真空濃縮設(shè)備

第七章真空濃縮設(shè)施§7-1概述一、觀點(diǎn)1、濃縮從溶液中除掉部分溶劑的單元操作。2、真空濃縮在負(fù)壓下，以較低溫度進(jìn)行濃縮的單元操作。3、加熱蒸汽（飽和蒸汽或生蒸汽）乳及乳制品生產(chǎn)過程中濃縮所需要的不停供應(yīng)的熱量都是來自鍋爐房的飽和的水蒸汽。4、二次蒸汽物猜中水分蒸發(fā)所形成的蒸汽。5、不凝性氣體相對于水蒸汽，在必定的壓力和溫度下不可以被凝固的氣體，稱為不凝性氣體，一般是指空氣。6、霧沫挾帶對于氣、液兩相的分別設(shè)施或反響設(shè)施，若氣相為連續(xù)相、液相為分別相（比如板式蒸餾塔），而氣相速度較大，部分液領(lǐng)會被氣體吹散成液滴并被氣體帶出。這種現(xiàn)象稱為霧沫夾帶。產(chǎn)生霧沫夾帶會降低設(shè)施的分別效率。二、濃縮的目的1、除掉食品中的大批水分，減少了重量，減小了體積，節(jié)儉了包裝、儲存和運(yùn)輸費(fèi)用。2、經(jīng)過了提升食品的濃度，達(dá)到儲藏食品的目的。3、知足后續(xù)加工工藝過程的要求。三、濃縮的基本過程蒸發(fā)過程的兩個必需構(gòu)成部分：加熱物料使溶劑(水)沸騰汽化與不停除掉汽化產(chǎn)生的二次蒸汽。一般前一部分在加熱器中進(jìn)行，后一部分在冷凝器中達(dá)成。以下圖：真空蒸發(fā)基本流程。二次蒸氣（被冷凝）蒸發(fā)器蒸發(fā)器實(shí)質(zhì)上是一個換熱器，以下圖，由加熱室1和汽液分別器4兩部分構(gòu)成。加熱室使用的加熱介質(zhì)應(yīng)用最多的是水蒸汽。經(jīng)過換熱，使間壁另一側(cè)的物料加熱、沸騰、蒸發(fā)濃縮。料液蒸發(fā)出的水蒸汽在分別室4中與溶液分別后從蒸發(fā)器上部引出。為防備液滴隨蒸汽帶出，一般在分別器上都設(shè)有除沫裝置5。從蒸發(fā)器抽出的蒸汽稱為二次蒸汽，便于同加熱蒸汽相差別。二次蒸汽進(jìn)入冷凝器6冷凝，冷凝水從下部排出，二次蒸汽中的不凝性氣體由真空泵抽出。濃縮后的達(dá)成液由蒸發(fā)器底部排出。加熱器2.加熱列管3.中間管4.分別室5.捕沫器冷凝器四、常壓蒸發(fā)和真空濃縮蒸發(fā)操作能夠在常壓、加壓或減壓條件下進(jìn)行。常壓蒸發(fā)是指冷凝器和蒸發(fā)器溶液側(cè)的操作壓力為大氣壓或稍高于大氣壓力，此時系統(tǒng)中的不凝性氣體依賴自己的壓力從冷凝器中排出。減壓下的蒸發(fā)往常稱為真空蒸發(fā)，食品工業(yè)寬泛應(yīng)用真空蒸發(fā)進(jìn)行濃縮操作。因真空蒸發(fā)時冷凝器和蒸發(fā)器物料側(cè)的操作壓力低于大氣壓，一定依賴真空泵不停從系統(tǒng)中抽走不凝性氣體來保持負(fù)壓的工作環(huán)境。采納真空蒸發(fā)的基本目的是降低物料的沸點(diǎn)。真空濃縮與常壓蒸發(fā)比較所擁有的長處：1、溶液沸點(diǎn)降低，增大了蒸發(fā)器的傳熱溫差，所需的換熱面積減小。2、溶液沸點(diǎn)低，能夠應(yīng)用溫度較低的低壓蒸汽和廢熱蒸汽作熱源，有益于降低產(chǎn)品成本和生產(chǎn)花費(fèi)。3、蒸發(fā)溫度低，即物料受熱溫度低，有益于濃縮熱敏性物料。4、蒸發(fā)器操作溫度低，系統(tǒng)的熱損失小。五、單效濃縮和多效濃縮濃縮操作的效數(shù)是指二次蒸氣被利用的次數(shù)。假如濃縮生成的二次蒸汽不再被用作加熱介質(zhì)，而是直接送到冷凝器中冷凝的蒸發(fā)過程，稱為單效濃縮，是濃縮中最簡單的一種方法。假如兩個蒸發(fā)器串連起來，第一個蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽引入第二個蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，第二個蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽送到冷凝器被冷凝后排出，則稱為雙效蒸發(fā)，它是多效蒸發(fā)中最簡單的一種方法。