第八章濃縮機械與設(shè)備課件

生物工程設(shè)備第六章蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備生物工程設(shè)備第六章蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備

生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備基本要求第一節(jié)常壓蒸發(fā)設(shè)備第二節(jié)真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備

常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)濃縮可以采用真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備、冷凍濃縮設(shè)備和膜濃縮設(shè)備等。目前，使用最廣泛的蒸發(fā)濃縮設(shè)備是真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備。冷凍濃縮設(shè)備對于含熱敏性和揮發(fā)性成分料液的濃縮有很大吸引力。膜濃縮設(shè)備本質(zhì)上是膜分離設(shè)備。生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)濃縮可以采用真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備、冷凍濃蒸發(fā)設(shè)備的基本要求

蒸發(fā)設(shè)備必須滿足的基本要求：

1.充分的加熱熱源，以維持溶液的沸騰和補充溶劑汽化所帶走的熱量；

2.保證溶劑蒸汽，即二次蒸汽的迅速排除；

3.一定的熱交換面積，以保證傳熱量。

蒸發(fā)設(shè)備一般由熱交換器（汽鼓）、蒸發(fā)室、冷凝器和抽氣泵等組成。蒸發(fā)設(shè)備的基本要求蒸發(fā)設(shè)備必須滿足的基本要求：蒸發(fā)設(shè)備一第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、典型真空濃縮系統(tǒng)第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、多效濃縮技術(shù)裝備第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器蒸發(fā)器的分類

蒸發(fā)器按料液流程可分為循環(huán)式（有自然循環(huán)式與強制循環(huán)式之分）和單程式；按加熱器結(jié)構(gòu)可分為夾套式、盤管式、中央循環(huán)管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、離心外加熱式濃縮器等。蒸發(fā)器的分類蒸發(fā)器按料液流程可分為循環(huán)式（有自然循環(huán)式（一）夾套式蒸發(fā)器又稱為攪拌式真空濃縮鍋，屬于間歇式中小型濃縮設(shè)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(nèi)，通過供入夾套內(nèi)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(fā)器夾套式蒸發(fā)器的特點

這種蒸發(fā)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。（一）夾套式蒸發(fā)器又稱為攪拌式真空濃縮鍋，屬于間歇式中小型濃（二）盤管式蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點結(jié)構(gòu)主要由盤管加熱器、蒸發(fā)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(jié)構(gòu)，上部空間為蒸發(fā)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(cè)。泡沫捕集器中心立管與真空系統(tǒng)連接。加熱室

加熱室設(shè)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。盤管的進出口布置工作過程工作時，料液沿鍋體切線方向通過進料管進入鍋內(nèi)。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(huán)。蒸發(fā)產(chǎn)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(dāng)濃縮鍋內(nèi)的物料濃度經(jīng)檢測達(dá)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(nèi)通蒸汽，只有液料淹沒后才能通蒸汽。由于盤管結(jié)構(gòu)尺寸較大，加熱蒸汽壓力不宜過高，一般為0.7~1.0MPa。盤管式蒸發(fā)器的特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、操作穩(wěn)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(jù)料液的液面高度獨立控制各層盤管內(nèi)加熱蒸汽通斷及其壓力，以滿足生產(chǎn)或操作的需要。缺點：傳熱面積小，液料對流循環(huán)差，易結(jié)垢；料液受熱時間長，在一定程度上對產(chǎn)品質(zhì)量有影響。（二）盤管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要由盤管加熱器、蒸發(fā)室、泡沫捕（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。根據(jù)物料在加熱室與分離室間循環(huán)的方式，可分為強制循環(huán)式和自然循環(huán)式兩種。分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。

強制循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示，主要由列管式加熱器、分離室和循環(huán)泵等構(gòu)成。需要指出的是，這種蒸發(fā)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。強制循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示，主要由列管式加熱器、分離室和循分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。根據(jù)物料在加熱室與分離室間循環(huán)的方式，可分為強制循環(huán)式和自然循環(huán)式兩種。分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。

自然循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示。除無循環(huán)泵以外，基本構(gòu)成與強制循環(huán)式相同。但加熱室只能垂直安裝。自然循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示。除無循環(huán)泵以外，基本構(gòu)成與強（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類操作過程

兩種外加熱式蒸發(fā)器均可以連續(xù)方式操作，也可以間歇方式操作。連續(xù)操作時，最初的一段時間為非穩(wěn)定期，這時不出料，當(dāng)循環(huán)內(nèi)料液濃度達(dá)到預(yù)定濃度時，通過離心泵抽吸出料。間歇操作時，最終出料的體積不得小于加熱室與分離室最少能循環(huán)的容積。操作過程兩種外加熱式蒸發(fā)器均可以連續(xù)方式操作，也可以間歇方（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類優(yōu)缺點優(yōu)點：蒸發(fā)器的加熱室與分離室分開后，可調(diào)節(jié)兩者之間的距離和循環(huán)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(huán)外加熱式蒸發(fā)器的循環(huán)速度較大，可達(dá)1.5m/s，而用泵強制循環(huán)的蒸發(fā)器，循環(huán)速度還要大；這種蒸發(fā)器的檢修、清洗也較方便。缺點：溶液反復(fù)循環(huán)，在設(shè)備中平均停留時間較長，對熱敏性物料不利。優(yōu)缺點優(yōu)點：蒸發(fā)器的加熱室與分離室分開后，可調(diào)節(jié)兩者之間的距（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類用途這種蒸發(fā)器可用于對熱敏性和風(fēng)味成分保留要求不高的產(chǎn)品濃縮，如用于噴霧干燥前牛乳和蛋白水解液等的濃縮。用途這種蒸發(fā)器可用于對熱敏性和風(fēng)味成分保留要求不高的產(chǎn)品濃縮一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分一般結(jié)構(gòu)特點與類型長管式蒸發(fā)器一般采用內(nèi)徑25~50mm，長徑比為100~150

