第7章-蒸發(fā)與結(jié)晶

第七章蒸發(fā)與結(jié)晶第一節(jié)蒸發(fā)

一、蒸發(fā)的基本概念蒸發(fā)

?蒸發(fā)的目的?

生蒸汽

?二次蒸汽?

蒸發(fā)過程的特點(diǎn)：

①溶液的特性

②能源消耗的特性

二、單效蒸發(fā)

單效蒸發(fā)?（一）單效蒸發(fā)的計(jì)算1、水分蒸發(fā)量的計(jì)算物料衡算

:水分蒸發(fā)量為：

2、加熱蒸汽消耗量的計(jì)算

物料作焓衡算（熱量衡算）：

加熱蒸汽消耗量為：

3、蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算

蒸發(fā)器傳熱面積：（二）蒸發(fā)操作中的溫度差損失

總溫差：

有效溫差

：溫差損失Δ：

引起溫差損失的原因：1、由于溶液的蒸汽壓下降，引起沸點(diǎn)升高，產(chǎn)生溫度差損失。2、由于液柱靜壓效應(yīng)，引起溶液沸點(diǎn)升高，產(chǎn)生溫度差損失。3、由于蒸汽流動(dòng)中磨擦阻力等，產(chǎn)生溫度差損失。三、多效蒸發(fā)

多效蒸發(fā)？多效蒸發(fā)的特點(diǎn)？（一）多效蒸發(fā)操作的流程

1、并流加料多效蒸發(fā)

并流加料多效蒸發(fā)？并流加料多效蒸發(fā)的特點(diǎn)？

2、逆流加料多效蒸發(fā)

逆流加料多效蒸發(fā)？逆流加料多效蒸發(fā)的特點(diǎn)？3、平流加料多效蒸發(fā)

平流加料多效蒸發(fā)？平流加料多效蒸發(fā)的特點(diǎn)？

4、錯(cuò)流加料多效蒸發(fā)

錯(cuò)流加料多效蒸發(fā)？錯(cuò)流加料多效蒸發(fā)的特點(diǎn)？（二）多效蒸發(fā)的計(jì)算

1、多效蒸發(fā)的計(jì)算公式⑴物料衡算式

對(duì)整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)作物料衡算：

總水分蒸發(fā)量：

對(duì)各效作物料衡算：

各效蒸發(fā)器中溶液的濃度：

，，

⑵熱量衡算式

若忽略熱損失，對(duì)每一效進(jìn)行熱量衡算：第一效

第二效

第三效

若忽略濃縮熱：合并以上各式得：第一效

第二效第三效

生蒸汽用量為：每一效的蒸發(fā)量：各效的傳熱速率為：⑶傳熱速率方程式

，

傳熱速率方程：各效的傳熱面積：

2、多效蒸發(fā)的計(jì)算方法

①計(jì)算總水分蒸發(fā)量、假設(shè)各效水分蒸發(fā)量和估算各效蒸發(fā)器中溶液的濃度。②估算各效溫度差損失。③估算總有效溫度差和各效的溫度差。④估算各效中溶液的沸點(diǎn)和各效二次蒸汽溫度。⑤計(jì)算生蒸汽消耗量和各效水分蒸發(fā)量。⑥計(jì)算傳熱速率和各效傳熱面積。

四、冷凍濃縮

冷凍濃縮？冷凍濃縮的原理：低共溶點(diǎn)？水結(jié)晶過程？水溶液濃度對(duì)操作的影響？五、蒸發(fā)與冷凍濃縮設(shè)備

（一）蒸發(fā)設(shè)備

單效升膜式蒸發(fā)設(shè)備主要組成：蒸發(fā)室、分離器、霧沫捕集器、水力噴射器、循環(huán)管等部分組成。

單效升膜式蒸發(fā)設(shè)備的特點(diǎn)：

①傳熱性能高，物料停留時(shí)間短，適用于熱敏性溶液的濃縮；②汁液不回流或較少回流。③高速的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；④薄膜料的上升必須克服其重力與管壁的阻力，故不適用于較濃溶液的蒸發(fā)。⑤不適用粘度很大，易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。⑥設(shè)計(jì)、制造和使用的要求都比較高。

（二）冷凍濃縮設(shè)備

1、懸浮結(jié)晶法設(shè)備

懸浮結(jié)晶法是讓物料溶液在刮板換熱器內(nèi)過冷，然后流入結(jié)冰罐內(nèi)長(zhǎng)大成冰晶。其特征為無數(shù)自由懸浮于母液中的小冰晶，在帶攪拌的低溫罐中長(zhǎng)大并不斷排除，使母液濃度增加而實(shí)現(xiàn)濃縮。

懸浮結(jié)晶法設(shè)備的特點(diǎn)：①產(chǎn)品品質(zhì)好。②投資大和生產(chǎn)成本較高。

六、蒸發(fā)操作在工業(yè)中的應(yīng)用

①在干燥食品的制造中，以蒸發(fā)濃縮作為干燥的前處理操作。例如用鮮乳液制作奶粉，需先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再進(jìn)行噴霧干燥。②蒸發(fā)濃縮作為結(jié)晶操作的前處理操作。③在蒸發(fā)濃縮過程中使制品改變物性，以得到物性及風(fēng)味獨(dú)特的制品。例如果醬類及餡類的濃縮。④蒸發(fā)濃縮可提高食品的濃度和保藏性，降低運(yùn)費(fèi)。例如果汁的蒸發(fā)濃縮。

第二節(jié)結(jié)晶

一、基本概念結(jié)晶？結(jié)晶的特點(diǎn)？

二、結(jié)晶原理

（一）晶體的特性

晶體的特征？晶格？晶習(xí)？（二）結(jié)晶過程的相平衡與溶解度曲線

結(jié)晶過程的相平衡？

溶解度曲線

表示溶解度與溫度關(guān)系的曲線（三）結(jié)晶機(jī)理

1、晶核生成晶核生成？影響晶核生成速率的因素？

2、晶體成長(zhǎng)

晶體成長(zhǎng)？影響晶體成長(zhǎng)速率的因素？3、晶習(xí)晶習(xí)？4、再結(jié)晶現(xiàn)象

再結(jié)晶現(xiàn)象？（四）溶液結(jié)晶

1、溶液結(jié)晶類型

溶液結(jié)晶類型

冷卻結(jié)晶

蒸發(fā)結(jié)晶

2、物料衡算和熱量衡算

總物料衡算：

溶質(zhì)的物料衡算：

熱量衡算：3、溶液結(jié)晶設(shè)備

⑴立式冷卻結(jié)晶釜組成：結(jié)晶釜、外夾套（或內(nèi)螺旋管）、攪拌器和出料閥等部分組成。

(2)臥式冷卻結(jié)晶槽

組成：主要由結(jié)晶槽、冷卻夾套、攪拌器和排料閥組成。

三、結(jié)晶操作在工業(yè)中的應(yīng)用①結(jié)晶操作在食品原料和添加劑的生產(chǎn)中有著極其重要的地位。

②在醫(yī)藥、染料