番茄汁濃縮工藝裝置的設(shè)計(jì)

1、目錄一 食品工程原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2(1)設(shè)計(jì)課題2(2)設(shè)計(jì)條件2(3).設(shè)計(jì)要求2(4)、主要參考資料2二 設(shè)計(jì)方案的確定3三 設(shè)計(jì)計(jì)算33.1.總蒸發(fā)水量33.2.加熱面積初算3（1）估算各效濃度3（2）沸點(diǎn)的初算4（3）溫度差的計(jì)算4（4）計(jì)算兩效蒸發(fā)水量，及加熱蒸汽消耗量5（5）總傳熱系數(shù)K的計(jì)算6（6）分配有效溫度差，計(jì)算兩效傳熱面積83.3.重算兩效傳熱面積8（1）.第一次重算83.4 計(jì)算結(jié)果93.5 加熱室93.6.分離室10四.簡(jiǎn)圖11 2008級(jí)食品科學(xué)與工程專業(yè)一 食品工程原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(1)設(shè)計(jì)課題：番茄汁濃縮工藝裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算(2)設(shè)計(jì)條件：1處理物料（原料）量

2、：1.4萬(wàn)噸/年（約2243kg/h）2.物料溫度：253.原料固形物含量：9%（約為9.0ºBrix）4.濃縮液固形物含量：36%5.原料最高許可溫度：606.物料平均比熱為 3.50 kj / kg·K , 忽略濃縮熱7.車間底層海拔高程為 20 m 冷凝水排除地溝水封液面海拔高程為 19.5 m 。(3).設(shè)計(jì)要求：1.設(shè)計(jì)一套（單效或雙效）蒸發(fā)系統(tǒng)（滿足上述工藝要求并包括料液輸送系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)，冷凝水分離排除系統(tǒng)及真空系統(tǒng)）；2.提交設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，（應(yīng)包括目錄、設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)方案的確定、各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型、簡(jiǎn)略的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、參考文獻(xiàn)資料等。須打

3、?。?.工藝布置簡(jiǎn)圖一幅（可附在設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)上）；4.注意收集、閱讀參考資料，形成設(shè)計(jì)方案；5.提交日期：2011年6月17日。(4)、主要參考資料夏清、陳常貴主編，姚玉英主審，化工原理,天津大學(xué)出版社，2005，1 華南理工大學(xué)化工原理教研組，化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì),華南理工大學(xué)出版社.1995化工設(shè)備的選擇與工藝設(shè)計(jì)，中南工業(yè)大學(xué)出版社. 1992叢德滋等, 化工原理詳解與應(yīng)用, 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002，7, 151-158張承翼 李春英，化工工程制圖，化學(xué)工業(yè)出版社. 1997張桂昭，三效逆流加料蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)，化工設(shè)計(jì). 1996（6）：6-10蔣迪清等，食品通用機(jī)械與設(shè)備，華南理工大學(xué)

4、出版社，2001，7，111-13各類化學(xué)工程學(xué)報(bào)、期刊、化工設(shè)備手冊(cè)及其化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品廣告二 設(shè)計(jì)方案的確定一對(duì)果汁進(jìn)行濃縮的好處：1.減少包裝、運(yùn)輸和貯藏的費(fèi)用；2.防止腐敗；3.改善口感。二.確定設(shè)計(jì)方案：考慮到高溫會(huì)破壞果汁的品質(zhì)，故采用真空低溫蒸發(fā)來(lái)對(duì)番茄汁進(jìn)行濃縮操作；由處理物料（原料）的性質(zhì)及設(shè)計(jì)要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考慮到經(jīng)濟(jì)和效率問(wèn)題，選用雙效蒸發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用并流雙效降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)。選用5m長(zhǎng)32×1mm的無(wú)縫不銹鋼管作加熱管。三 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.總蒸發(fā)水量3.2.加熱面積初算（1）估算各效濃度:第一效蒸發(fā)后由經(jīng)驗(yàn)公式：1:1.1而 解得

5、 （2）沸點(diǎn)的初算查表：T=60時(shí)，P=19.923kpa；T=25時(shí)，=3.1684kpa設(shè)兩效蒸汽壓強(qiáng)相等查的時(shí)，沸點(diǎn)；時(shí)，沸點(diǎn)（3）溫度差的計(jì)算將該溶液當(dāng)作蔗糖溶液處理，有沸點(diǎn)的溫度損失差為：第一效時(shí)：第二效時(shí)：對(duì)于降膜式蒸發(fā)器，不存在由液柱靜壓力引起的溫度差損失，即取管路引起的損失，則總的溫度差損失為有效總溫差： 效數(shù)二次蒸汽壓強(qiáng)（kpa）二次蒸汽溫度（）二次蒸汽汽化熱（kj/kg）111.54652.3205223.168424.82415（4）計(jì)算兩效蒸發(fā)水量，及加熱蒸汽消耗量由題意知溶液比熱為，查表得水的比熱為作第一效熱量衡算，得因系沸點(diǎn)進(jìn)料，故，又因?yàn)闊崂孟禂?shù)其中所以-1同理

6、作第二效熱量衡算，得-2其中所以 整理得 代入1式可得：由2式可得：（5）總傳熱系數(shù)K的計(jì)算查表得不銹鋼管的導(dǎo)熱率為濃度141060361130第一效時(shí)：由升膜蒸發(fā)器的管內(nèi)沸騰傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式有：飽和水蒸氣的傳熱系數(shù)由下公式可求得：傳熱外表面的總傳熱系數(shù)K由下公式計(jì)算： ）第二效時(shí)：同理可得： 飽和水蒸氣的傳熱系數(shù)由下公式可求得：傳熱外表面的總傳熱系數(shù)K由下公式計(jì)算： ）（6）分配有效溫度差，計(jì)算兩效傳熱面積3.3.重算兩效傳熱面積（1）.第一次重算由于兩效傳熱面積相差太大，故應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，并重復(fù)上述計(jì)算步驟再算重新分配有效溫度差校正各效沸點(diǎn)、蒸發(fā)水量和傳熱量因第二效完成液沸點(diǎn)不變，所以第二效加熱蒸汽溫度為第一效加熱蒸汽溫度由和得第一效沸點(diǎn)=41.34解得：兩效的傳熱面積比較接近，故不在重算3.4 計(jì)算結(jié)果1.加熱面積留適當(dāng)?shù)挠嗔浚蕯U(kuò)大14，取S=7.5蒸發(fā)器序號(hào)加熱面積蒸發(fā)水量加熱蒸汽消耗量第一效第二效7.57.5156913161982總5 加熱室選用5m長(zhǎng)32×1mm的無(wú)縫不銹鋼管作加熱管1.傳熱管數(shù)目加熱管按正三角形排列，取管中心距為70mm管束中心線上的管數(shù)為：依據(jù)公式 取則加熱器內(nèi)徑為