的長管制成。由于長徑比大，單位體積料液的受熱面積較大，因而，料液進入加熱器后很快汽化而使?jié)饪s液呈膜狀在管內(nèi)移動，因此這種蒸發(fā)器也是典型的膜式蒸發(fā)器。長管式蒸發(fā)器可以分為升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器。一般結(jié)構(gòu)特點與類型長管式蒸發(fā)器一般采用內(nèi)徑25~50mm，長

升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此蒸汽與物料在加熱器內(nèi)呈逆流。由于從下面進料，所以為防止靜壓效應(yīng)引起的沸點升高，進入蒸發(fā)器的料液溫度應(yīng)控制在接近沸點。工作過程特點

預(yù)熱后接近沸點的料液從加熱室底部進入，自下而上流動。在加熱作用和減壓狀態(tài)下，部分料液迅速氣化，產(chǎn)生二次蒸汽，并以80~200m/s的速度帶動濃縮液沿管內(nèi)壁成膜狀上升。在加熱室頂部，達(dá)到所需濃度的濃縮液與二次蒸汽的混合物，以較高的速度進入分離室，在離心力作用下兩者產(chǎn)生分離，濃縮液從分離室底部排出，二次蒸汽則從頂部排出。1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此蒸汽與物料在加熱器內(nèi)呈逆流。由于從下面進料，所以為防止靜壓效應(yīng)引起的沸點升高，進入蒸發(fā)器的料液溫度應(yīng)控制在接近沸點。工作過程特點優(yōu)點：料液在加熱室內(nèi)停留時間很短，傳熱系數(shù)高，適用于熱敏性料液濃縮；高速二次蒸汽具有良好的破沫作用，故尤其適用于易起泡沫的料液。缺點：一次濃縮比不夠大，因此一般組成雙效或多效流程使用；由于薄膜料液的上升必須克服自身重力與管壁的摩擦阻力，故不適用于處理高黏度、易結(jié)垢或易結(jié)晶的溶液。1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱料液布膜器

這種蒸發(fā)器操作關(guān)鍵是使料液在加熱管內(nèi)均勻布膜。下圖為幾種常用的布膜器。圖中（1）的導(dǎo)流管是有螺旋形溝槽的圓柱體；（2）的導(dǎo)流管下端錐體端面向內(nèi)凹入，以免液體再向中央聚集；（3）是利用加熱管上端管口的齒縫來分流液體；（4）是靠管子上端的旋液器分流液體。料液布膜器料液布膜器這種蒸發(fā)器操作關(guān)鍵是使料液在加熱管內(nèi)2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點

液體在重力作用下經(jīng)料液分布器進入加熱管，然后沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動，由于單位體積料液的受熱面積大，所以料液很快沸騰汽化，又由于向下加速，克服的流動阻力比升膜式小，產(chǎn)生的二次蒸汽能以很高的速度帶動料液下降，所以傳熱效果好。汽液混合物進入蒸發(fā)分離室進行分離，二次蒸汽由分離室頂部排出，濃縮液則由底部抽出。降膜式的料液經(jīng)蒸發(fā)后，流下的液體基本達(dá)到需要的濃度。2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點（1）加熱蒸汽與料液呈并流方式。（2）蒸發(fā)時間短，為單流型，適用于熱敏性料液濃縮。（3）不適于高黏度的料液濃縮。（4）大多以雙效或多效形式組成蒸發(fā)設(shè)備，以提高濃縮比。（5）不適用于處理易結(jié)晶或易結(jié)垢的溶液。2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分3.升降膜式蒸發(fā)器

工作原理特點

物料先進入升膜加熱管，沸騰蒸發(fā)后，汽液混合物上升至頂部，然后轉(zhuǎn)入另一半加熱管，再進行降膜蒸發(fā)，濃縮液從下部進入汽液分離器，分離后，二次蒸汽從分離器上部排入冷凝器，濃縮液從分離器下部出料。

