.第七章真空濃縮設(shè)備§7-1概述一、概念1、濃縮2、真空濃縮在負(fù)壓下,以較低溫度進(jìn)行濃縮3、加熱蒸汽〔飽和蒸汽或生蒸汽乳及乳制品生產(chǎn)過程中濃縮從溶液中除去部分溶劑的單元操作。的單元操作。所需要的不斷供給的熱量都是來自鍋爐房的飽和的水蒸汽。4、二次蒸汽物料中水分蒸發(fā)所形成的蒸汽。5、不凝性氣體相對(duì)于水蒸汽,在一定的壓力和溫度下不能被凝結(jié)的氣體,稱為不凝性氣體,一般是指空氣。6、霧沫挾帶對(duì)于氣、液兩相的分離設(shè)備或反應(yīng)設(shè)備,若氣相為連續(xù)相、液相為分散相〔例如板式蒸餾塔,而氣相速度較大,部分液體會(huì)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(huì)降低設(shè)備的分離效率。二、濃縮的目的1、除去食品中的大量水分,減輕了重量,減小了體積,節(jié)省了包裝、貯存和運(yùn)輸費(fèi)用。2、通過了提高食品的濃度,達(dá)到貯藏食品的目的。3、滿足后續(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(gè)必要組成部分：加熱物料使溶劑<水>沸騰汽化與不斷除去汽化產(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完成。如圖所示：真空蒸發(fā)基本流程。二次蒸氣〔被冷凝蒸發(fā)器完成液原料液加熱蒸氣冷凝水蒸發(fā)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)換熱器,如圖所示,由加熱室1和汽液分離器4兩部分組成。加熱室使用的加熱介質(zhì)應(yīng)用最多的是水蒸汽。通過換熱,使間壁另一側(cè)的物料加熱、沸騰、蒸發(fā)濃縮料液蒸發(fā)出的水蒸汽在分離室4中與溶液分離后從蒸發(fā)器上部引出。為防止液滴隨蒸汽帶出,一般在分離器上都設(shè)有除沫裝置5。從蒸發(fā)器抽出的蒸汽稱為二次蒸汽,便于同加熱蒸汽相區(qū)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。后的完成液由蒸發(fā)器底部排出。。濃縮1.加熱器2.加熱列管3.中間管4.分離室5.捕沫器6.冷凝器四、常壓蒸發(fā)和真空濃縮蒸發(fā)操作可以在常壓、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(shí)系統(tǒng)中的不凝性氣體依靠本身的壓力從冷凝器中排出。減壓下的蒸發(fā)通常稱為真空蒸發(fā),食品工業(yè)廣泛應(yīng)用真空蒸發(fā)進(jìn)行濃縮操作。因真空蒸發(fā)時(shí)冷凝器和蒸發(fā)器物料側(cè)的操作壓力低于大氣壓,必須依靠真空泵不斷從系統(tǒng)中抽走不凝性氣1/12.體來維持負(fù)壓的工作環(huán)境。采用真空蒸發(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)比較所具有的優(yōu)點(diǎn)：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,可以應(yīng)用溫度較低的低壓蒸汽和廢熱蒸汽作熱源,有利于降低產(chǎn)品成本和生產(chǎn)費(fèi)用。3、蒸發(fā)溫度低,即物料受熱溫度低,有利于濃縮熱敏性物料。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)。如果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(jiǎn)單的一種方法。如果兩個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來,第一個(gè)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽引入第二個(gè)蒸發(fā)器作為加熱蒸汽,第二個(gè)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),是它多效蒸發(fā)中最簡(jiǎn)單的一種方法。多效蒸發(fā)是將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)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。可見多效蒸發(fā)明顯減少加熱蒸汽耗量,節(jié)約了熱能,也明顯減少冷卻水的耗量。真空濃縮的缺點(diǎn)：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,完成液排出需用泵,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加。真空濃縮的操作壓力取決是冷凝水的飽和蒸汽壓,所以它取決氣體,真空泵的工作能力愈大,就使得冷凝器內(nèi)的操作壓力愈易維持,愈接近冷凝水的飽和蒸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于冷凝器的溫度。真空泵的作用是抽走系統(tǒng)中的不凝性汽壓。