第5章真空蒸發(fā)1

1、第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 溶液是由溶劑和溶質(zhì)所組成，蒸發(fā)就是用加熱的方法，使溶液中的部分溶劑汽化并除去，以提高溶質(zhì)的濃度，同時(shí)也為溶質(zhì)的析出創(chuàng)造條件，即是使揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的物理操作過程。如乳品工廠中，鮮奶內(nèi)約有87. 5左右的水份，蒸發(fā)目的就是要除去部份水份，使成品利于保藏并減少重量和體積，故乳品工廠中生產(chǎn)煉乳、奶粉、麥乳精和乳清粉等，蒸發(fā)是必不可少的工藝過程，目前已被廣泛的使用。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 也有人稱此過程為濃縮，工廠內(nèi)也慣用濃縮二字，但意義不夠明確，因?yàn)槭谷芤簼饪s的方法很多，如冷凍濃縮設(shè)備，它是把溶劑凍成冰，使之與溶質(zhì)分離的辦

2、法，顯然可見，此法與我們講的蒸發(fā)就完全不同，故用蒸發(fā)較明確。 不通過蒸發(fā)過程，直接去干燥行不行呢?理論上應(yīng)該說是可以的，但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)為什么一定要通過蒸發(fā)這一過程昵?第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 首先是成品的質(zhì)量問題，未經(jīng)濃縮的乳來進(jìn)行噴霧干燥所得到的乳粉總是細(xì)而疏松，包含有大量氣泡，容易受潮，脂肪也易氧化變質(zhì)，且占很大容積，因而增加包裝材料消耗和運(yùn)輸費(fèi)用。國(guó)外有人做過試驗(yàn)。未經(jīng)蒸發(fā)過的乳去干燥而制得的脫脂乳粉，其容重介于0.42-0.46克毫升之間，而預(yù)先蒸發(fā)過的乳制得的脫脂乳粉，其容重是0.56-0.60克毫升之間. 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 其次從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來

3、看，在蒸發(fā)設(shè)備中，拿蒸汽量大的單效設(shè)備為例，每蒸發(fā)一公斤水份需要消耗1.11.2公斤蒸汽，在干燥時(shí)，每蒸發(fā)一公斤水份需要消耗23公斤蒸汽，可見采用蒸發(fā)過程，對(duì)成品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)上都較適合。第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 二、蒸發(fā)的方式： 在工業(yè)生產(chǎn)上，蒸發(fā)的方式可以分為自然蒸發(fā)和沸騰蒸發(fā)二種。自然蒸發(fā)是指溶劑是在低于沸點(diǎn)的情況下汽化。如海水曬鹽，溶劑這時(shí)的汽化，只能在溶劑的表面進(jìn)行，溶劑的蒸汽壓很低，蒸發(fā)速度很慢，沸騰蒸發(fā)是指溶液中的溶劑在沸點(diǎn)時(shí)汽化，在汽化過程中溶液呈沸騰狀態(tài)，汽化不但在溶劑的表面進(jìn)行，而是幾乎在溶液中各個(gè)部分都同時(shí)發(fā)生汽化現(xiàn)象，故其蒸發(fā)速度較自然蒸發(fā)為快乳品工廠的蒸

4、發(fā)過程全在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行。第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 二、蒸發(fā)的方式： 溶劑汽化的機(jī)理是這樣的，原來易揮發(fā)的溶劑(水)，在受熱后，即從外界獲得一定的能量，原來溶劑是處在平衡狀態(tài)下，是由于水分子之間有吸引力，但是當(dāng)水分子從外界獲得能量后，就要產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，如獲得的能量使其運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能超過了分子間的吸引力時(shí)，就會(huì)從液面上逸出，跑向液面上部的空間，成為蒸汽分子，即汽化了，此時(shí)蒸汽分子稱為二次蒸汽。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 三、蒸發(fā)時(shí)必備之條件 1、熱能的不斷供給：不管是自然蒸發(fā)還是沸騰蒸發(fā)，都必須不斷供給其能量，工業(yè)上一般使用飽和水蒸汽，溶劑從溶液中汽化，每單位重量溶劑

5、汽化所需的熱量，稱為汽化潛熱或蒸發(fā)潛熱(千卡公斤，kJ/kg )。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 三、蒸發(fā)時(shí)必備之條件 2、二次蒸汽必須不斷排除，如不及時(shí)排除，勢(shì)必在沸騰液面上的壓強(qiáng)逐漸升高，影響蒸發(fā)效率，最后趨于平衡，蒸發(fā)不能繼續(xù)進(jìn)行。這是因?yàn)槎握羝谡舭l(fā)器內(nèi)會(huì)越積越多，等到達(dá)到一定蒸汽壓時(shí)，二次蒸汽會(huì)凝結(jié)成水，又回到溶液中去。最后使汽化出來的水量等于二次蒸汽凝結(jié)成水的分量，也就是說易揮發(fā)溶劑的汽化速度等于二次蒸汽凝結(jié)速度，水汽達(dá)到動(dòng)力平衡，這樣蒸發(fā)就停止。第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 四、蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽利用次數(shù)： 加熱蒸汽利用一次者，即將產(chǎn)生的二次蒸汽排除

6、，不利用它的熱量，工業(yè)上常采用冷凝方法，則此蒸發(fā)過程為單效蒸發(fā)，如將產(chǎn)生的二次蒸汽通入另一壓強(qiáng)更低的蒸發(fā)設(shè)備作為熱源用，則此過程為多效蒸發(fā)。若二次蒸汽不是用來作下一個(gè)蒸發(fā)設(shè)備的熱源，而作其它用途這時(shí)稱二次蒸汽為額外蒸汽。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 五、真空蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)：蒸發(fā)操作可以在常壓(大氣壓)或減壓(真空) 下進(jìn)行，乳品工廠都采用真空蒸發(fā)，其優(yōu)點(diǎn)如下： 1、在減壓的情況下，降低了牛奶的沸騰溫度，因牛奶是熱敏感很強(qiáng)的溶液，可提高產(chǎn)品質(zhì)量，在真空度為625毫米汞柱（83.3KPa）時(shí)，其沸點(diǎn)僅為56.7。 2、因牛奶沸點(diǎn)降低，提高了加熱蒸汽和牛奶之間的溫度差，從而增大了單位傳

7、熱面上單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，加快了蒸發(fā)過程，或者是對(duì)同一個(gè)傳熱量同一個(gè)蒸發(fā)速度，可減少蒸發(fā)設(shè)備的加熱面積.第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 五、真空蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)： 如牛奶在常壓下沸點(diǎn)比100稍高一些，為簡(jiǎn)化起見設(shè)沸點(diǎn)為100，加熱蒸汽如用1公斤/厘米2(0.098MPa)表壓，在飽和水蒸汽表上可查到溫度為120，可見溫差t=120-100=20；若在真空度為667.5毫米汞柱時(shí)，牛奶沸點(diǎn)為50其溫差t=120-50=70，根據(jù)傳熱學(xué)公式： Q=KFt 當(dāng)式中Q、K一定時(shí)，t增大，傳熱面積減小。 若K、F一定時(shí)，t增大，則傳熱量Q增大。第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 五、真空