有利于液膜體均勻分布。

易達(dá)到升膜

有利于操作。

兩個濃縮過程串聯(lián)，可提高產(chǎn)品的濃縮比，減低設(shè)備高度。3.升降膜式蒸發(fā)器工作原理物料先進入升膜加熱一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特點也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的膜式蒸發(fā)器。（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的結(jié)構(gòu)主體由刮板式加熱器與分離室構(gòu)成。分離室與加熱器制成一體，在加熱室與分離室的分界面處設(shè)濃縮料液引出口，二次蒸汽則自分離室引出。分離室也可加熱室分開，如右圖所示。濃縮液與二次蒸汽一起流入分離室，在此濃縮液從底部流出，而二次蒸汽則從左上側(cè)引出。根據(jù)刮板加熱器軸線的取向，這種加熱器有立式和臥式兩種類型，但以立式為多。特點優(yōu)點：處理黏度高達(dá)50~100Pa?s的黏性料液時仍能保持較高的傳熱速率。故特別適用于濃縮糖含量高、蛋白含量高的物料，如雞蛋、蜂蜜和麥芽汁等料液。缺點：設(shè)備加工精度要求高，生產(chǎn)能力小。因而一般用于后道濃縮。結(jié)構(gòu)主體由刮板式加熱器與分離室構(gòu)成。特點優(yōu)點：處理黏度高達(dá)5（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特點也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的膜式蒸發(fā)器。（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)結(jié)構(gòu)真空殼體內(nèi)設(shè)置一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓由錐形空心碟片疊裝而成。碟片間保持有一定加熱蒸發(fā)空間，空心夾層內(nèi)通加熱蒸汽，外圓徑向開有與外界連接的通孔，供加熱蒸汽進入和冷凝水離開。碟片的下外表面為工作面，故整機具有較大的工作面，外圈開有環(huán)形凹槽和軸向通孔，定向疊裝后形成濃縮液環(huán)形聚集區(qū)和連續(xù)的軸向通道。轉(zhuǎn)鼓上部為濃縮液聚集槽，插有濃縮液引出管。離心薄膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意結(jié)構(gòu)真空殼體內(nèi)設(shè)置一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓由錐形空心碟片疊裝而（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)工作過程料液經(jīng)真空殼體上的分配管穿過疊錐轉(zhuǎn)鼓的中心部，注入旋轉(zhuǎn)圓錐的下面。注入后很快展成厚0.1mm的液膜，在1s左右的時間內(nèi)沿加熱面流過。因液膜很薄，水分很快汽化。二次蒸汽通過疊錐中央逸出到機殼內(nèi)，然后排出。濃縮液則聚集于圓錐外緣內(nèi)側(cè)的一組圓環(huán)內(nèi)，經(jīng)豎向孔道引至疊錐上方的排料室，最后由固定于機殼上的排料管排出。蒸汽從下部進入，經(jīng)空心軸至疊錐外緣的汽室，然后流經(jīng)圓環(huán)上的小孔進入錐形元件之間的空間，蒸汽在圓錐表面冷凝，且一旦形成水滴，立即被離心力甩向外錐體排出，故不存在冷凝液膜，減小了傳熱熱阻，傳熱系數(shù)可達(dá)8000W/(m2

·K）。工作過程料液經(jīng)真空殼體上的分配管穿過疊錐轉(zhuǎn)鼓的中心部，注入旋（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，第一節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、多效濃縮技術(shù)裝備第一節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置一、單效真空蒸發(fā)裝置

當(dāng)物料進入蒸發(fā)器后，引入加熱蒸汽，對物料進行加熱，產(chǎn)生的二次蒸汽進入冷凝器冷凝,不凝性氣體由真空裝置抽走。

系統(tǒng)構(gòu)成工作過程系統(tǒng)特點一、單效真空蒸發(fā)裝置當(dāng)物料進入蒸發(fā)器后，引入加熱

德國WIEGDN單效降膜式真空濃縮設(shè)備。該系統(tǒng)適用于牛乳的濃縮。它具有能量消耗少、操作穩(wěn)定、清洗方便等特點。一、單效真空蒸發(fā)裝置德國WIEGDN單效降膜式真空濃縮設(shè)備。該系統(tǒng)適用工作過程原料牛乳從貯料筒經(jīng)流量計進入分離器，利用二次蒸汽間接加熱，蒸發(fā)部分水分；然后由料液泵送至加熱器第一部分加熱管束頂部，經(jīng)分布器使其均勻地流入各加熱管內(nèi)，呈膜狀向下流動，同時受熱蒸發(fā)；經(jīng)第一部分加熱管束蒸發(fā)濃縮后的牛乳，由料液泵送入第二部分加熱管束進一步加熱蒸發(fā)，達(dá)到濃度后的濃縮牛乳由螺桿泵送出。經(jīng)分離器排出的二次蒸汽，一部分由蒸汽噴射器增壓后送入加熱器作為加熱蒸汽使用，另一部分進入位于加熱室外側(cè)夾套內(nèi)的冷凝器，在冷卻水盤管作用下冷凝成水，并與加熱器內(nèi)的冷凝水匯合在一起，由冷凝水泵送出。工作過程原料牛乳從貯料筒經(jīng)流量計進入分離器，利用二次蒸汽間接系統(tǒng)特點主要由降膜式蒸發(fā)器、蒸汽噴射器（熱泵）、料液泵（離心泵和螺桿泵）、水泵、真空泵及貯液筒等組成。降膜式蒸發(fā)器所有加熱管束使用同一加熱蒸汽，但管束內(nèi)部分隔為加熱面積大小不同的兩部分，同時冷凝器設(shè)置于加熱器外側(cè)的夾套內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊。系統(tǒng)中的熱泵用來將部分二次蒸汽壓縮后作為加熱蒸汽使用；同時，通過在進料缸內(nèi)引入冷凝水管道及在分離室內(nèi)設(shè)置夾套預(yù)熱裝置，對原料進行預(yù)熱，回收了冷凝水和二次蒸汽的殘留熱量，提高了能量利用效率。系統(tǒng)特點主要由降膜式蒸發(fā)器、蒸汽噴射器（熱泵）、料液泵（離心二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置1、并流法2、逆流法3、錯流法4、平流法典型真空濃縮系統(tǒng)1、并流法2、逆流法3、錯流法4、平流法典型真空濃縮系統(tǒng)