多效蒸發(fā)是將多個蒸發(fā)器串連起來的系統(tǒng)，后效的操作壓力和沸點(diǎn)均較前效低，僅在壓力最高的首效使用生蒸汽作加熱蒸汽，產(chǎn)生的二次蒸汽作為后效的加熱蒸汽，亦即后效的加熱室成為前效二次蒸汽的冷凝器，只有末效二次蒸汽才用冷卻介質(zhì)冷凝?？梢姸嘈д舭l(fā)顯然減少加熱蒸汽耗量，節(jié)儉了熱能，也顯然減少冷卻水的耗量。真空濃縮的弊端：蒸發(fā)溫度低，料液黏度大，傳熱系數(shù)較小，系統(tǒng)內(nèi)為負(fù)壓，達(dá)成液排出需用泵，冷凝水排出也需要用泵或高位產(chǎn)生壓力(液位差)排出。真空泵和輸液泵能耗增添。真空濃縮的操作壓力取決于冷凝器中水的冷凝溫度和真空泵的性能。冷凝器操作壓力的極限是冷凝水的飽和蒸汽壓，所以它取決于冷凝器的溫度。真空泵的作用是抽走系統(tǒng)中的不凝性氣體，真空泵的工作能力愈大，就使得冷凝器內(nèi)的操作壓力愈易保持，愈靠近冷凝水的飽和蒸汽壓。一般真空蒸發(fā)時，冷凝器的壓力為10～20kPa。六、閃蒸急劇蒸發(fā)簡稱閃蒸，是一種特別的減壓蒸發(fā)。將熱溶液的壓力降到低于溶液溫度下的飽和壓力，則部分水將在壓力降低的瞬時沸騰汽化，就是閃蒸。水在閃蒸汽化時帶走的熱量，等于溶液從原壓下溫度降到降壓后飽和溫度所放出的顯熱。在閃蒸過程中，溶液被濃縮。常有閃蒸的詳細(xì)實(shí)行方法是直接把溶液分別噴入低壓大空間，使閃蒸瞬時達(dá)成。閃蒸的最大長處是防止在換熱面上生成垢層。閃蒸前料液加熱但并沒濃縮，因此生垢問題不突出。而在閃蒸中不需加熱，是溶液自己放出顯熱供應(yīng)蒸發(fā)能量，因此不會產(chǎn)生壁面生垢問題。七、熱泵蒸發(fā)為提升熱能利用率，除采納多效蒸發(fā)外，還可經(jīng)過一種通稱為熱泵的裝置，提升二次蒸汽的壓力和溫度，從頭用作蒸發(fā)的加熱蒸汽，稱為熱泵蒸發(fā)，或稱為蒸汽再壓縮蒸發(fā)。熱泵是以耗費(fèi)一部分高質(zhì)能（機(jī)械能、電能）或高溫?zé)崮転榇鷥r，經(jīng)過熱力循壞，將熱由低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的能量利用裝置。常用的熱泵有蒸汽發(fā)射熱泵和機(jī)械壓縮式熱泵。蒸汽發(fā)射熱泵使用的蒸汽發(fā)射器近似于蒸汽發(fā)射真空泵，稱為熱壓泵，是在噴嘴鄰近低壓吸入蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，與高溫高壓的驅(qū)動蒸汽混淆后，在擴(kuò)壓管處達(dá)到蒸發(fā)所需加熱蒸汽的壓力和溫度后用作蒸發(fā)的加熱介質(zhì)。機(jī)械壓縮式熱泵利用電動機(jī)或汽輪機(jī)等驅(qū)動來去式或離心式壓縮機(jī)，將二次蒸汽壓縮，提升其壓力和溫度，從頭用作蒸發(fā)的加熱蒸汽?！?-2蒸發(fā)器一、蒸發(fā)器的分類1、依據(jù)二次蒸汽被利用的次數(shù)分類單效濃縮裝置多單效濃縮裝置帶有熱泵的濃縮裝置2、依據(jù)料液流程分類單程式循環(huán)式：自然循環(huán)與強(qiáng)迫循環(huán)3、依據(jù)加熱器構(gòu)造分類盤管式濃縮器中央循環(huán)管式濃縮器升膜式濃縮器降膜式濃縮器片式濃縮器刮板式濃縮器外加熱式濃縮器二、加熱器：乳品廠中所使用的加熱器都屬于管式換熱器，又稱列管式換熱器。管制固定在管板上，管板焊接于殼體，管子、管板和殼體焊在一起。物料走列管內(nèi)，列管外、殼體內(nèi)走加熱蒸汽。乳品廠中使用的蒸發(fā)器都是非循環(huán)型的，物料在蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)過一次加熱、汽化和分別，走開時即達(dá)到要求的濃度。料液一般不打循環(huán)，在加熱器內(nèi)逗留時間短，這對熱敏性物料的蒸發(fā)有益。