8、蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)： 可見真空度越高，沸點(diǎn)降低也多，溫差增大。同樣道理，加熱蒸汽壓力愈高，溫差也能增大，可是因?yàn)榕Ｄ淌菬崦粜晕镔|(zhì)，不宜采用高壓蒸汽加熱，一般使用蒸汽壓力不超過1-1.5公斤厘米2; 3、因沸點(diǎn)降低，使傳熱面上結(jié)焦現(xiàn)象大大減少，這樣可使設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間加長(zhǎng)而不需經(jīng)常洗刷，提高設(shè)備利用率，為連續(xù)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 五、真空蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)： 4、真空蒸發(fā)為二次蒸汽的利用創(chuàng)造了條件，因?yàn)榈诙д婵斩缺鹊谝恍д婵斩雀撸悬c(diǎn)更低，使二次蒸汽或與二效蒸發(fā)溫度間有足夠的溫差，故可用雙效或多效或配備熱泵蒸發(fā)，節(jié)約燃料或蒸汽耗量。 5、因溫度降低，大部分設(shè)備可以

9、不設(shè)保溫層，降低了設(shè)備造價(jià)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第一節(jié) 蒸發(fā)的基本概念 五、真空蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、抽真空需增加一系列設(shè)備，并消耗大量冷卻水，多消耗能量。 2、因在減壓下操作，沸點(diǎn)降低，溶液的蒸發(fā)潛熱隨沸點(diǎn)的降低而增大，即在減壓下蒸發(fā)1公斤水所需的熱量比在常壓下為高。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求 隨著工業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，蒸發(fā)設(shè)備不斷改進(jìn)和更新，有不少新的設(shè)計(jì)從其它工業(yè)如化工、醫(yī)藥等吸收進(jìn)入到食品工業(yè)里來，提高了成品的質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，改善了工人勞動(dòng)條件，蒸發(fā)設(shè)備出現(xiàn)了不少形式，先把它們總的情況歸類分析一下： 一、分類1、根據(jù)加熱蒸汽被利用的次數(shù)分類

10、 (1)單效蒸發(fā)裝置：加熱蒸汽只被利用一次，由于蒸發(fā)而產(chǎn)生的二次蒸汽不再利用而且直接通入冷凝器冷凝。這種蒸發(fā)裝置每蒸發(fā)一公斤水約需1.11.2公斤加熱蒸汽。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類1、根據(jù)加熱蒸汽被利用的次數(shù)分類 (2)多效蒸發(fā)裝置：加熱蒸汽被利用二次或多次重復(fù)利用者，即蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽被引入下一效加熱室，作加熱蒸汽用，此加熱室也就是二次蒸汽的冷凝器，若不計(jì)熱損失，則雙效蒸發(fā)裝置約可節(jié)約蒸汽5 0。三效蒸發(fā)裝置可節(jié)約6 7，同時(shí)冷卻水耗量也減少。 并不是說效數(shù)越多越好，這是因?yàn)榧訜嵴羝臏囟扰c溫度之間，必須有足夠的溫度差，有資料介紹最少也要有10

11、左右，且牛奶是熱敏性強(qiáng)的料液，故在第一效內(nèi)沸騰溫度不宜過高。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類1、根據(jù)加熱蒸汽被利用的次數(shù)分類 (3)帶有熱泵的蒸發(fā)裝置： 熱泵又稱熱壓縮器，又有機(jī)械式熱泵和噴射式熱泵之分，其操作原理是將蒸發(fā)所產(chǎn)生的二次蒸汽壓縮，提高其壓力與溫度，循環(huán)使用，只需補(bǔ)充部分加熱蒸發(fā)系統(tǒng)的熱量消耗。如對(duì)單效蒸發(fā)器而言，利用熱泵將二次蒸汽的一部分壓縮回用，每蒸發(fā)一公斤水分，僅需消耗加熱蒸汽0.60.7公斤蒸汽，接近于雙效蒸發(fā)設(shè)備水平，對(duì)中小企業(yè)更為適合。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類2、根據(jù)料液的流程來分類： (1)循

12、環(huán)式： 形式上有自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)之分，在過去一些老式的設(shè)備中，都是采用自然循環(huán)，使被蒸發(fā)的料液在蒸發(fā)設(shè)備中依靠加熱對(duì)流全部或部分往復(fù)多次循環(huán)，達(dá)到予定濃度后，連續(xù)或分批抽出，對(duì)循環(huán)而言，被蒸發(fā)的料液在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時(shí)間較長(zhǎng)，并不是簡(jiǎn)單的算術(shù)關(guān)系可以控制的，較復(fù)雜。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類2、根據(jù)料液的流程來分類： (2)單程式： 近來發(fā)展起來的一種新型蒸發(fā)設(shè)備，即當(dāng)物料進(jìn)入蒸發(fā)設(shè)備后，在加熱面處只通過一次，到出口時(shí)物料已達(dá)到蒸發(fā)要求，不需再反復(fù)循環(huán)，這一點(diǎn)對(duì)熱敏感性強(qiáng)的牛奶來說特別有利，影響食品質(zhì)量的兩個(gè)因素，包括溫度和時(shí)間，其中特別是長(zhǎng)時(shí)間的受熱

13、，對(duì)食品質(zhì)量的影響更大，在另一方面，單程的設(shè)備傳熱系數(shù)K值高，而循環(huán)式蒸發(fā)器，傳熱系數(shù)值低。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類 3、根據(jù)加熱器結(jié)構(gòu)形式來分： (1)盤管式 (2)中央循環(huán)管式 (3)循環(huán)升膜式 (4)降膜式 (5)片式 (6)刮板式 (7)脹流式及其它型式第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求一、分類 3、根據(jù)加熱器結(jié)構(gòu)形式來分：(1)盤管式 (2)中央循環(huán)管式 (3)外加熱式(4)懸筐式(5)管外沸騰式 自然循環(huán) (循環(huán)速度1m/s, 高達(dá)2-3m/s)強(qiáng)制循環(huán)式(循環(huán)速度 1.5m/s-3.5m/s)不循環(huán)式蒸發(fā)器的分類(