溶液與蒸汽的流動方向相同。料液→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

蒸汽→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

特點：

（1）進料不用泵。（物料在各效間流動不用泵）（2）從前效到后效，超沸點進料，物料自蒸發(fā)，可產(chǎn)生較多蒸汽。（3）隨著濃度增加，溫度降低，粘度增加，影響傳熱效果。

溶液與蒸汽的流向相反。

Ⅰ←Ⅱ←Ⅲ←物料蒸汽→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

特點：

（1）隨著物料濃度增加，溫度增高，各效間粘度相差不大，有利于提高傳熱系數(shù)。（2）物料在各效間流動須用泵輸送。（3）低于沸點進料，產(chǎn)生的二次蒸汽較少。

既有并流法，又有逆流法，有優(yōu)點、又有缺點。但操作較為復(fù)雜，實際上用的較少。

物料同時進入各效，完成蒸發(fā)后，從各效直接排出。特點：由于這種方法各效間無物料流動，較適合有晶體析出的場合。二、多效真空蒸發(fā)裝置1、并流法1、并流法溶液與蒸汽的流典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備2、混流式三效降膜真空濃縮設(shè)備3、混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)組成工作過程適用性及特點1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成順流式雙效真空濃縮設(shè)備流程，主要由一、二效蒸發(fā)器、熱泵、殺菌器、水力噴射器、預(yù)熱器、液料泵等構(gòu)成。一、二效蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)部除蒸發(fā)管束外，還設(shè)有預(yù)熱盤管。殺菌器為列管結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)組成順流式雙效真空濃縮設(shè)備流程，主要由一、二效蒸發(fā)器、工作過程工作時，料液由泵從平衡槽抽出，通過由二效蒸發(fā)器二次蒸汽加熱的預(yù)熱器，然后依次經(jīng)二效、一效蒸發(fā)器內(nèi)的盤管進一步預(yù)熱。預(yù)熱后的料液在列管式殺菌殺菌（86~92℃），并在保持管內(nèi)保持24s；隨后相繼通過一效蒸發(fā)器（加熱溫度83~90℃，蒸發(fā)溫度70~75℃）、二效蒸發(fā)器（加熱溫度68~74℃，蒸發(fā)溫度48~52℃），最后由出料泵抽出。生蒸汽（500kPa）經(jīng)分汽包分別向殺菌器、一效蒸發(fā)器和熱壓泵供汽。一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，一部分通過熱壓泵作為一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽，其余的被導(dǎo)入二效蒸發(fā)器作為加熱蒸汽。二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，先通過預(yù)熱器，在對料液進行預(yù)熱的同時受到冷凝，余下二次蒸汽與不凝性氣體一起由水力噴射器冷凝抽出。各處加熱蒸汽產(chǎn)生的冷凝水由泵抽出。貯槽內(nèi)的酸堿洗滌液用于設(shè)備的就地清洗。工作過程工作時，料液由泵從平衡槽抽出，通過由二效蒸發(fā)器二次蒸適用性及特點該設(shè)備適用于牛乳、果汁等熱敏性料液的濃縮，效果好，質(zhì)量高，蒸汽與冷卻水的消耗量較低，并配有就地清洗裝置，使用、操作方便。適用性及特點該設(shè)備適用于牛乳、果汁等熱敏性料液的濃縮，效果好典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備2、混流式三效降膜真空濃縮設(shè)備3、混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備2、混流式三效降膜真空濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)組成工作過程適用性及特點2、混流式三效降膜真空濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成全套設(shè)備包括三個降膜式蒸發(fā)器、混合式冷凝器、料液平衡槽、熱壓泵、液料泵和水環(huán)式真空泵等，其中第二效蒸發(fā)器為組合蒸發(fā)器。結(jié)構(gòu)組成全套設(shè)備包括三個降膜式蒸發(fā)器、混合式冷凝器、料液平衡結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成工作過程平衡槽內(nèi)（固形物含量12%）的料液由泵抽吸供料，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后，先進入第一效蒸發(fā)器（蒸發(fā)溫度70℃），通過降膜受熱蒸發(fā)，進入第一效分離器分離出的初步濃縮料液，由循環(huán)液料泵送入第三效蒸發(fā)器（蒸發(fā)溫度57℃）。從第三效分離器出來的濃縮液由循環(huán)液料泵送入第二效蒸發(fā)器（蒸發(fā)溫度44℃），最后由出料泵從第二效分離器將濃縮液（固形物含量48%）抽吸排出，其中不合格產(chǎn)品送回平衡槽。生蒸汽首先被引入第一效蒸發(fā)器和與第一效蒸發(fā)器連通的預(yù)熱器；第一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，一部分通過（與生蒸汽混合的）熱壓泵增壓后作為第一效蒸發(fā)器和預(yù)熱器的加熱蒸汽使用：第二效分離器所產(chǎn)生的二次蒸汽，被引入第三效蒸發(fā)器作為熱源蒸汽；第三效分離器處的二次蒸汽導(dǎo)入冷凝器，經(jīng)與冷卻水混合冷凝后由冷凝水泵排出。各效產(chǎn)生的不凝氣體均進入冷凝器，由水環(huán)式真空泵抽出。工作過程平衡槽內(nèi)（固形物含量12%）的料液由泵抽吸供料，經(jīng)預(yù)適用性及特點該套設(shè)備適用于牛乳等熱敏性料液的濃縮，料液受熱時間短、蒸發(fā)溫度低、處理量大，蒸汽消耗量低。例如，處理鮮乳3600~4000kg/h，每蒸發(fā)1kg水僅需0.267kg生蒸汽，比單效蒸發(fā)節(jié)約生蒸汽76%，比雙效蒸發(fā)節(jié)約46％。適用性及特點該套設(shè)備適用于牛乳等熱敏性料液的濃縮，料液受熱時典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備2、混流式三效降膜真空濃縮設(shè)備3、混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備典型真空濃縮系統(tǒng)1、順流式雙效真空降膜濃縮設(shè)備3、混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備流程，用于牛乳的殺菌與濃縮。牛乳首先經(jīng)預(yù)熱后進行殺菌，然后順序經(jīng)由第四效、第一效、第二效和第三效蒸發(fā)器進行濃縮。采用了多個蒸發(fā)器夾套內(nèi)的預(yù)熱器，并增設(shè)有閃蒸冷卻器用于牛乳殺菌后的降溫。二次蒸汽的冷凝采用效率較高的混合式冷凝器。3、混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備混流式四效降膜真空濃縮設(shè)備流生物工程設(shè)備第六章蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備生物工程設(shè)備第六章蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備