這種蒸發(fā)器加熱室中液體多呈膜狀流動，所以又通稱為膜式蒸發(fā)器。常有以下幾種型式：長管式、刮板式和板式等。乳品廠應(yīng)用最多的是長管式蒸發(fā)器。長管式蒸發(fā)器依據(jù)液膜的流動方向，又分為升膜式蒸發(fā)器和降膜式蒸發(fā)器。三、升膜蒸發(fā)原理對于升膜式蒸發(fā)器，物料從管制下部引入。工作時，物料在加熱管內(nèi)全程形成上、中、下三個不一樣地區(qū)，以下圖，物料在下部，因液層靜壓作用，物料不沸騰，只起加熱作用。在中部溫度上漲物料沸騰，二次蒸汽形成，蒸汽體積急速增大，管芯形成高速上漲氣流將液體在管壁壓成薄膜向上流動，形成很好的傳熱條件，傳熱系數(shù)大大增添，使蒸發(fā)加快。抵達(dá)上部后進(jìn)入飽和區(qū)，汽液混淆物經(jīng)管頂進(jìn)入汽液分別器進(jìn)行汽液分別。而在降膜式蒸發(fā)器中，物料從頂部進(jìn)入，而后呈膜狀蒸發(fā)。飽和區(qū)沸騰區(qū)預(yù)熱區(qū)第三節(jié)蒸發(fā)器的隸屬設(shè)施一、冷凝器冷凝器的作用：將二次蒸汽冷凝，同時將不凝性氣體分別，以減少真空系統(tǒng)負(fù)荷。冷凝器的分類：直接式和間接式。（一）間接式冷凝器二次蒸汽與冷卻水間接換熱。有列管式、板式、螺旋板式、淋水管式等。間接式冷凝器的特色：冷卻水可回收利用，但價錢較高，用水量大，傳熱效率低。（二）直接式(混淆式)冷凝器直接式冷凝器分為逆流式和發(fā)射式。二次蒸汽與冷卻水直接接觸而冷凝。1、孔板式冷凝器：冷凝器是一個用鋼板制成的圓筒，直徑為400-2,000mm。高度為1,200—5,000mm。以下圖，內(nèi)裝有若干塊鉆有很多小孔的淋水板，淋水板為交替擱置的圓缺型或交替擱置的盤環(huán)型。冷卻水自上引入，經(jīng)淋水板小孔穿流而下，同時也經(jīng)板邊沿溢流而下，二次蒸汽自下而上與冷卻水逆流接觸，換熱冷凝?；煜睦鋮s水和冷凝水由下部排出，不凝性氣體由上方排出。2、混淆式冷凝器以下圖，在圓筒型冷凝器中，上部裝有灑水盤，在此中部裝有“隔筒”，用于預(yù)熱物料的雙螺旋盤管環(huán)繞在上邊。二次蒸汽和不凝性氣體進(jìn)入混淆式冷卻器時第一沿“隔筒”的四周從上向下賤動，將盤管內(nèi)的物料預(yù)熱后，大多半二次蒸汽被冷凝，節(jié)余的二次蒸汽再由“隔筒”的下口向上運(yùn)動與著落的冷卻水相遇混淆后被冷凝。所以，切實(shí)地說，這種冷凝器是直接混淆式與低位組合式冷凝器。上述兩種冷凝器，當(dāng)真空蒸發(fā)時，其內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)。若無合適舉措，冷凝水沒法排出。往常采納的舉措分兩種：低位式和高位式。高位式冷凝器高位式冷凝器置于10m以上的高位，下部連結(jié)一根很長管子，稱為氣壓管（俗稱大氣腿），靠集于氣壓管中液體的靜液壓作用把冷凝水排出。為了防備外面空氣進(jìn)入真空系統(tǒng)，氣壓管應(yīng)插入溢流槽中。低位冷凝器可直接安裝在地面上，因?yàn)楦叨冉档屠淠鳟a(chǎn)生的冷凝水需用泵抽出。3、發(fā)射式冷凝器為水力發(fā)射器，由器蓋、噴嘴、噴嘴托板、導(dǎo)向盤、器體、擴(kuò)散管等構(gòu)成。工作時擁有必定壓力的冷水由上部進(jìn)入后，經(jīng)過噴嘴發(fā)射，形成低壓，將二次蒸汽吸入，在混淆室汽與水直接混淆，二次蒸汽凝固，并被水束帶入下部擴(kuò)散管，一部分動能轉(zhuǎn)為壓力能，從下部管排出。發(fā)射式冷凝器及水力發(fā)射器除有混淆冷凝作用外，還擁有抽真空的作用，不再需要另裝真空泵。二、汽液分別器(捕沫器)產(chǎn)生霧沫夾帶的原由：1、泡沫物猜中存在擁有表面活性的物質(zhì)，它降低料液的表面張力，使其在汽化時易形成泡沫。在分別室中，泡沫破碎，其液膜分裂成小霧滴群，易被二次蒸汽夾帶。2、蒸汽高速流動蒸汽流速快，必定攜帶霧沫流動。