14、1)升膜式(2)降膜式(3)升降膜式(4)刮板式(5)片式(6)脹流式(6)離心式第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求二 、選擇由于食品的性質(zhì)是多種多樣的，所以選擇蒸發(fā)設(shè)備時(shí)必須考慮溶液是否具有下列幾種性質(zhì)：1結(jié)垢性： 有些溶液在加熱時(shí)會(huì)在加熱面上生成垢層，從而增加熱阻降低傳熱系數(shù)，嚴(yán)重時(shí)使設(shè)備生產(chǎn)能力下降，垢層生成的原因有兩種，一種是中于加熱面局部過熱，而使料液碳化。另一種是因溫度上升，料液的濃縮物析出無機(jī)鹽或其它固體物質(zhì)。垢層常用化學(xué)藥品清洗。也有用機(jī)械方法剝除的，對(duì)于一般容易生成垢層的料液，選取流速較大的強(qiáng)制循環(huán)型或升膜式濃縮設(shè)備。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

15、的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求二 、選擇2.結(jié)晶性： 有些溶液在濃度增加時(shí)會(huì)有晶粒析出，而且沉積于傳熱面上，從而影響傳熱效果，有的嚴(yán)重會(huì)堵塞加熱管，對(duì)于這類料液宜采用夾套攪拌濃縮器或強(qiáng)制循環(huán)濃縮器。 3粘滯性： 有些料液隨濃度增加，粘度也隨著增加，這樣在自然循環(huán)濃縮器的管中流速降低，傳熱系數(shù)隨之減小，使其生產(chǎn)能力下降，故對(duì)粘度較高的料液不宜選用自然循環(huán)型，可選用強(qiáng)制循環(huán)型，刮板式或降膜式薄膜濃縮器。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求二 、選擇4、熱敏性： 在食品工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要考慮到產(chǎn)品的熱敏性，如生產(chǎn)煉乳時(shí)溫度過高進(jìn)會(huì)使其色澤加深，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量，所以這類溶液應(yīng)采用停留

16、時(shí)間短、蒸發(fā)溫度低的設(shè)備，一般運(yùn)用各種薄膜式或真空度較高的濃縮器為好。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求二 、選擇5、發(fā)泡性： 有些溶液在濃縮過程中會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，這樣泡沫易被二次蒸汽帶走，一方面污染其它設(shè)備，另一面增加產(chǎn)品的損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不能操作，這樣在濃縮器的結(jié)構(gòu)上要考慮清除發(fā)泡可能性，同時(shí)要設(shè)法分離回收其泡沫，一般宜采用強(qiáng)制循環(huán)長(zhǎng)管薄膜蒸發(fā)器，要求增加其管內(nèi)流速。 6、腐蝕性：在食品溶液中有些是酸度較高的，另外是食品衛(wèi)生法規(guī)要求所以濃縮設(shè)備的材料必須能抵抗腐蝕的，通常使用不銹鋼材料或者采用各種防腐涂層材料的鋼材來加工制造。第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的

17、分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求三、蒸發(fā)過程對(duì)設(shè)備提出的要求 1、傳熱效果好，熱能利用率高，也就是設(shè)備的傳熱系數(shù)高、有效溫差t大，能利用較小的傳熱面積進(jìn)行最大的熱量交換。 2、蒸發(fā)器本身結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)件簡(jiǎn)單，不復(fù)雜，占地面積少、熱損失少，不但經(jīng)濟(jì)，而且操作方法容易掌握，不需太高深的操作水平。 3、汽液分離要好，食品物料不致造成浪費(fèi)，對(duì)其它設(shè)備也不造成不良影響，對(duì)環(huán)境也不產(chǎn)生污染。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的分類選擇和對(duì)設(shè)備的要求三、蒸發(fā)過程對(duì)設(shè)備提出的要求 4、設(shè)備能適應(yīng)被蒸發(fā)的物料，符合生產(chǎn)工藝要求。如沒有金屬離子進(jìn)入物料中， 5、容易制造、價(jià)廉且易維修檢查，清洗方便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。 6、有

18、足夠的機(jī)械強(qiáng)度，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。金屬耗用量少，生產(chǎn)安全。 7、容易進(jìn)行自動(dòng)控制。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 一、單效真空蒸發(fā)裝置流程： 在蒸發(fā)系統(tǒng)中是最簡(jiǎn)單的一種。以前乳品工廠中常見，是由一臺(tái)蒸發(fā)器，冷凝器及抽真空裝置組合而成，當(dāng)物料進(jìn)入蒸發(fā)器后，引入加熱蒸汽，對(duì)被蒸發(fā)溶液進(jìn)行加熱，所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝，其中不凝縮氣體由真空裝置抽走，整個(gè)系統(tǒng)處于低壓狀態(tài)下，出料可因工藝要求及不同的結(jié)構(gòu)，可以連續(xù)排出，也可間歇排出。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程： 為了節(jié)約能源，對(duì)于產(chǎn)量稍大的工廠，必須要考慮采用多效流程，使二次蒸汽得到充分利用，其生

19、產(chǎn)能力，不決定于效數(shù)的多少，而是由其加熱面及溫度差的大小來決定每效蒸發(fā)器的溶液沸點(diǎn)與二次蒸汽溫度之間規(guī)定有溫度差。這種溫度差，從前效到最末效逐漸增加，而沸騰溶液的濃度亦相應(yīng)地增加，而通常的生產(chǎn)條件下，為了保證傳熱良好，在每效中必須有最小溫度差，一般在5-1 5。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程： 在乳品廠里采用生蒸汽加熱的一效濃縮器，其溶液沸騰溫度一般不超過100，最末效的沸騰溫度在5 0左右，所以決定濃縮器效數(shù)一般在雙效及三效左右，最高為六效。 單效耗汽量為1.1公斤，雙效為0.57公斤，三效為0.4公斤，四效為0.3公斤，五效為0.27公斤，可見從一效到雙

20、效，節(jié)約能源為50，四效至五效為1 0，十效至十一效只節(jié)約1左右。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：常見的流程為三種： 溶液與蒸汽成并流的，簡(jiǎn)稱為并流法。 溶液與蒸汽成逆流的，簡(jiǎn)稱為逆流法。 每效都加入原料液的，簡(jiǎn)稱為平流法。1、并流法 溶液與蒸汽的流動(dòng)方向相同，即均由第一效順序至末一效，圖51所示，因?yàn)楹笠恍饪s器的壓強(qiáng)較前一效為低，所以溶液在各效的流動(dòng)不需用泵，此為并流法的優(yōu)點(diǎn)之一。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：1、并流法 并流法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，前一效的溶液沸點(diǎn)較后一效高，因此由前一效進(jìn)入后一效內(nèi)的溶液呈過熱狀態(tài)而立即