生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備基本要求第一節(jié)常壓蒸發(fā)設(shè)備第二節(jié)真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備

常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)濃縮可以采用真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備、冷凍濃縮設(shè)備和膜濃縮設(shè)備等。目前，使用最廣泛的蒸發(fā)濃縮設(shè)備是真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備。冷凍濃縮設(shè)備對于含熱敏性和揮發(fā)性成分料液的濃縮有很大吸引力。膜濃縮設(shè)備本質(zhì)上是膜分離設(shè)備。生物工業(yè)中的蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)濃縮可以采用真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備、冷凍濃蒸發(fā)設(shè)備的基本要求

蒸發(fā)設(shè)備必須滿足的基本要求：

1.充分的加熱熱源，以維持溶液的沸騰和補充溶劑汽化所帶走的熱量；

2.保證溶劑蒸汽，即二次蒸汽的迅速排除；

3.一定的熱交換面積，以保證傳熱量。

蒸發(fā)設(shè)備一般由熱交換器（汽鼓）、蒸發(fā)室、冷凝器和抽氣泵等組成。蒸發(fā)設(shè)備的基本要求蒸發(fā)設(shè)備必須滿足的基本要求：蒸發(fā)設(shè)備一第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、典型真空濃縮系統(tǒng)第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、多效濃縮技術(shù)裝備第二節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器蒸發(fā)器的分類

蒸發(fā)器按料液流程可分為循環(huán)式（有自然循環(huán)式與強制循環(huán)式之分）和單程式；按加熱器結(jié)構(gòu)可分為夾套式、盤管式、中央循環(huán)管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、離心外加熱式濃縮器等。蒸發(fā)器的分類蒸發(fā)器按料液流程可分為循環(huán)式（有自然循環(huán)式（一）夾套式蒸發(fā)器又稱為攪拌式真空濃縮鍋，屬于間歇式中小型濃縮設(shè)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(nèi)，通過供入夾套內(nèi)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(fā)器夾套式蒸發(fā)器的特點

這種蒸發(fā)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。（一）夾套式蒸發(fā)器又稱為攪拌式真空濃縮鍋，屬于間歇式中小型濃（二）盤管式蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點結(jié)構(gòu)主要由盤管加熱器、蒸發(fā)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(jié)構(gòu)，上部空間為蒸發(fā)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(cè)。泡沫捕集器中心立管與真空系統(tǒng)連接。加熱室

加熱室設(shè)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。盤管的進出口布置工作過程工作時，料液沿鍋體切線方向通過進料管進入鍋內(nèi)。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(huán)。蒸發(fā)產(chǎn)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(dāng)濃縮鍋內(nèi)的物料濃度經(jīng)檢測達(dá)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(nèi)通蒸汽，只有液料淹沒后才能通蒸汽。由于盤管結(jié)構(gòu)尺寸較大，加熱蒸汽壓力不宜過高，一般為0.7~1.0MPa。盤管式蒸發(fā)器的特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、操作穩(wěn)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(jù)料液的液面高度獨立控制各層盤管內(nèi)加熱蒸汽通斷及其壓力，以滿足生產(chǎn)或操作的需要。缺點：傳熱面積小，液料對流循環(huán)差，易結(jié)垢；料液受熱時間長，在一定程度上對產(chǎn)品質(zhì)量有影響。（二）盤管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要由盤管加熱器、蒸發(fā)室、泡沫捕（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。根據(jù)物料在加熱室與分離室間循環(huán)的方式，可分為強制循環(huán)式和自然循環(huán)式兩種。分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。