一般真空蒸發(fā)時(shí),冷凝器的壓力為10～20kPa。六、閃蒸急劇蒸發(fā)簡(jiǎn)稱閃蒸,是一種特殊力,則部分水將在壓力降低的瞬間沸騰汽化,就是閃蒸。水在閃蒸汽化時(shí)帶走的熱量,等于溶液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。常見閃蒸的具體實(shí)施方法是直接把溶液分散噴閃蒸瞬間完成。閃蒸的最大優(yōu)點(diǎn)是避免在換熱面上生成垢層突出。而在閃蒸中不需加熱,是溶液自身放出顯熱提供蒸發(fā)能量七、熱泵蒸發(fā)為提高熱能利用率,除采用多效蒸發(fā)外,還可通過一種通稱為熱泵的裝置力和溫度,重新用作蒸發(fā)的加熱蒸汽,稱為熱泵蒸發(fā),或稱為蒸汽再壓縮蒸發(fā)。熱泵是以消耗一部分高質(zhì)能〔機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮転榇鷥r(jià),通過熱力循壞體轉(zhuǎn)移到高溫物體的能量利用裝置常用的熱泵有蒸汽噴射熱泵和機(jī)械壓縮式熱泵。蒸汽噴射熱泵使用的蒸汽噴射器類似于蒸汽噴射真空泵,稱為熱壓泵,是在噴嘴附近低壓吸入蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽,與高溫高壓的驅(qū)動(dòng)蒸汽混合后,在擴(kuò)壓管處達(dá)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(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)等驅(qū)動(dòng)往復(fù)式或離心式壓縮機(jī),將二次蒸汽壓縮,提高其的減壓蒸發(fā)。將熱溶液的壓力降到低于溶液溫度下的飽和壓從原入低壓大空間,使。閃蒸前料液加熱但并沒濃縮,因而生垢問題不,因而不會(huì)產(chǎn)生壁面生垢問題。,提高二次蒸汽的壓,將熱由低溫物。到蒸發(fā)所需加熱蒸汽的壓壓力和溫度,重新用作蒸發(fā)的加熱蒸汽。§7-2蒸發(fā)器一、蒸發(fā)器的分類2/12

.1、根據(jù)二次蒸汽被利用的次數(shù)分類<1>單效濃縮裝置<2>多單效濃縮裝置<3>帶有熱泵的濃縮裝置2、根據(jù)料液流程分類<1>單程式<2>循環(huán)式：自然循環(huán)與強(qiáng)制循環(huán)3、根據(jù)加熱器結(jié)構(gòu)分類<1>盤管式濃縮器<2>中央循環(huán)管式濃縮器<3>升膜式濃縮器<4>降膜式濃縮器<5>片式濃縮器<6>刮板式濃縮器<7>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。管束固定在管板上,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、汽化和分離,離開時(shí)即達(dá)到要求的濃度。料液一般不打循環(huán),在加熱器內(nèi)停留時(shí)間短,這對(duì)熱敏性物料的蒸發(fā)有利。這類蒸發(fā)器加熱室中液體多呈膜狀流動(dòng),因此又通稱為膜式蒸發(fā)器。常有以下幾種型式：長(zhǎng)管式、刮板式和板式等。乳品廠應(yīng)用最多的是長(zhǎng)管式蒸發(fā)器。長(zhǎng)管式蒸發(fā)器根據(jù)液膜的流動(dòng)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(duì)于升膜式蒸發(fā)器,物料從管束下部引入。工作時(shí),物料在加熱管內(nèi)全程形成上、中、下三個(gè)不同區(qū)域,如圖所示,物料在下部,因液層靜壓作用,物料不沸騰,只起加熱作用。在中部溫度上升物料沸騰,二次蒸汽形成,蒸汽體積急速增大,管芯形成高速上升氣流將液體在管壁壓成薄膜向上流動(dòng),形成很好的傳熱條件,傳熱系數(shù)大大增加,使蒸發(fā)加快。到達(dá)上部后進(jìn)入飽和區(qū),汽液混合物經(jīng)管頂進(jìn)入汽液分離器進(jìn)行汽液分離。而在降膜式蒸發(fā)器中,物料從頂部進(jìn)入,然后呈膜狀蒸發(fā)。3/12

.淋水板2、混合式冷凝器.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、若是多效蒸發(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蝕。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)不凝性氣體的主要來源：1、設(shè)備密封不嚴(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、物料中攜帶的不凝性氣體。不凝性氣體的存在不僅影響設(shè)備的真空度,而且也使傳熱效率下降,所以必須將不凝性氣體排出。常用的真空裝置有蒸汽噴射器、往復(fù)式真空泵和水環(huán)式真空泵。大多數(shù)乳品廠現(xiàn)在使用水環(huán)式真空泵。<一>蒸汽噴射器<二>往復(fù)式真空泵<三>水環(huán)式真空泵特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,操作可靠,轉(zhuǎn)速較高,可與電機(jī)直聯(lián),內(nèi)部不需潤(rùn)滑,可使排出氣體免受污染,排氣量較均勻,工作平穩(wěn)可靠。