21、自行蒸發(fā)，這樣可產(chǎn)生更多的二次蒸汽，二次蒸汽管路的連接法，是使前一效所產(chǎn)生的二次蒸汽作為次一效的加熱蒸汽，唯最末效所產(chǎn)生的二次蒸汽通入冷凝器。 這種流程的缺點(diǎn)是后效的溶液濃度較前效的大，而溫度卻較低，這樣會(huì)由于溶液粘度的增加而影響傳熱效果。 從末效排出濃縮液的方法有的采用將其貯罐接通真空裝置或者是用螺桿泵連續(xù)排出。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：1、并流法 第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：2、逆流法： 原料液由最末效進(jìn)入，依次用泵送入前一效，最后的濃縮液由第一效排出，而加熱蒸汽從第1效通入，二次蒸汽則順序通入各效以至末效，

22、蒸汽與溶液進(jìn)入蒸發(fā)器的流向是相反的，故稱逆流法。這種流程的優(yōu)點(diǎn)在于溶液濃度高時(shí)，此時(shí)蒸發(fā)器的加熱蒸汽溫度也增高了。因此各效之間粘度相差不致太大，對(duì)提高沸騰傳熱系數(shù)有利。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：2、逆流法： 第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：2、逆流法： 其缺點(diǎn)是溶液由壓強(qiáng)低的送入壓強(qiáng)高的蒸發(fā)器內(nèi)，必須用泵輸送(故能量消耗大)。此外各效(末效除外)均在低于沸點(diǎn)下進(jìn)料，與并流比較、所產(chǎn)生的二次蒸汽較少。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：3、錯(cuò)流法： 此法的加料是在各效間有些采用并流法，

23、有些采用逆流法，如在三效設(shè)備中，溶液的流向可為或。此法采取了逆流法的優(yōu)點(diǎn)，而避免了缺點(diǎn)，但其操作顯然較為復(fù)雜，實(shí)際上很少采用。4、平流法： 此法是按原料液在每效進(jìn)入而完成液自每效放出的方式進(jìn)行。此法最適合在蒸發(fā)操作時(shí)，同時(shí)有晶體析出的場(chǎng)合，因?yàn)榫w析出后，不便于效與效之間輸送，而需從每效中分別排出。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程 二、多效真空蒸發(fā)裝置流程：第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程三、熱泵蒸發(fā)流程： 熱泵蒸發(fā)器能節(jié)省蒸汽的消耗，其操作如圖54所示，工作原理很簡(jiǎn)單，是借熱能壓縮機(jī)的絕熱壓縮作用，或借蒸汽噴射壓縮作用，將二次蒸汽的溫度提高。并重復(fù)進(jìn)回原來的蒸發(fā)器中，作為加熱

24、蒸汽，節(jié)約能源，雖然在能熱壓縮機(jī)或蒸汽噴射泵中需補(bǔ)充部分能量，即是這樣也是經(jīng)濟(jì)的。第五章 真空蒸發(fā)裝置第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的流程第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題一、節(jié)能的重要性： 前面已講到過，用最經(jīng)濟(jì)的辦法除去水分是真空蒸發(fā)(反滲透法不在此例)，故食品工廠中，料液的大部分水分是通過真空蒸發(fā)來完成的。如果汁、番茄醬、奶粉、煉乳、果醬等等。離不開蒸發(fā)因此抓住這一環(huán)節(jié)的節(jié)能，對(duì)全廠來說，是很重要的。 如乳品工廠中，從一些工廠的統(tǒng)計(jì)材料上看，(水、電、汽占總成本中的3.2左右)，若扣除原材料費(fèi)用外，燃料和動(dòng)力占25左右，而蒸發(fā)耗能占總耗能的70%。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的

25、節(jié)能問題一、節(jié)能的重要性： 如生產(chǎn)淡奶粉，每噸奶粉耗干物質(zhì)含量12.5%的鮮奶約7.8噸， 在蒸發(fā)工序要蒸發(fā)掉5.6噸水，干燥工序要蒸發(fā)1.16噸，單效蒸發(fā)耗汽1.15公斤蒸汽公斤水，干燥若不回收熱則耗汽為3公斤蒸汽公斤水，因此濃縮耗汽為1.155600=6440公斤。干燥耗汽為31160=3380公斤，可見蒸發(fā)工序耗汽量高，從此處考慮節(jié)能非常重要。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題一、節(jié)能的重要性：1、比較蒸發(fā)器在國(guó)內(nèi)外能耗指標(biāo)國(guó)內(nèi)水平班處理25噸廠，單效蒸發(fā)國(guó)外先進(jìn)水平班處理100-200噸廠,46效蒸發(fā)燃料消耗煤34噸/噸奶粉折合煤0.81噸噸奶粉水 耗180200噸噸奶

26、粉1-1.5噸噸奶粉第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題一、節(jié)能的重要性： 2、 能耗大的原因：(1)設(shè)備落后(2)工藝設(shè)計(jì)不合理(3)管理問題(跑、冒、滴、漏)第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題一、節(jié)能的重要性：3、不同的設(shè)備耗汽量有極大差別設(shè)備類型蒸汽耗量(噸) 水耗量(噸)進(jìn)水20排水40 每蒸發(fā)一噸水每生產(chǎn)一噸粉 每蒸發(fā)一噸水每生產(chǎn)一噸粉 國(guó)產(chǎn)單效蒸發(fā)器不帶熱壓泵115 736 30 192 國(guó)產(chǎn)雙效蒸發(fā)器帶熱壓泵046 30 10 64 丹麥五效蒸發(fā)器帶熱壓泵014094帶冷卻水塔，循環(huán)使用幾乎不耗水第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸

27、發(fā)流程的能源消耗情況 1、三效帶熱泵： 蒸發(fā)量在2.55Th，一般建議用三效，并對(duì)其中一效進(jìn)行熱能壓縮，如三效降膜式： 起動(dòng)時(shí)用3 KG蒸汽，不考慮熱損失，得3公斤二次蒸汽。 正常生產(chǎn)后，有二次蒸汽了只要補(bǔ)充1公斤h蒸汽，進(jìn)入熱壓泵抽入2公斤h，再進(jìn)入一效作加熱蒸汽用。 一效出來的二次蒸汽除了抽入熱壓泵2kgh外，尚存1kgh作為二效作加熱蒸汽用。不考慮熱損失，也能產(chǎn)生1kgh二次蒸汽。全部送入三效作加熱蒸汽用。第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 1、三效帶熱泵： 不考慮熱損失，三效也能產(chǎn)生1kgh二次蒸汽全部送入冷凝器。 實(shí)際上生蒸汽1kgh，能蒸

28、發(fā)出來的水分=5 kgh。如果考慮到對(duì)物料預(yù)熱及周圍損失，1kgh生蒸汽，能蒸發(fā)4公斤水，則每蒸發(fā)1噸水耗汽量0.25Kg(0.25 Kg汽Kg水)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 A1B1A2B2A3B31C12D113第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 1、三效帶熱泵： 上?；C(jī)械廠為商業(yè)部在山西省富平縣乳品廠制造了(上海輕工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì))三效帶熱壓泵蒸發(fā)器：蒸發(fā)量：3Th，加熱面積F=120m。熱壓泵蒸汽壓力9.5 K gcm2。蒸汽耗量：800-1000 k gh冷凝器真空度689.2 mmH