3、溶液急劇蒸發(fā)溶液加熱較大，易發(fā)生閃急蒸發(fā)，形成霧沫。為了汽液更好的分別，分別室要有必定空間，使蒸汽流速降低，較大的液滴在重力作用下返回液面。乳品生產(chǎn)中常采納離心型分別器。霧沫夾帶的危害：1、污染二次蒸汽；2、影響濃縮效率和蒸發(fā)能力，造成物料損失；3、假如多效蒸發(fā)，二次蒸汽夾帶的霧沫將使下一效加熱器傳熱面形成污垢和腐化。三、真空系統(tǒng)(一)真空系統(tǒng)的作用是抽吸系統(tǒng)內(nèi)的不凝性氣體，保證蒸發(fā)器內(nèi)處于真空狀態(tài)。蒸發(fā)器內(nèi)不凝性氣體的主要根源：1、設(shè)施密封不嚴(yán)；2、溶解在冷卻水中的不凝性氣體；3、加熱蒸汽帶入的不凝性氣體；4、物猜中攜帶的不凝性氣體。不凝性氣體的存在不單影響設(shè)施的真空度，并且也使傳熱效率降落，所以一定將不凝性氣體排出。常用的真空裝置有蒸汽發(fā)射器、來去式真空泵和水環(huán)式真空泵。大多半乳品廠此刻使用水環(huán)式真空泵。(一)蒸汽發(fā)射器(二)來去式真空泵(三)水環(huán)式真空泵特色構(gòu)造簡單，易于制造，操作靠譜，轉(zhuǎn)速較高，可與電機(jī)直聯(lián)，內(nèi)部不需潤滑，可使排出氣體免受污染，排肚量較平均，工作安穩(wěn)靠譜。但因高速運(yùn)行，水的沖擊使葉輪與輪殼磨損，造成真空度降落，需常常改換部件。效率較低，為30％～50％。真空度較低，為2.0～4.0kPa。四、牛乳預(yù)熱器§7-4典型的WIEGAND單效降膜式蒸發(fā)器一、用途合用于在真空條件下蒸發(fā)濃縮，呈降膜蒸發(fā)，受熱時間短，熱互換成效好，對黏稠性、熱敏性物料的濃縮更為適合。二、主要技術(shù)參數(shù)1、水發(fā)蒸發(fā)量：800kg/h2、進(jìn)料量：1210kg/h3、出料量：410kg/h三、主要設(shè)施構(gòu)造整套設(shè)施由加熱室、熱壓泵、分別器、冷凝器、均衡槽、物料泵、冷凝水泵、真空泵、螺桿泵等構(gòu)成。1、加熱室所有用不銹鋼制成，直徑Φ620mm，用隔板將列管分紅兩部分。第一部排列管由直徑Φ40mm，長6m的43根加熱管構(gòu)成。第二部分由直徑Φ40mm，長6m的根加熱管構(gòu)成。列管兩頭漲接在兩頭的花板上。2、分別室用不銹鋼制成的圓筒，直徑Φ600mm，高度1,650mm,內(nèi)表面面拋光，設(shè)有燈孔及視孔，內(nèi)上部有一圓盤捕沫器固定在器底上，借以捕集二次蒸汽所帶走的液沫。3、冷凝器冷凝器位于加熱器中部殼體外的夾套內(nèi)，冷凝器與蒸發(fā)器連成一體。此外還有熱壓泵、真空泵等。四、工作原理殺菌后75℃的牛乳從貯料桶（均衡槽）內(nèi)，經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后吸入分別室，部分水分蒸發(fā)后，由物料泵送至加熱器的第一部排列管，進(jìn)入分派盤使物料平均地流入分派板上的小孔，而后流入加熱列管內(nèi)，沿管內(nèi)壁呈膜狀向下賤動，在降落的同時與管外的加熱蒸汽進(jìn)行熱互換，物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的沸騰，在此所形成的二次蒸汽以相同的方向向下賤動，使膜加快降落。經(jīng)第一部排列管加熱蒸發(fā)的物料，由物料泵送入第二部排列管加熱蒸發(fā)。經(jīng)兩部排列管加熱蒸發(fā)后，達(dá)到濃度要求的物料，由螺桿泵泵出。牛乳在加熱器內(nèi)的沸騰蒸發(fā)溫度為68℃。二次蒸汽進(jìn)入分別室后一部分再由熱壓泵增壓，送入加熱室作為熱源。牛乳經(jīng)加熱器加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生的二次蒸汽和部分牛乳沿切線方向進(jìn)入分別室，借離心力的作用使二次蒸汽與物料分別。