用于奶粉生產(chǎn)的降膜式蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的選取

用于奶粉生產(chǎn)的降膜式蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的選取

由于該材料在抗彎劑中的速度快、加熱時(shí)間短、加熱溫度低、轉(zhuǎn)化率高，對(duì)材料中的元素破壞小，因此抗彎劑氧化物非常適合于抗熱藥物（如乳液、蛋品、果味素、大豆苷和化合物中的維c）等蒸發(fā)集中。隨著降膜式蒸發(fā)器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,降膜式蒸發(fā)器在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生結(jié)焦的實(shí)例比較多見。結(jié)焦會(huì)降低生產(chǎn)能力,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。清洗也十分困難。以RNJM03—2600型三效降膜式蒸發(fā)器(并流加料末效出料)用于奶粉生產(chǎn)為例,闡述就如何防止產(chǎn)生結(jié)焦方法及注意事項(xiàng)。1降膜式蒸發(fā)器的供液量傳熱系數(shù)的選取是否合理是決定降膜式蒸發(fā)器是否產(chǎn)生結(jié)焦的關(guān)鍵因素之一。由于影響傳熱系數(shù)的因素較多,故計(jì)算出的傳熱系數(shù)往往與實(shí)際應(yīng)用所反推算出的傳熱系數(shù)相差較大。對(duì)用于乳品生產(chǎn)的三效降膜式蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)一般在2926～5016kJ/m2·h·℃之間。傳熱系數(shù)選取過大則傳熱面積小達(dá)不到生產(chǎn)能力,傳熱系數(shù)選取過小則傳熱面積增大,則會(huì)引起降膜管供料不足,在降膜管底部容易產(chǎn)生結(jié)焦。傳熱系數(shù)計(jì)算選取過于保守最為常見,僅以本例加以闡述。各效狀態(tài)參數(shù)見表1,用于一效蒸發(fā)的熱量量為2921055.603kJ/h,傳熱系數(shù)為4598kJ/(m2·h·℃)。傳熱面積按下式計(jì)算(以下同):式中F—傳熱面積,m2;Q—熱量,kJ/h;T—加熱溫度,℃;t—沸點(diǎn)溫度,℃;K—傳熱系數(shù),kJ/(m2·h·℃)。則一效傳熱面積:選取50×1.5×5950mm規(guī)格的管子。則降膜管根數(shù):降膜管周邊潤(rùn)濕量按下式計(jì)算:式中C—周邊潤(rùn)濕量,kg/m·h;n—管子根數(shù);—管子中徑,m;蒸發(fā)強(qiáng)度按下式計(jì)算:式中q—蒸發(fā)強(qiáng)度;W—蒸發(fā)量,kg/h;L—管子長(zhǎng)度,m。一效蒸發(fā)強(qiáng)度:用于二效蒸發(fā)的熱量為1374407.199kJ/h,傳熱系數(shù)為3887.4kJ/(m2·h·℃)。二效傳熱面積:降膜管根數(shù):降膜管周邊潤(rùn)濕量:二效蒸發(fā)強(qiáng)度:用于三效蒸發(fā)的熱量為,1335021.191kJ/h,傳熱系數(shù)為3657.5kJ/(m2·h·℃)。三效傳熱面積:降膜管根數(shù):降膜管周邊潤(rùn)濕量:由于周邊潤(rùn)濕量不足,因此三效應(yīng)分雙管程,一程為24根,二程為13根,其周邊潤(rùn)濕量分別為:三效蒸發(fā)強(qiáng)度:總蒸發(fā)強(qiáng)度:本例每天連續(xù)生產(chǎn)8h后,打開各效下蓋觀降膜管均無結(jié)焦現(xiàn)象,降膜式蒸發(fā)器當(dāng)料液供應(yīng)不足即降膜管周邊潤(rùn)濕量過小。