29、g。冷卻水耗量：21 Th;沸點(diǎn)效70，效57，效45。第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 2、五效流程：蒸發(fā)量1020 Th設(shè)備，對(duì)第三效熱能壓縮。 物料由-A1-A2-A3-A5-A4-濃料 蒸汽：?jiǎn)?dòng)時(shí)合用生蒸汽A1， B1排出來的二次蒸汽到A2，二次蒸汽由B 2排出到A 3。A 3由B 3排出二次蒸汽一部分到熱壓泵加壓，另一部分到A 4。A 4中由B4排出二次蒸汽A5，二次蒸汽由B 5排入冷凝器。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 2、五效流程： A 1DCB 1A2B 2A 3B 3A4B 4A

30、 5B 522211111第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 2、五效流程： 實(shí)際上，1k gh蒸汽能蒸發(fā)的水分量=2+2+2+1+1=8 k gh，考慮到預(yù)熱和熱損失等，1 k gh蒸汽能蒸發(fā)水分量=7 k gh，則單耗014 kg汽公斤水， 黑龍江安達(dá)乳品廠從丹麥尼羅公司引進(jìn)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 3、六效：對(duì)于牛奶，其總溫度差70，六效也很困難。解決的方法就是另加一個(gè)機(jī)械壓縮組合。國(guó)外資料介紹MVR蒸發(fā)器。配有一個(gè)蒸汽渦輪機(jī)。其動(dòng)力也是用蒸汽。它能帶動(dòng)主動(dòng)渦輪工作。其排出的廢氣可進(jìn)入熱

31、壓泵作動(dòng)力。同時(shí)它又能帶動(dòng)同軸渦輪壓縮機(jī)，使它抽出二次蒸汽壓縮后再作熱源水分蒸發(fā)量：10+10+10+3+1+1；35kgh實(shí)際上達(dá)30kgh，單耗： 0.03 Kg汽Kg水第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 3、六效：A 1B1A2B 2A 3B 3A4B 4A 5B511CB6A 61 0101 01 01D1231第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題二、多效蒸發(fā)流程的能源消耗情況 3、六效：第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題五、蒸發(fā)器余熱的利用 1、蒸發(fā)器的余熱有下列三部分組成： (1)加熱器中加熱蒸汽經(jīng)熱交換后，通過

32、冷凝水疏水器排出。 (2)二次蒸汽排出后，可作下一效加熱蒸汽用?；虺槌鲎黝~外蒸汽用。余者排入冷凝器。 (3)二次蒸汽在水力噴射泵中冷凝后，排入水箱。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第四節(jié) 蒸發(fā)系統(tǒng)中的節(jié)能問題五、蒸發(fā)器余熱的利用2、余熱的利用： (1)疏水器排出的冷凝水：可將冷凝水排入貯水器中，與空氣加熱器中疏水器排出的冷凝水在此混合待用。該貯水器容不得小于300公斤冷凝水貯量。 可將混合熱水作為板式熱交換器中殺菌熱水用。 (2)水力噴射泵排入水箱的熱水，可用作板式熱交換器中予熱之熱水。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式常見的蒸發(fā)設(shè)備總是明顯的由兩部分所組成： 加熱室：此處為加熱蒸汽把溶

33、液加熱并使使之沸騰的部分。 蒸發(fā)室：亦稱汽液分離室，加熱室內(nèi)溶液沸騰后產(chǎn)生大量蒸汽，即二次蒸汽，其中帶有大量液沫，到了較大的蒸發(fā)室中后，速度減慢。液沫因自身凝聚或用捕沫器等作用使液沫與蒸汽得到分離。 此外尚有一系列其它的附屬設(shè)備，如捕汁器、冷凝器、真空泵等 本節(jié)介紹各種不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器1、操作原理：中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器1、操作原理： 正常操作時(shí)，加熱蒸汽從側(cè)面進(jìn)入，故四周溫度高，越住中間溫度越低，所以加熱管內(nèi)料液溫度高，

34、重度低，中央循環(huán)管內(nèi)溫度低，這樣因溫差而造成重度差。又因蒸發(fā)時(shí)有一種抽吸作用，使料液從加熱管下面上升到上面，到中央循環(huán)管內(nèi)因重度大而往下降：形成了自然循環(huán)，而將水份蒸發(fā)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器2、中央循環(huán)管與加熱管：中央循環(huán)管的截面積一般為總加熱管束截面積的3540，沸騰加熱管采用2575毫米的管子，高度一般在0.62米左右，材料一般采用耐腐蝕的不銹鋼管。循環(huán)管一般采用200300直徑，管長(zhǎng)與管徑之比一般在2040。 中央循環(huán)管與沸騰加熱管，一般用脹管法或焊接法固定在上下管板上的，從而構(gòu)成一個(gè)豎式加熱管束，溶液在管內(nèi)流動(dòng)而加熱蒸汽在管

35、束之間流動(dòng)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器3、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。如圖56所示，可是蒸汽中有一部分氣體是混入的空氣或氧等不凝性氣體，不能排除，如果不及時(shí)排除，會(huì)在加熱室內(nèi)愈積愈多，嚴(yán)重影響熱效率可在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(tǒng)抽出。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器蒸汽中混入不凝氣體的原因有三： (1)鍋爐水中溶解的空氣和其它氣體、 (若用的是冷凝水就不存在此情況)

36、。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。 (2)因在真空下操作，會(huì)有空氣從接頭處漏入，造成二次蒸汽中混入不凝性氣體。 (3)如果是多效系統(tǒng)，則應(yīng)注意料液中往往也會(huì)有溶解著的不凝氣體，有時(shí)甚至還含有對(duì)材料具腐蝕性的惡性氣體，更應(yīng)及時(shí)排除。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 這些不凝性氣會(huì)形成薄膜，包住加熱管。因?yàn)闅怏w不是好的熱導(dǎo)體，加熱蒸汽需通過它才能與壁內(nèi)溶液進(jìn)行熱交換，因而傳熱效果就低了。 為了使蒸發(fā)器傳熱效果好，當(dāng)然應(yīng)該使傳熱面均等的傳熱。可是實(shí)際上加熱蒸汽進(jìn)入加熱室后，因入口處的結(jié)構(gòu)，不凝性氣體的排除，冷凝水出口位置