從分別器內(nèi)排出的二次蒸汽，部分抽入熱壓泵，其余則進(jìn)入冷凝器冷凝。分別器內(nèi)蒸發(fā)溫度為50℃。五、工藝特色1、物料（牛乳）殺菌后以75℃的溫度超沸點(diǎn)進(jìn)料；2、物料先進(jìn)入分別器，分別器內(nèi)的蒸發(fā)溫度為50℃；3、物料在蒸發(fā)器內(nèi)流經(jīng)兩次（雙程）；4、冷凝器安裝在蒸發(fā)器殼外的夾套中，節(jié)儉了占地面積和空間。7-5雙效降膜式蒸發(fā)器一）主要技術(shù)參數(shù)1、蒸發(fā)量1200kg/h2、進(jìn)料量1600kg/h3、出料濃度48%4、物料預(yù)熱殺菌溫度℃4～42℃42～64℃64～74℃74～95℃5、一效加熱溫度83～85℃二效加熱溫度70～72℃6、管內(nèi)蒸發(fā)溫度一效70～72℃二效45～50℃7、蒸汽耗費(fèi)量500kg/h8、冷卻水耗量9～12kg/h二）設(shè)施流程2．物料流程（1）預(yù)熱殺菌采納經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后的合格乳，第一進(jìn)入由浮球閥控制的均衡槽，而后經(jīng)離心式進(jìn)乳泵、流量計(jì)、調(diào)理進(jìn)料的針形直角閥后進(jìn)入混淆式冷凝器的預(yù)熱雙螺旋盤管，出口溫度約42℃。再進(jìn)入二效蒸發(fā)器上部殼層的預(yù)熱盤管，出口溫度約64℃，爾后至一效蒸發(fā)器上部殼層的預(yù)熱盤管，出口溫度約72℃，再進(jìn)入殺菌器的盤管（生蒸汽加熱段），溫度達(dá)到95～98℃物料由此進(jìn)入保溫管，其流速由1.1m/降至0.1m/s在保溫管流經(jīng)時間約24s，至此達(dá)成物料的預(yù)熱殺菌階段，物料流經(jīng)的全程約90m，其中預(yù)熱盤管80m。（2）蒸發(fā)濃縮物料第一進(jìn)入一效蒸發(fā)器頂部的液體分派器（分派盤），平均散布于35根內(nèi)徑40mm、長5m的蒸發(fā)管內(nèi)，物料沿管壁呈膜狀降落，蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽與物料同至底部，再與物料一起進(jìn)入離心式分別器。此時一效蒸發(fā)器加熱殼層的加熱溫度為83～85℃,管內(nèi)蒸發(fā)溫度為70～72℃。經(jīng)分別器與二次蒸汽分別的物料濃度約24%（干物質(zhì)），而后由中間隔心式物料泵送至二效，重復(fù)上述過程。加熱溫度為70～72℃，蒸發(fā)溫度為45～50℃。由二效分別器出來的物料濃度達(dá)到48%左右。最后由離心式出料泵送至噴霧工段。當(dāng)出料濃度與要求濃度相差不太大時，調(diào)理出料閥與出料管支路上的再循環(huán)閥，使部分物料返回二效蒸發(fā)器再次循環(huán)（小循環(huán)），此閥可視為濃度微調(diào)閥。當(dāng)出料濃度與要求濃度相差很大時，封閉出料閥，翻開回流閥，物料回到均衡槽進(jìn)行大循環(huán)（與沖洗時相同）。3、各效的加熱蒸汽（加熱熱源）（1）一效蒸發(fā)器的熱源一效蒸發(fā)器的熱源是一效產(chǎn)生的二次蒸汽的50%與生蒸汽以1：1的比率經(jīng)過熱壓泵混淆后作為一效加熱器的加熱熱源。（2）二效蒸發(fā)器的熱源二效蒸發(fā)器的熱源是一效產(chǎn)生的二次蒸汽的此外的50%。4、冷凝水（1）殺菌器加熱盤管內(nèi)物料，由生蒸汽加熱，形成的冷凝水靠壓差進(jìn)入一效蒸發(fā)器殼層。（2）一效蒸發(fā)器加熱蒸汽形成的冷凝水，匯同殺菌器的冷凝水靠壓差進(jìn)入二效蒸發(fā)器殼層，與二效蒸發(fā)器加熱蒸氣形成的冷凝水一起由冷凝水泵排出。（3）二效（末效）蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷卻水冷凝后排出。