產(chǎn)廠家板式換熱器BP2-J-1010m2(1007*384*1545)北京華艾鑫節(jié)能設(shè)備三效降膜蒸發(fā)器RNJM03-32003200kg/h(6960*3200*8700)內(nèi)蒙古九強(qiáng)機(jī)械5 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與感想5.1 本設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)本設(shè)計(jì)是對(duì)奶粉工藝設(shè)計(jì)中蒸發(fā)干燥過(guò)程的設(shè)計(jì)，其中還包括對(duì)三效降膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)算。有時(shí)設(shè)計(jì)的參數(shù)和數(shù)據(jù)與實(shí)際不符，就返回重新演算。最后經(jīng)過(guò)幾次演算，所有數(shù)據(jù)均符合要求，并且考慮到成本，使用成本小和二次蒸汽循環(huán)利用的三效降膜蒸發(fā)器。爭(zhēng)取做到既

25、經(jīng)濟(jì)又有效率，能完成蒸發(fā)任務(wù)。5.2 設(shè)計(jì)感想本設(shè)計(jì)需要我們把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，使我們對(duì)書(shū)上所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解，更讓我們體會(huì)到里理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐工作的重要的指導(dǎo)意義，本設(shè)計(jì)要求我們完全依靠自己的能力去學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，而不是依靠教材。因此，本設(shè)計(jì)給我們提供了更大的發(fā)揮空間，讓我們發(fā)揮主觀能動(dòng)性地去通過(guò)書(shū)籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù)，確定設(shè)計(jì)方案。6 結(jié)論(1)目前現(xiàn)有的奶粉生產(chǎn)工藝及設(shè)備裝備的水平相對(duì)落后，通過(guò)本設(shè)計(jì)的改進(jìn)將對(duì)與提高產(chǎn)能，降低成本，改善全脂奶粉的質(zhì)量起到中重要的作用。(2)由于目前生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大及成本的要求，應(yīng)采用三效降膜蒸發(fā)器，其能提高產(chǎn)量、降低能源

26、消耗從而降低成本。由于牛奶含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，且大部分營(yíng)養(yǎng)是熱敏性的，而三效降膜蒸發(fā)起蒸發(fā)溫度低從而降低牛奶的營(yíng)養(yǎng)損失。(3)目前噴霧干燥的熱能利用率很低，但是多效真空濃縮設(shè)備中的蒸汽是循環(huán)利用的，并且隨效數(shù)提高，熱量利用率提高，所以從節(jié)約能源角度看，應(yīng)該先濃縮后干燥。如果不經(jīng)過(guò)濃縮就直接干燥，將需要很大的噴霧干燥室，這樣濃縮后再干燥將需要的噴霧干燥室的容積將減小，從而減小基建投資。(4)由于蒸汽總有消耗，所以蒸發(fā)器的效數(shù)不是可以無(wú)窮下去的，再加上處理量、濃縮乳濃度以及濃縮時(shí)間要求，再通過(guò)二效蒸發(fā)器與三效蒸發(fā)器的對(duì)比，三效降膜蒸發(fā)器更節(jié)能。(5)隨著濃縮乳濃度的提高，可減少乳粉中含有的氣泡、游

27、離脂肪的含量、增加粉粒直徑、增大粉粒密度，以至于改善乳粉最后的色澤、沖調(diào)性及流動(dòng)性，但同時(shí)受到目前技術(shù)的影響，濃縮的濃度并不可能無(wú)限增大，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)乳粉的溶解度將受到一定的影響，所以需要在溶解度容許范圍內(nèi)盡量增加濃縮乳的濃度。12參考文獻(xiàn):1孔保華.乳品科學(xué)與技術(shù)M.北京；科學(xué)出版社,2004.20-242高福成.現(xiàn)代食品工程高新技術(shù)M.北京；中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000.110-1153林勁松；高保軍.乳制品新建項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中的基本程序與關(guān)鍵點(diǎn)J；中國(guó)乳制品工業(yè)，2010,23（06）；54-564武建新.乳制品生產(chǎn)技術(shù)M.北京；中國(guó)輕工業(yè)出版社，1980.35-455李河水，喻林平，駱雪.加工中心設(shè)備選型探討J；科技廣場(chǎng)，2011 23（05）14-18 6牛亞旭.紅旗下的羊乳事業(yè)J；中國(guó)食品，2011 11（08）23-307周鎮(zhèn)江.輕化工工廠設(shè)計(jì)概念M.北京；中國(guó)輕工業(yè)出版社，1992.11-138Jamaal M ,Ganjas D D,Ahmadi G . Advanced powder technology J.Sciverse Scopus,2010,21(03) 298-304 9Nandiyanto A B D ,Okinawa K. Progress in devel