37、等等關(guān)系，使得加熱室內(nèi)蒸汽通行路徑并不全面，而有偏于一部分的情形，這樣傳熱面的某一部分就有不凝氣體停滯其間，因而減低傳熱效果。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 不凝氣體停滯的地方稱為氣袋，我們應(yīng)注意盡可能不讓氣袋產(chǎn)生。有各種各樣的方法，有的把加熱管中一部分去掉，使通路成放射狀。但只能達(dá)到使蒸汽自然流通的目的，若要進(jìn)一步徹底控制蒸汽通路，則可在管束之間加擋板，使蒸汽在加熱室中只能沿一定路徑通過，當(dāng)通過全部加熱管后，再送到冷凝水的出口及不凝氣出口方向?？商岣邆鳠嵝Ч?。圖57表示蒸汽流在蒸發(fā)器加熱室中的分布情況，以及不凝氣體所處的狀態(tài)，現(xiàn)分別介紹如下：

38、第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 圖中(1)為蒸汽從一側(cè)進(jìn)入，從另一端排出。當(dāng)中有下流管，即循環(huán)管。斜線部分表示出氣體停滯地帶，無形中減少了加熱管的傳熱面積，同時(shí)蒸汽流速也緩慢。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 圖中(2)加熱室的周圍設(shè)備適當(dāng)大小的空室，稱為蒸汽帶，蒸汽先通入蒸汽帶中，再通過隔開板，向中心走，但也不理想。因?yàn)檎羝M(jìn)入蒸汽室后，即以很大的速度分為左右方向，沿著蒸汽帶的四周流動(dòng)。到了蒸汽入口相反一側(cè)的蒸汽帶室內(nèi)，蒸汽即互相沖突，進(jìn)入加熱區(qū)后，使得這一部分蒸發(fā)最為活撥。 第五章 真空蒸發(fā)

39、裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器圖(3)為大型蒸發(fā)器的加熱室，蒸汽入口處有相對(duì)位置2處，改善了蒸汽分布情況。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 圖(4)蒸汽入口也是兩處，但不是相對(duì)，而是互成90o角；雖然蒸汽分配管簡(jiǎn)化了，但因入口不對(duì)稱，蒸汽終會(huì)偏頗的傾向。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 圖中(5)也適用于大型蒸發(fā)器、蒸汽入口四處，更復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用很大很少采用。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 圖中(6)蒸汽入口有兩

40、個(gè)，位置成180o角，而且和蒸汽帶室外周成切線形，故不凝性氣體停滯處很小，較理想。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器圖中(7)加熱管問設(shè)有擋板，改變蒸汽流動(dòng)方向在S形，停滯處在蒸汽急轉(zhuǎn)彎處。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器圖中(8)為韋勃式加熱室第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 設(shè)有六角形擋板，內(nèi)外共兩組，互相連結(jié)，使蒸汽在加熱室中沿最合理的路程流動(dòng)，使加熱管的任何部分都可以與進(jìn)來的加熱蒸汽接觸，提高了傳熱效果。而且因外周一層先與加熱蒸汽接觸，加熱管

41、受熱高，管內(nèi)料液溫度高，越近中央處溫度越低，中央循環(huán)管內(nèi)溫度最低，料液溫度此時(shí)也最低，重度大，對(duì)自然循環(huán)而言，此種結(jié)構(gòu)也是合理的。如果不凝性氣體排除口的位置安排適宜，則不凝性氣體停滯部分更少，傳熱效率也最好。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器供液方式：主要對(duì)多效蒸發(fā)而言，要求稀的溶液進(jìn)入后，最好遠(yuǎn)離濃液的出料口，避免稀、濃液的相混，使被蒸發(fā)的料液不致在蒸發(fā)過程中停留時(shí)間過長(zhǎng)。對(duì)成品質(zhì)量有益，所以通常蒸發(fā)器的加料狀態(tài)有三種情形： 第一種：設(shè)計(jì)不好，使?jié)庖号c稀液相混而被稀釋，這樣抽出來的溶液較蒸發(fā)器內(nèi)的平均濃度為低。 第二種：設(shè)計(jì)較好時(shí)，稀液與濃液平均

42、混合，使出料口處溶液的濃度與蒸發(fā)器內(nèi)溶液的平均濃度相等。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器第三種：如設(shè)計(jì)特別好，使出料的濃度較蒸發(fā)器內(nèi)平均濃度為高由此可見第三種情況為最好，但同時(shí)應(yīng)注意，后效比前效壓力低，料液會(huì)在供料管內(nèi)產(chǎn)生自蒸發(fā)，它們產(chǎn)生的蒸汽體積較原來溶液的體積膨脹很多，故要求此時(shí)供液管的直徑應(yīng)該大些，尤其在真空度很高的最后一個(gè)蒸發(fā)器。自蒸發(fā)的影響更大，多效蒸發(fā)的供料方法很多，現(xiàn)分述如下：第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (1)由底部抽出而由上部注入的供液方法：這是最早采用的，如圖58所示。效效

43、效第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (1)由底部抽出而由上部注入的供液方法：其優(yōu)點(diǎn)如下 蒸發(fā)器底部因料液有一定的高度，受一定靜壓力，沸點(diǎn)會(huì)有升高，而且前效沸點(diǎn)比后效高，因此當(dāng)料液由前一效底部抽出，從下一效上部加入，即從溫度高處到沸點(diǎn)更低處，溫差大，自蒸發(fā)大蒸發(fā)量也增加。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、易操作?？呻S意加入料液的量。且瞬同蒸發(fā)時(shí)霧沫少。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (1)由底部抽出而由上部注入的供液方法：其優(yōu)點(diǎn)如下加入到下一效管板上，不會(huì)引起特別的振動(dòng)，整個(gè)操作平穩(wěn)。 缺點(diǎn)如下： 供液管內(nèi)

44、易堆積沉淀物，且易被堵塞?？稍谡舭l(fā)器底部裝一個(gè)積垢箱，以防水垢沉積于供液管上。 由于加料于下一效管板上和上升濃液相混，故抽出物料濃度稍低。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (1)由底部抽出而由上部注入的供液方法： 料液由前效流向后一效主要依靠?jī)商幍膲毫Σ钭鲃?dòng)力需采用較大管徑以減少摩擦損失，以便流動(dòng)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (2)由底部送到底部的供液方法，如圖59所示：第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (2)由底部送到底部的供液方法，如圖5

45、9所示： 在蒸發(fā)器底部有一個(gè)環(huán)狀管，管上有許多小孔，溶液由供液管進(jìn)入，從環(huán)狀管小孔噴出來，噴射孔總面積為供料管斷面積的34倍。稀液因噴射到外圍加熱管，受熱好，自己蒸發(fā)的熱被蒸發(fā)器內(nèi)溶液吸收，濃縮后的溶液由中央循環(huán)管內(nèi)下來，不會(huì)被稀液沖淡。因?yàn)橛傻撞恐恋撞?，不存在液位差，供液速度可加快。一般?12米秒，最快時(shí)可達(dá)1.5米/秒。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (3)恰普慢式供液法： 屬自動(dòng)供液調(diào)整法中最早的一種。如圖510所示.第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (3)恰普慢式供液法： 在中央循環(huán)管下