這臺設(shè)施二效的二次蒸汽進(jìn)入混淆式冷凝器，先被盤在內(nèi)筒上的盤管內(nèi)的物料冷卻（同時將物料預(yù)熱）節(jié)余部分被由上而下的冷卻水直接冷凝，最后經(jīng)冷卻水泵排出。5、真空的形成在蒸發(fā)器內(nèi)的液體據(jù)有很小的體積，能夠忽視不計(jì)，據(jù)有較大概積的二次蒸汽被冷凝器冷凝，真空系統(tǒng)抽吸的不過不凝性氣體。這臺設(shè)施采納的是國內(nèi)不常有的雙級蒸汽發(fā)射泵。正常操作時，混淆式冷凝器內(nèi)的真空度約為101.3kpa，即混淆式冷凝器內(nèi)的壓力靠近于零，二效分別器內(nèi)的真空度為91.32kpa,一效分別器內(nèi)的真空度為69.32kpa。一、二效蒸發(fā)器殼層上有上、下兩條不凝性氣體管路與混淆式冷凝器相連，出口處裝有不一樣孔徑的流量控制板。6、冷卻水主要用于中間冷凝器，冷卻水來冷凝一級蒸汽發(fā)射泵噴入的蒸汽，以減少二級發(fā)射泵的負(fù)擔(dān)，并在混淆式冷凝器中冷凝二效的二次蒸汽。冷卻水由中間冷凝器(列管式冷凝器）下端進(jìn)入冷凝管內(nèi)，由上端排出，從上端進(jìn)入混淆式冷凝器內(nèi)部灑水盤，由上而下經(jīng)兩道傘式折流板分別，把由下而上的二次蒸汽冷凝。冷凝水與冷卻水一起由冷卻水泵排出。三）工藝特色1．順?biāo)M(jìn)料加熱蒸汽和物料的流動方向一致。物料濃度依效序遞加。低濃度料液在高溫下蒸發(fā)，而濃度高，粘度大的料液在低溫下蒸發(fā)，這對熱敏性物料十分有益。．連續(xù)出料，物料受熱時間短。．物料預(yù)熱溫差小物料經(jīng)三段盤管預(yù)熱，一段盤管式殺菌，各段物料開始溫度及加熱溫度、最后溫度見下表。從表中可見，最高溫差為46℃，并且不過在預(yù)熱溫度只有50℃的低溫階段，有益于產(chǎn)品的質(zhì)量。第一段第二段第三段第四段預(yù)熱溫度混淆式冷凝器二效加熱器一效加熱器殺菌器加熱溫度℃50708398物料開始溫4426272度℃物料最后溫42627295度℃預(yù)熱溫差℃462821264．節(jié)儉蒸汽

一次蒸汽耗費(fèi)量與蒸發(fā)量即二次蒸汽量的比值為蒸汽系數(shù)，

從這臺設(shè)備技術(shù)參數(shù)上能夠看出500∕1200=0.42，扣除物料殺菌所用的蒸汽后，蒸發(fā)系數(shù)為0.32，即蒸發(fā)1kg水分耗用生蒸汽量僅為0.32kg。5．冷卻水耗量低，因?yàn)槎握羝怀浞掷?，使冷卻水的耗費(fèi)量大大降低。當(dāng)進(jìn)水溫度為20℃時冷卻水耗量僅為12m3/h，這是因?yàn)槟┬У亩握羝牧枯^少，溫度較低。6．將殺菌與濃縮兩種工序聯(lián)合在一起的利處：）節(jié)儉資料，減小占地面積；）防止殺菌乳的再次污染；）物料超沸點(diǎn)進(jìn)料，有益于蒸發(fā)的進(jìn)行；）減少了操作人員。因?yàn)殡p效降膜式蒸發(fā)器的工藝特色，進(jìn)而為生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動化創(chuàng)建了有益條件。、以下列圖所示，液體散布器采納盤式折流分派裝置。物料進(jìn)入降膜式蒸發(fā)器后假如沒有液體散布器，物料就不可以平均地散布到各個加熱列管中，就會造成物料在管內(nèi)局部過熱，嚴(yán)重時會造成焦管、擁塞。所以，對于降膜式蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器的上部一定安裝液體散布器。8、在一效上部的預(yù)熱盤管和殺菌器的盤管內(nèi)設(shè)計(jì)了內(nèi)部一直充滿物料的“自鎖”結(jié)構(gòu)，這樣能夠防止當(dāng)發(fā)生停電等事故時，因加熱蒸汽不可以實(shí)時封閉，一效上部的預(yù)熱盤管和殺菌器內(nèi)溫度不可以降下來的物料而造成的掛壁、焦管甚至擁塞現(xiàn)象的發(fā)生。