強制循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示，主要由列管式加熱器、分離室和循環(huán)泵等構(gòu)成。需要指出的是，這種蒸發(fā)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。強制循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示，主要由列管式加熱器、分離室和循分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。根據(jù)物料在加熱室與分離室間循環(huán)的方式，可分為強制循環(huán)式和自然循環(huán)式兩種。分類外加熱式蒸發(fā)器的特征是加熱室和分離室分開。

自然循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示。除無循環(huán)泵以外，基本構(gòu)成與強制循環(huán)式相同。但加熱室只能垂直安裝。自然循環(huán)外蒸發(fā)器如圖所示。除無循環(huán)泵以外，基本構(gòu)成與強（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類操作過程

兩種外加熱式蒸發(fā)器均可以連續(xù)方式操作，也可以間歇方式操作。連續(xù)操作時，最初的一段時間為非穩(wěn)定期，這時不出料，當(dāng)循環(huán)內(nèi)料液濃度達(dá)到預(yù)定濃度時，通過離心泵抽吸出料。間歇操作時，最終出料的體積不得小于加熱室與分離室最少能循環(huán)的容積。操作過程兩種外加熱式蒸發(fā)器均可以連續(xù)方式操作，也可以間歇方（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類優(yōu)缺點優(yōu)點：蒸發(fā)器的加熱室與分離室分開后，可調(diào)節(jié)兩者之間的距離和循環(huán)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(huán)外加熱式蒸發(fā)器的循環(huán)速度較大，可達(dá)1.5m/s，而用泵強制循環(huán)的蒸發(fā)器，循環(huán)速度還要大；這種蒸發(fā)器的檢修、清洗也較方便。缺點：溶液反復(fù)循環(huán)，在設(shè)備中平均停留時間較長，對熱敏性物料不利。優(yōu)缺點優(yōu)點：蒸發(fā)器的加熱室與分離室分開后，可調(diào)節(jié)兩者之間的距（三）外加熱式蒸發(fā)器

分類操作過程優(yōu)缺點用途（三）外加熱式蒸發(fā)器分類用途這種蒸發(fā)器可用于對熱敏性和風(fēng)味成分保留要求不高的產(chǎn)品濃縮，如用于噴霧干燥前牛乳和蛋白水解液等的濃縮。用途這種蒸發(fā)器可用于對熱敏性和風(fēng)味成分保留要求不高的產(chǎn)品濃縮一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分一般結(jié)構(gòu)特點與類型長管式蒸發(fā)器一般采用內(nèi)徑25~50mm，長徑比為100~150

的長管制成。由于長徑比大，單位體積料液的受熱面積較大，因而，料液進入加熱器后很快汽化而使?jié)饪s液呈膜狀在管內(nèi)移動，因此這種蒸發(fā)器也是典型的膜式蒸發(fā)器。長管式蒸發(fā)器可以分為升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器。一般結(jié)構(gòu)特點與類型長管式蒸發(fā)器一般采用內(nèi)徑25~50mm，長

升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器升膜式、降膜式和升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此蒸汽與物料在加熱器內(nèi)呈逆流。由于從下面進料，所以為防止靜壓效應(yīng)引起的沸點升高，進入蒸發(fā)器的料液溫度應(yīng)控制在接近沸點。工作過程特點

預(yù)熱后接近沸點的料液從加熱室底部進入，自下而上流動。在加熱作用和減壓狀態(tài)下，部分料液迅速氣化，產(chǎn)生二次蒸汽，并以80~200m/s的速度帶動濃縮液沿管內(nèi)壁成膜狀上升。在加熱室頂部，達(dá)到所需濃度的濃縮液與二次蒸汽的混合物，以較高的速度進入分離室，在離心力作用下兩者產(chǎn)生分離，濃縮液從分離室底部排出，二次蒸汽則從頂部排出。1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此蒸汽與物料在加熱器內(nèi)呈逆流。由于從下面進料，所以為防止靜壓效應(yīng)引起的沸點升高，進入蒸發(fā)器的料液溫度應(yīng)控制在接近沸點。工作過程特點優(yōu)點：料液在加熱室內(nèi)停留時間很短，傳熱系數(shù)高，適用于熱敏性料液濃縮；高速二次蒸汽具有良好的破沫作用，故尤其適用于易起泡沫的料液。缺點：一次濃縮比不夠大，因此一般組成雙效或多效流程使用；由于薄膜料液的上升必須克服自身重力與管壁的摩擦阻力，故不適用于處理高黏度、易結(jié)垢或易結(jié)晶的溶液。1.升膜式蒸發(fā)器蒸汽由加熱器上部引入，而物料由下部進入，因此（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱料液布膜器