46、部有一個(gè)貯液室，室上方裝著倒立園錐形的隔板，目的使送入的抽入的稀液進(jìn)到蒸發(fā)器底部后，稀溶液會(huì)向加熱管的下面流動(dòng)，加熱上升后再到中央循環(huán)管，通過漏斗全部進(jìn)入出料管送到下一蒸發(fā)器其中U形管為虹吸管與貯料室相通并與下一效蒸發(fā)器相通，但前后兩個(gè)蒸發(fā)器存在壓力差；由U形管來封鎖，在U形管上部通過手輪和供料閥來控制供液量。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (4)韋勃式自動(dòng)液位調(diào)節(jié)法：如圖51 l所示。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (4)韋勃式自動(dòng)液位調(diào)節(jié)法：此法與(2)及(3) 法相同，此外就是在蒸發(fā)器身旁

47、裝有液面調(diào)節(jié)閥與蒸發(fā)器底用粗管相連，濃縮液排出后，先溢流到身旁的液面調(diào)節(jié)器。在頂蓋蓋上用細(xì)管和蒸發(fā)器相連，使兩處壓力相等。調(diào)節(jié)器內(nèi)有一直立短管，該短管頂部位置與蒸發(fā)器內(nèi)液面相等，當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)液面到一定高度后，在調(diào)節(jié)器內(nèi)液體會(huì)溢流出來，流到U形管內(nèi)，供給下一效，使蒸發(fā)器內(nèi)的液面保持一定的液面。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (5)浮標(biāo)式液面調(diào)節(jié)法：如圖51 2所示第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器 (5)浮標(biāo)式液面調(diào)節(jié)法：在蒸發(fā)器的身旁裝有浮標(biāo)式的液面調(diào)節(jié)器。位于加熱室的外側(cè)，其高度與蒸發(fā)器內(nèi)液面相同，

48、當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)液面高出規(guī)定位置時(shí)，浮標(biāo)即上升，促使進(jìn)料閥關(guān)小，減少供料。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器4、蒸發(fā)室： 料液在蒸發(fā)器內(nèi)受熱沸騰而氣化，產(chǎn)生大量的二次蒸汽，必須給予一定的容積和高度，使二次蒸汽上升，液沫落下。蒸發(fā)室高度決定于二次蒸汽上升速度。同時(shí)要考慮清洗，維修加熱管子的需要。一般蒸發(fā)室高度為加熱管長(zhǎng)度的1115倍。蒸發(fā)室外壁上裝有視孔，人孔及清洗水、照明、儀表、取樣等裝置。頂部有液沫分離器也稱捕汁器，防止帶走液體，有利于下一效加熱，也防止料液的損失及對(duì)環(huán)境的污染，詳細(xì)結(jié)構(gòu)放在附屬設(shè)備內(nèi)介紹。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)

49、構(gòu)型式一、中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器5、優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、液位容易控制。缺點(diǎn)： 粘度大時(shí)，自然循環(huán)較困難，清洗也較麻煩。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 1、結(jié)構(gòu)： 它是我國(guó)乳品廠最早采用的一種真空單效濃縮裝置。目前國(guó)內(nèi)中小型乳品廠仍有使用。它是由加熱盤管、蒸發(fā)室和捕汁器，水力噴射器三個(gè)主要部分組成、蒸發(fā)器底都設(shè)有盤管，管內(nèi)通入加熱蒸汽，對(duì)周圍的料液進(jìn)行加熱，一般有45盤，呈水平狀分別通入蒸汽，每盤可以有13圈

50、，每盤是有單獨(dú)的蒸汽進(jìn)口和出口，各自都有單獨(dú)的汽水分離器，結(jié)構(gòu)如圖5-1 3(一) 所示。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 1、結(jié)構(gòu)： 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 鍋體的上部配有視燈、燈孔、人孔、放空閥、溫度計(jì)、真空表等，中部有進(jìn)料管，下部有取樣閥門、放料管。頂部有二次蒸汽導(dǎo)出管。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器A 加熱器 位于鍋體下部，安裝有35組盤管。加熱盤管是分層排列，每層為一盤。300kgh的真空濃縮鍋有3盤，700kgh的有4盤，1000kgh的有5盤。 每盤有13圈。每盤均有單獨(dú)的

51、蒸汽進(jìn)口，用閥門控制蒸汽的流量。有冷凝水的排出口，亦均有單獨(dú)的疏水器。盤管進(jìn)出口的排列有兩種，如圖所示 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器A 加熱器 由于管段較短，盤管中的溫度也較均勻，冷凝水能及時(shí)排除，這樣傳熱面積利用率較高。盤管的截面過去多用圓形，由于它能影響鍋內(nèi)料液的自然對(duì)流，目前都采用橢圓形的截面，如下圖所示。 這種截面使料液的自然對(duì)流阻力較小，且便于清洗。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器A 加熱器 這種加熱盤管在操作時(shí)，應(yīng)待牛乳浸沒盤管后，才能開蒸汽閥門(

52、應(yīng)自下而上將已浸沒之盤管的蒸汽閥門先后擰開)，當(dāng)液面降低使盤管露出時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉該盤管蒸汽閥門。正常操作時(shí)，應(yīng)控制進(jìn)奶量與蒸發(fā)量相等，以保持鍋內(nèi)一定的液位。同時(shí)，也應(yīng)注意盤管冷凝水出口不能阻塞，否則會(huì)影響蒸發(fā)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器B 蒸發(fā)室： 盤管以上的鍋內(nèi)空間是蒸發(fā)室，約占鍋體的三分之二。被加熱的牛乳在此沸騰汽化，而產(chǎn)生二次蒸汽。由于汽化使牛乳的溫度降低，形成自然循環(huán)。 視孔及燈孔是照明及觀察鍋內(nèi)沸騰情況和液位高低的。進(jìn)料管安裝成切線方向，牛乳在進(jìn)入鍋內(nèi)時(shí)沿管壁成切線方向，這樣可以防止產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型

53、式二、盤管式蒸發(fā)器B 蒸發(fā)室： 放空閥是控制鍋內(nèi)真空度用的。當(dāng)沸騰十分激烈，液面上升高度超過允許范圍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生跑奶現(xiàn)象，于是打開放空閥，外界空氣進(jìn)入，降低了鍋內(nèi)真空度，牛乳的沸點(diǎn)升高，從而使沸騰緩和下來，防止了跑奶。放空閥的另一個(gè)作用是在濃縮結(jié)束或在特殊情況下，為破壞鍋內(nèi)真空度而用。 汽液分離器位于濃縮鍋頂端或側(cè)面，是分離牛乳與二次蒸汽用的。水力噴射器配有水泵，兼有抽真空和冷凝兩種作用。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器C 汽液分離器斜底不銹鋼圓筒，筒壁上裝有切線方向上的二次蒸汽進(jìn)口管，筒體內(nèi)的中心管為二次蒸汽出口管，與真空系統(tǒng)連接。頂部配有器蓋，斜底上裝有回流管