、真空的形成采納國內(nèi)不常見的雙級蒸汽發(fā)射泵，中間用表面（中間）冷凝器串連的雙級蒸汽發(fā)射泵。為了在啟動時趕快達(dá)到所要求的真空度，配有啟動蒸汽發(fā)射泵。這種真空裝置擁有抽肚量大、真空度高、安裝運(yùn)行簡易、價錢廉價、占地面積小等長處。其弊端是要求蒸汽壓力較高及蒸汽量穩(wěn)固。10、液體、氣體流量的控制多處采納了構(gòu)造簡單的孔板，這些孔板是在1mm厚的不銹鋼圓板中心開一小孔，孔徑因流量的不一樣而不一樣。這些孔板安裝在與設(shè)施連接的活接處，改換、調(diào)整均很方便，使用孔板部位以下（僅供參照）：）一效蒸發(fā)器物料進(jìn)口管；）二效蒸器物物料進(jìn)口管；）一效蒸發(fā)器冷凝水出口管；）殺菌器冷凝水出口管；）一效上部不凝性氣體出口管；）二效上部不凝性氣體出口管；）一效下部不凝性氣體出口管；）二效下部不凝性氣體出口管；）殺菌器蒸汽進(jìn)口管。11、一效、二效蒸發(fā)器的構(gòu)造基真相同，各連結(jié)收路的孔徑，方向，標(biāo)高也一致，這樣，構(gòu)造稍作變動，現(xiàn)用一效蒸發(fā)器可作為另一種較大系列設(shè)施的二效蒸發(fā)器；相同此刻的二效蒸發(fā)器能夠作為另一種較小系列設(shè)施的一效蒸發(fā)器，有益于設(shè)施的系列化。、殺菌器位于蒸發(fā)器下部的殼層內(nèi)，節(jié)儉了占地面積。但簡單發(fā)生焦管甚至擁塞現(xiàn)象二、國產(chǎn)（一）帶水力發(fā)射泵的雙效降膜式蒸發(fā)器1．構(gòu)造：成套設(shè)施由均衡槽、物料泵、殺菌器、蒸發(fā)器、分別器、預(yù)熱器、水力噴射泵等構(gòu)成。2．改良部分1）將上下兩層操作部分改成只在地面上操作，使操作更為方便；2）依據(jù)我國國情，使用蒸汽的壓力更合適我國國情；進(jìn)口蒸發(fā)器的殺菌器位于一效加熱器中下部的夾層內(nèi)。物料在螺旋盤管內(nèi)被管外加熱蒸氣加熱，因?yàn)榧訜釡囟容^高，在生產(chǎn)中，特別是生產(chǎn)全脂加糖奶粉時易產(chǎn)生掛壁、焦管甚至擁塞，并且不易沖洗維修。國產(chǎn)的殺菌器改成列管式，獨(dú)自放在加熱器的旁邊，這樣不易發(fā)生擁塞現(xiàn)象。并且清理、維修、沖洗都很方便。4）冷凝器和真空系統(tǒng)的改變。末效的二次蒸汽大多被冷凝器中的螺旋盤管內(nèi)的物料冷凝，物料同時被預(yù)熱，所以稱為預(yù)熱器。節(jié)余少部分二次蒸汽及不凝性氣體被水力發(fā)射泵排出。因?yàn)槭褂盟Πl(fā)射器使耗水量大大增添。當(dāng)前常有的為混淆式冷凝器與水環(huán)式真空泵配合使用。（二）國產(chǎn)雙效帶熱壓泵降膜式蒸發(fā)器以下圖，與樣機(jī)對比，有以下變化：1、殺菌器安裝在外面并且是列管式的；2、不凝性氣體由水環(huán)式真空泵抽出。其余方面基真相像，參照樣機(jī)即可學(xué)習(xí)工藝流程、設(shè)施操作等。7-6三效降膜式蒸發(fā)器一、主要技術(shù)參數(shù)1、蒸發(fā)量3200kg/h2、進(jìn)料量4000kg/h3、蒸汽耗量1100kg/h4、殺菌條件86～94℃24s、蒸發(fā)溫度℃一效70二效57三效456、真空度kPa一效69二效83三效907、冷卻水耗量9～12kg/h二、主要構(gòu)造1、進(jìn)料罐1臺圓柱形，密封形式，帶人孔，容量1000L,帶就地沖洗噴頭。2、進(jìn)料泵1臺可將牛奶由進(jìn)料罐泵到預(yù)熱器、列管式殺菌器、一效蒸發(fā)器。3、預(yù)熱器共有四個盤管式，分別裝在混淆式冷凝器及一、二、三效加熱器上部殼管內(nèi)。、牛奶殺菌器1臺列管式殺菌器(包含保溫管)。、蒸發(fā)器3臺列管式換熱器，蒸發(fā)器有可翻開的頂蓋，翻開頂蓋后，是液體分派器，配有3臺離心式分別器。、送料泵3臺將物料由分別器輸送到下一效的蒸發(fā)器。7、冷凝水泵1臺將冷凝水從加熱器中排出。