這種蒸發(fā)器操作關(guān)鍵是使料液在加熱管內(nèi)均勻布膜。下圖為幾種常用的布膜器。圖中（1）的導(dǎo)流管是有螺旋形溝槽的圓柱體；（2）的導(dǎo)流管下端錐體端面向內(nèi)凹入，以免液體再向中央聚集；（3）是利用加熱管上端管口的齒縫來分流液體；（4）是靠管子上端的旋液器分流液體。料液布膜器料液布膜器這種蒸發(fā)器操作關(guān)鍵是使料液在加熱管內(nèi)2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點

液體在重力作用下經(jīng)料液分布器進入加熱管，然后沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動，由于單位體積料液的受熱面積大，所以料液很快沸騰汽化，又由于向下加速，克服的流動阻力比升膜式小，產(chǎn)生的二次蒸汽能以很高的速度帶動料液下降，所以傳熱效果好。汽液混合物進入蒸發(fā)分離室進行分離，二次蒸汽由分離室頂部排出，濃縮液則由底部抽出。降膜式的料液經(jīng)蒸發(fā)后，流下的液體基本達(dá)到需要的濃度。2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱室項部有布膜器（又稱料液分布器），其作用是使料液在加熱管內(nèi)均勻成膜并阻止二次蒸汽上升。

工作過程特點（1）加熱蒸汽與料液呈并流方式。（2）蒸發(fā)時間短，為單流型，適用于熱敏性料液濃縮。（3）不適于高黏度的料液濃縮。（4）大多以雙效或多效形式組成蒸發(fā)設(shè)備，以提高濃縮比。（5）不適用于處理易結(jié)晶或易結(jié)垢的溶液。2.降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖所示，其分離室位于加熱室的下方。加熱（四）長管式蒸發(fā)器

對熱敏性成分保留有較嚴(yán)要求的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用單程式蒸發(fā)器，料液只通過其加熱室一次即達(dá)到需要的濃度。一般結(jié)構(gòu)特點與類型升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器升降膜式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器對熱敏性成分3.升降膜式蒸發(fā)器

工作原理特點

物料先進入升膜加熱管，沸騰蒸發(fā)后，汽液混合物上升至頂部，然后轉(zhuǎn)入另一半加熱管，再進行降膜蒸發(fā)，濃縮液從下部進入汽液分離器，分離后，二次蒸汽從分離器上部排入冷凝器，濃縮液從分離器下部出料。

有利于液膜體均勻分布。

易達(dá)到升膜

有利于操作。

兩個濃縮過程串聯(lián)，可提高產(chǎn)品的濃縮比，減低設(shè)備高度。3.升降膜式蒸發(fā)器工作原理物料先進入升膜加熱一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特點也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的膜式蒸發(fā)器。（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的結(jié)構(gòu)主體由刮板式加熱器與分離室構(gòu)成。分離室與加熱器制成一體，在加熱室與分離室的分界面處設(shè)濃縮料液引出口，二次蒸汽則自分離室引出。分離室也可加熱室分開，如右圖所示。濃縮液與二次蒸汽一起流入分離室，在此濃縮液從底部流出，而二次蒸汽則從左上側(cè)引出。根據(jù)刮板加熱器軸線的取向，這種加熱器有立式和臥式兩種類型，但以立式為多。特點優(yōu)點：處理黏度高達(dá)50~100Pa?s的黏性料液時仍能保持較高的傳熱速率。故特別適用于濃縮糖含量高、蛋白含量高的物料，如雞蛋、蜂蜜和麥芽汁等料液。缺點：設(shè)備加工精度要求高，生產(chǎn)能力小。因而一般用于后道濃縮。結(jié)構(gòu)主體由刮板式加熱器與分離室構(gòu)成。特點優(yōu)點：處理黏度高達(dá)5（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特點也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的膜式蒸發(fā)器。（五）刮板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)也稱刮板式薄膜蒸發(fā)器，是利用外加動力的一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)結(jié)構(gòu)真空殼體內(nèi)設(shè)置一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓由錐形空心碟片疊裝而成。碟片間保持有一定加熱蒸發(fā)空間，空心夾層內(nèi)通加熱蒸汽，外圓徑向開有與外界連接的通孔，供加熱蒸汽進入和冷凝水離開。碟片的下外表面為工作面，故整機具有較大的工作面，外圈開有環(huán)形凹槽和軸向通孔，定向疊裝后形成濃縮液環(huán)形聚集區(qū)和連續(xù)的軸向通道。轉(zhuǎn)鼓上部為濃縮液聚集槽，插有濃縮液引出管。離心薄膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意結(jié)構(gòu)真空殼體內(nèi)設(shè)置一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓由錐形空心碟片疊裝而（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)工作過程料液經(jīng)真空殼體上的分配管穿過疊錐轉(zhuǎn)鼓的中心部，注入旋轉(zhuǎn)圓錐的下面。注入后很快展成厚0.1mm的液膜，在1s左右的時間內(nèi)沿加熱面流過。因液膜很薄，水分很快汽化。二次蒸汽通過疊錐中央逸出到機殼內(nèi)，然后排出。濃縮液則聚集于圓錐外緣內(nèi)側(cè)的一組圓環(huán)內(nèi)，經(jīng)豎向孔道引至疊錐上方的排料室，最后由固定于機殼上的排料管排出。蒸汽從下部進入，經(jīng)空心軸至疊錐外緣的汽室，然后流經(jīng)圓環(huán)上的小孔進入錐形元件之間的空間，蒸汽在圓錐表面冷凝，且一旦形成水滴，立即被離心力甩向外錐體排出，故不存在冷凝液膜，減小了傳熱熱阻，傳熱系數(shù)可達(dá)8000W/(m2