對(duì)乳品而言當(dāng)三效降膜管上端周邊潤(rùn)濕量小于二效降膜管上端周邊潤(rùn)濕量的0.9倍時(shí)則必須進(jìn)行分程以提高其供液量。三效二程的料液較濃,一般三效二程降膜管底端周邊潤(rùn)濕量要大于一程降膜管底端周邊潤(rùn)濕量。2分布器的孔徑液體分布器是降膜式蒸發(fā)器的重要組成部分,其主要作用是使料液均勻地分配給各個(gè)降膜管,并使料液沿著降膜管內(nèi)壁以膜狀在料液自身的重力及二次蒸汽流的作用下向下流動(dòng)。目前應(yīng)用效果比較好的是盤式分布器。液體分布器的小孔分布及孔徑大小至關(guān)重要。分布器上小孔應(yīng)與上管板管間相對(duì)應(yīng),上下分布器小孔相互交錯(cuò)排列。分布器小孔直徑按下式計(jì)算:式中q—分配盤上任意個(gè)小孔的液體流量,m3/s;do—小孔直徑,m;C—小孔流量系數(shù),(C=0.61～0.63);g—重力加速度,9.8m/s2;h—小孔上液位高度,一般取40～50mm。三效二程的料液濃度較高因此其分布器的孔徑一般要大于一程分布器的孔徑。此外,分布器底部必須平整不得有凹凸不平現(xiàn)象;分布器上小孔要作沉頭劃窩處理以利于料液均勻分布;分布器上小孔不得有毛刺,一經(jīng)出現(xiàn)毛刺就容易掛垢,嚴(yán)重會(huì)堵塞小孔,使局部降膜管供料不足或偏流而導(dǎo)致結(jié)焦。3降膜管結(jié)焦的影響在生產(chǎn)過程中蒸發(fā)器殼程中是不允許存水的,殼程一旦存有一定水位,則長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)將會(huì)引起降膜管結(jié)焦。如果冷凝水的溫度較高,如本例一效殼程冷凝水溫度為86℃左右,則殼程存水一是會(huì)使冷凝水管管徑變小阻力增大;二是接頭會(huì)有泄漏;三是冷凝水泵克服不了效體、冷凝器殼程真空度的約束,導(dǎo)致排水困難。4節(jié)流墊圈安裝節(jié)流墊圈在降膜式蒸發(fā)器中能調(diào)節(jié)各效殼程的真空度對(duì)各效熱量是否平衡有一定調(diào)節(jié)作用。在降膜式蒸發(fā)器中一般設(shè)有上下不凝氣引出管,上下不凝氣引出管接頭處均設(shè)有節(jié)流墊圈用以排出調(diào)節(jié)不凝氣體的量。如果節(jié)流墊圈孔徑過小不凝氣不能及時(shí)排出,效體加熱溫度將升高也容易引起結(jié)焦。節(jié)流墊圈放置應(yīng)是下不凝氣口處的節(jié)流墊圈孔徑大于上不凝氣口處節(jié)流墊圈孔徑;一效、三效節(jié)流墊圈的孔徑一般大于二效節(jié)流墊圈的孔徑。節(jié)流墊圈應(yīng)根據(jù)各效加熱溫度及蒸發(fā)溫度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。5原料奶酸度值熱敏性物料如牛奶,降膜式蒸發(fā)器對(duì)其適應(yīng)的酸度值在左右乳品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用于奶粉生產(chǎn)的鮮奶酸度值不超過18°T。如果原料奶酸度值過大則蛋白質(zhì)將會(huì)變性,蒸發(fā)器必結(jié)焦,這在奶粉生產(chǎn)行業(yè)中都懂得這個(gè)道理。因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制原料的質(zhì)量,不合格的原料用于生產(chǎn)引起的結(jié)焦不屬于蒸發(fā)器本身的原因。6蒸汽壓力、清洗操作蒸發(fā)器應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行,生產(chǎn)過程中不允許隨意減少進(jìn)料量,提高加熱溫度(或蒸發(fā)溫度)、殺菌溫度。進(jìn)料量與加熱溫度一般是衡定的不作調(diào)整,當(dāng)蒸汽壓力不穩(wěn)定時(shí),可調(diào)節(jié)蒸汽壓力保證各效加熱、蒸發(fā)及殺菌溫度在給定參數(shù)范圍