8、濃奶出料泵1臺將濃奶輸送到噴霧干燥器的進(jìn)料罐。9、熱壓縮泵2臺將二次蒸汽進(jìn)行再壓縮，供第一、二效蒸發(fā)器，作為加熱熱源。熱壓泵的動力是生蒸汽。10、冷凝器1臺為混淆式冷凝器。11、冷卻水泵1臺將混淆式冷凝器內(nèi)的冷卻水排出。12、水環(huán)式真空泵2臺葉輪是由特種合金制造的。啟動時開兩臺，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后只用一臺。13、酸堿洗槽各一個酸堿洗槽的體積均為1000L，并附有酸堿液的輸送泵一臺(5000L/h)。14、管路、管件、閥門用于連結(jié)上述設(shè)施，包含物料、二次蒸汽、生蒸汽、冷凝水、上下不凝性氣體等管路，以及溫度計(jì)、壓力表等。15、操作平臺由5mm厚花紋板和必需的碳鋼構(gòu)件構(gòu)成，所有的邊沿處都有100mm高的擋腳板。16、儀表電控柜1臺集中監(jiān)控蒸發(fā)器中心儀表盤。儀表盤包含所有電機(jī)的啟停按鈕，所有電機(jī)和電動閥的模擬圖都用燈光指示，流程圖、蒸汽壓力顯示、殺菌溫度顯示、真空度顯示都在儀表盤上。三、流程（一）預(yù)熱殺菌1、預(yù)熱殺菌:預(yù)辦理完5℃的物料進(jìn)入均衡槽，經(jīng)過進(jìn)料泵、控制閥、流量計(jì)進(jìn)入混淆式冷凝器的預(yù)熱盤管內(nèi)第一次預(yù)熱，而后分別進(jìn)入三效加熱器、二效加熱器、一效加熱器上部殼程的預(yù)熱盤管內(nèi)預(yù)熱。而后再進(jìn)入列管式殺菌器加熱殺菌后進(jìn)入保溫管保溫，這樣預(yù)熱過程就達(dá)成了。2．真空濃縮經(jīng)預(yù)熱、殺菌、保溫后的物料超沸點(diǎn)進(jìn)入一效蒸發(fā)器，經(jīng)液體散布器平均散布到各個加熱列管內(nèi)，借重力和二次蒸汽作用在管內(nèi)呈膜狀向下賤動，同時與管外的加熱蒸氣進(jìn)行熱互換而蒸發(fā)。物料與二次蒸汽沿切線方向進(jìn)入分別器，汽液分別后用物料泵泵入二效蒸發(fā)器蒸發(fā)后，再泵入三效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器中屬于雙程蒸發(fā)。跟著蒸發(fā)的進(jìn)行，物料濃度的增添，物料漸漸減少。物料進(jìn)入三效蒸發(fā)器采納雙程蒸發(fā)提升了流速，增大了傳熱成效。物料達(dá)到要求濃度后由出料泵排出。（二）加熱熱源一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽除部分引入第二效蒸發(fā)器作為第二效蒸發(fā)器的熱源外，其余部分為熱壓泵增壓后作為第一效的熱源。第二效產(chǎn)生的二次蒸汽與一效流程相同，第三效產(chǎn)生的二次蒸汽則導(dǎo)入混淆式冷凝器，經(jīng)冷凝后由冷卻水泵排出。（三）真空的形成采納混淆式冷凝器與水環(huán)式真空泵共同作用，末效的二次蒸汽和不凝性氣體一起進(jìn)入混淆式冷凝器，二次蒸汽被冷凝后，不凝性氣體被水環(huán)式真空泵抽出，蒸發(fā)器內(nèi)形成真空。7-7對于降膜式蒸發(fā)器幾個問題的商討一、對于降膜式蒸發(fā)器幾個問題的商討（一）降膜是怎樣形成的？第一取決于蒸發(fā)器內(nèi)部的液體散布器，若不可以把物料平均散布到各個加熱列管中，不單影響傳熱成效，還會產(chǎn)生物料掛壁、焦管，嚴(yán)重時會發(fā)生擁塞列管。所以，液體散布器的使用至關(guān)重要；其次，大批二次蒸汽的產(chǎn)生對液膜的形成特別重要。管內(nèi)的液膜降落的三個動力：一是物料自己的重力；二是在蒸發(fā)器頂部的物料因?yàn)槌悬c(diǎn)進(jìn)料所產(chǎn)生的大批的二次蒸汽向下的沖力；三是蒸發(fā)器下部的真空度較大。（二）為何節(jié)能？1、多效的應(yīng)用除一效使用生蒸汽外，其余各效都使用前一效產(chǎn)生的二次蒸汽