·K）。工作過程料液經(jīng)真空殼體上的分配管穿過疊錐轉(zhuǎn)鼓的中心部，注入旋（六）離心薄膜蒸發(fā)器

結(jié)構(gòu)工作過程特點

離心薄膜蒸發(fā)器是一種利用錐形蒸發(fā)面高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使料液成膜及流動的高效蒸發(fā)設(shè)備。（六）離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)離心薄膜蒸發(fā)一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器（二）盤管式蒸發(fā)器（三）外加熱式蒸發(fā)器（四）長管式蒸發(fā)器（五）刮板式蒸發(fā)器（六）離心薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，由加熱室與分離室兩部分構(gòu)成，料液在此受到加熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生濃縮液和二次蒸汽。物料蒸發(fā)濃縮往往需要考慮其熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、黏滯性等特點，要求的濃縮程度也不一致，因此蒸發(fā)器有多種形式。蒸發(fā)器的分類一、蒸發(fā)器（一）夾套式蒸發(fā)器蒸發(fā)器是真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的主體，第一節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器及真空系統(tǒng)等構(gòu)成。具體形式較多，主要差異表現(xiàn)在蒸發(fā)器的形式和效數(shù)、二次蒸汽利用以及操作連續(xù)性等方面。真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備特點一、蒸發(fā)器二、多效濃縮技術(shù)裝備第一節(jié) 真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備真空蒸發(fā)濃縮設(shè)備主要由蒸發(fā)器、冷凝器二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置一、單效真空蒸發(fā)裝置

當(dāng)物料進入蒸發(fā)器后，引入加熱蒸汽，對物料進行加熱，產(chǎn)生的二次蒸汽進入冷凝器冷凝,不凝性氣體由真空裝置抽走。

系統(tǒng)構(gòu)成工作過程系統(tǒng)特點一、單效真空蒸發(fā)裝置當(dāng)物料進入蒸發(fā)器后，引入加熱

德國WIEGDN單效降膜式真空濃縮設(shè)備。該系統(tǒng)適用于牛乳的濃縮。它具有能量消耗少、操作穩(wěn)定、清洗方便等特點。一、單效真空蒸發(fā)裝置德國WIEGDN單效降膜式真空濃縮設(shè)備。該系統(tǒng)適用工作過程原料牛乳從貯料筒經(jīng)流量計進入分離器，利用二次蒸汽間接加熱，蒸發(fā)部分水分；然后由料液泵送至加熱器第一部分加熱管束頂部，經(jīng)分布器使其均勻地流入各加熱管內(nèi)，呈膜狀向下流動，同時受熱蒸發(fā)；經(jīng)第一部分加熱管束蒸發(fā)濃縮后的牛乳，由料液泵送入第二部分加熱管束進一步加熱蒸發(fā)，達(dá)到濃度后的濃縮牛乳由螺桿泵送出。經(jīng)分離器排出的二次蒸汽，一部分由蒸汽噴射器增壓后送入加熱器作為加熱蒸汽使用，另一部分進入位于加熱室外側(cè)夾套內(nèi)的冷凝器，在冷卻水盤管作用下冷凝成水，并與加熱器內(nèi)的冷凝水匯合在一起，由冷凝水泵送出。工作過程原料牛乳從貯料筒經(jīng)流量計進入分離器，利用二次蒸汽間接系統(tǒng)特點主要由降膜式蒸發(fā)器、蒸汽噴射器（熱泵）、料液泵（離心泵和螺桿泵）、水泵、真空泵及貯液筒等組成。降膜式蒸發(fā)器所有加熱管束使用同一加熱蒸汽，但管束內(nèi)部分隔為加熱面積大小不同的兩部分，同時冷凝器設(shè)置于加熱器外側(cè)的夾套內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊。系統(tǒng)中的熱泵用來將部分二次蒸汽壓縮后作為加熱蒸汽使用；同時，通過在進料缸內(nèi)引入冷凝水管道及在分離室內(nèi)設(shè)置夾套預(yù)熱裝置，對原料進行預(yù)熱，回收了冷凝水和二次蒸汽的殘留熱量，提高了能量利用效率。系統(tǒng)特點主要由降膜式蒸發(fā)器、蒸汽噴射器（熱泵）、料液泵（離心二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置二、多效濃縮技術(shù)裝備一、單效真空蒸發(fā)裝置二、多效真空蒸發(fā)裝置1、并流法2、逆流法3、錯流法4、平流法典型真空濃縮系統(tǒng)1、并流法2、逆流法3、錯流法4、平流法典型真空濃縮系統(tǒng)

溶液與蒸汽的流動方向相同。料液→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

蒸汽→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

特點：

（1）進料不用泵。（物料在各效間流動