54、。 二次蒸汽由切線方向進(jìn)入分離器，夾帶的液滴借離心力的作用與二次蒸汽分離，分離后的二次蒸汽從中心管排出，被分離下來的料液經(jīng)回流管回入蒸發(fā)鍋內(nèi)。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器C 汽液分離器 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 D止回閥： 由鑄鐵閥體，閥蓋，不銹鋼閥板。橡膠密封墊等零件組成，它用是防止操作時(shí)發(fā)生突然故障(如停電，跳閘等)，通過鍋內(nèi)外壓差作用，迅速使閥板自動(dòng)關(guān)閉，防止冷卻水倒灌入鍋內(nèi)污染料液。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器 D止回閥： 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式

55、二、盤管式蒸發(fā)器E水力噴射器： 由鑄鐵器體，器蓋、導(dǎo)向盤，擴(kuò)散管，鋼制噴嘴托板及噴嘴等零件組成。工作時(shí)以多級(jí)離心水泵泵送高壓水從噴嘴內(nèi)高速噴出形成低壓區(qū)：噴出的高速水流針對(duì)混合口喉管，擴(kuò)散后增壓而排出。由于高速水流在器體內(nèi)形成的低壓區(qū)，可不斷地吸入蒸發(fā)鍋內(nèi)的二次蒸汽和不凝性氣體，經(jīng)導(dǎo)向盤與冷卻水接觸而冷凝和冷卻，隨之一起排出。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器E水力噴射器： 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器F 儀表箱： 儀表箱上裝有壓力表真空表、壓力式指示溫度計(jì)，分別顯示蒸汽壓力和各盤管之蒸汽分壓以及鍋內(nèi)之料液溫度，以利于觀察操作

56、和控制。各壓力表與管道連接處均安裝儀表旋塞，便于裝拆及維修第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器2、優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，傳熱系數(shù)可達(dá)1100 千卡米2時(shí)，加熱管短，盤管中的溫度比較均勻，冷凝水可及時(shí)排出，傳熱面積利用率高，并可根據(jù)料液的多少，開加熱盤的多少。3、缺點(diǎn) 缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在傳熱面積小，料液循環(huán)差，盤管表面引起結(jié)垢，操作不能連續(xù)，生產(chǎn)能力有限，二次蒸汽不能充分利用，難以自動(dòng)控制。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作A開車順序 (1)用溫水沖洗濃縮鍋的各部位。 (2)密封鍋蓋及人孔，打開所有閥門，用直接蒸汽進(jìn)行殺菌

57、，溫度必須達(dá)到95以上，時(shí)間保持5min以上。 (3)關(guān)閉所有閥門。開啟冷卻水閥門，并啟動(dòng)多級(jí)水泵，使水壓維持在245.2 kPa以上，一般為294.21 kPa，進(jìn)行空車密封試驗(yàn)，其真空度必須達(dá)到79.99 kPa以上(即鍋內(nèi)壓力為20 kPa以下)。否則須檢查原因，使其密封。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作A開車順序 (4)進(jìn)料：可以在低真空度或高真空度情況下進(jìn)料，據(jù)操作習(xí)慣而異。當(dāng)牛乳浸沒最下層的一組盤管時(shí)，即可稍開啟該組盤管的加熱蒸汽閥門。以后，隨著牛乳液位上升，其他幾組盤管由下而上逐一被浸沒，相應(yīng)地逐一開啟蒸汽閥門。當(dāng)牛乳液位上升到第三組盤管后

58、，應(yīng)注視乳浪起伏情況，乳浪過高時(shí)，則微開放空閥進(jìn)行“壓氣”控制。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作A開車順序 開始時(shí)蒸汽壓不能開得過高，否則易使牛乳中氣體突然形成“爆沸”而造成跑奶。所以，首先除去牛乳中的氣體，形成穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)后，再徐徐提高蒸汽壓至196kPa并調(diào)整進(jìn)料量使之與蒸發(fā)量相平衡。保持沸騰液面在上排盤管上方40cm處。 隨著濃縮的進(jìn)行，牛乳相對(duì)密度逐漸增大，粘度也逐漸增高，必須逐漸降低盤管的蒸汽壓力。第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作A開車順序 濃縮時(shí)的蒸汽壓力約在49196kPa，乳溫保持在6048范圍，

59、真空度應(yīng)保持在87.99kPa(660mmHg)以上(即鍋內(nèi)壓力在13.3kPa以下)。 (5)每鍋的濃縮時(shí)間：乳粉生產(chǎn)上是11.25h。根據(jù)產(chǎn)品的不同濃度要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或濃縮乳在鍋內(nèi)的液位(靜止時(shí))以及取樣測(cè)定的方法，若濃度符合要求即可出料。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作A開車順序 濃縮鍋開始時(shí)不超過58，結(jié)束時(shí)不低于48 。如果結(jié)束時(shí)鍋溫過低，會(huì)產(chǎn)生出料困難，特別是生產(chǎn)煉乳時(shí)，會(huì)給后工段帶來一定困難。解決的方法是調(diào)節(jié)水箱中循環(huán)水的溫度，使水溫升高從而使鍋內(nèi)真空度降低，鍋溫也隨之提高。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)

60、器4、操作B停車順序 (1)關(guān)閉加熱蒸汽閥門。 (2)開啟空氣閥及壓氣閥，破壞真空。 (3)關(guān)閉多級(jí)水泵。 (4)抽出濃縮乳。 C 濃縮鍋的清洗 (1)人工清洗：先用水沖洗，然后人鉆進(jìn)鍋內(nèi)用毛刷或鋼絲絨擦洗所有與牛乳接觸的部位，直至洗滌干凈，泡沫分離器也應(yīng)打開清洗干凈。 第五章 真空蒸發(fā)裝置第五節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備各種結(jié)構(gòu)型式二、盤管式蒸發(fā)器4、操作 C 濃縮鍋的清洗 (2)化學(xué)洗滌：可用不含氯根或氯化物的堿性洗液和酸性洗液，注意含氯根的洗液對(duì)不銹鋼的腐蝕作用，它會(huì)破壞不銹鋼內(nèi)部晶體組織中的鉻，使之產(chǎn)生鉻的晶間腐蝕，從而發(fā)生貧鉻現(xiàn)象，這樣不銹鋼被損壞，因此嚴(yán)格禁止使用鹽酸清洗不銹鋼設(shè)備。 堿性洗液：2