但因高速運(yùn)轉(zhuǎn),水的沖擊使葉輪與輪殼磨損,造成真空度下降,常更換零件。效率較低,為30％～50％。真空度較低,為2.0～4.0kPa。需經(jīng)四、牛乳預(yù)熱器§7-4典型的WIEGAND單效降膜式蒸發(fā)器一、用途適用于在真空條件下蒸發(fā)濃縮,呈降膜蒸發(fā),受熱時(shí)間短,熱交換效果好,對(duì)粘稠性、熱敏性物料的濃縮更為適宜。二、主要技術(shù)參數(shù)1、水發(fā)蒸發(fā)量：800kg/h2、進(jìn)料量：3、出料量：三、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)1210kg/h410kg/h整套設(shè)備由加熱室、熱壓泵、分離器、冷凝器、平衡槽、物料泵、冷凝水泵、真空泵、螺桿泵等組成。1、加熱室全部用不銹鋼制成,直徑Φ620mm,用隔板將列管分成兩部分。第一部分列管由直徑Φ40mm,長(zhǎng)6m的43根加熱管組成。第二部分由直徑Φ40mm,長(zhǎng)6m的11根加熱管組成。列管兩端漲接在兩端的花板上。2、分離室用不銹鋼制成的圓筒,直徑Φ600mm,高度1,650mm,內(nèi)外表面拋光,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〔平衡槽內(nèi),經(jīng)流量泵送至加熱器的第一部分列管,進(jìn)入分配盤使物料均勻地流入分配板上的小孔,然后流入加熱列管內(nèi),沿管內(nèi)壁呈膜狀向下流動(dòng),在下降的同時(shí)與管外的加熱蒸汽進(jìn)行熱交換,物料產(chǎn)生激計(jì)計(jì)量后吸入分離室,部分水分蒸發(fā)后,由物料烈的沸騰,在此所形成的二次蒸汽以相同的方向向下流動(dòng),使膜加下速降。經(jīng)第一部分列管加6/12

.熱蒸發(fā)的物料,由物料泵送入第二部分列管加熱蒸發(fā)。經(jīng)兩部分列管加熱蒸發(fā)后,達(dá)到濃度要,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)入分離室后,送入加熱室作為熱源。,產(chǎn)生的二次蒸汽和部分牛乳沿切線方向進(jìn)入分離室,部分抽入熱壓泵,其余則進(jìn)入冷凝器冷求的物料一部分再由熱壓泵增壓牛乳經(jīng)加熱器加熱蒸發(fā),借離心力的作用使二次蒸汽與物料分離。從分離器內(nèi)排出的二次蒸汽凝。分離器內(nèi)蒸發(fā)溫度為50℃。五、工藝特點(diǎn)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)入分離器,分離器內(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)省了占地面積和空間。§7-5雙效降膜式蒸發(fā)器一主要技術(shù)參數(shù)1、蒸發(fā)2、進(jìn)料3、出料濃度4、物料4～42℃42～64℃64～74℃74～95℃5、一83～85℃二效加熱溫度70～72℃6、管內(nèi)蒸發(fā)溫度量1200kg/h1600kg/h48%量預(yù)熱殺菌溫度℃效加熱溫度一效70～72℃二效45～50℃500kg/h7、蒸汽消耗量8、冷卻水耗量9～12kg/h二設(shè)備流程2．物料流程〔1預(yù)熱殺菌采用經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后的合格乳計(jì)、調(diào)節(jié)進(jìn)料的針形直角閥后進(jìn)入混合式冷凝器的上部殼層的預(yù)熱盤管,出口溫度約64℃,而后至一效蒸發(fā)器管,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℃物料由保溫管,其流速由1.1m/降至0.1m/s在保溫管流經(jīng)時(shí)間約24s,至此完成物料的預(yù)熱殺菌階段,全程約90m,其中盤管80m。〔2蒸發(fā)濃首先進(jìn)入一,物料沿管壁呈膜狀下降,蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽與物料同至底部,再與物料一式分離器。此時(shí)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)分離器與二次蒸汽分離的物料濃度約24%〔干物質(zhì),然后由中間離心二效,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(shí),調(diào)節(jié)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(shí),關(guān)閉出料閥,打開回流閥,物料到平衡槽進(jìn)行大循環(huán)〔與清洗時(shí)一樣。,首先進(jìn)入由浮球閥控制的平衡槽,然后經(jīng)離心預(yù)熱雙螺旋盤管,出口溫度約42℃。再進(jìn)上部殼層的預(yù)熱此進(jìn)入式進(jìn)乳泵、流量入二效蒸發(fā)器盤物料流經(jīng)的預(yù)熱縮物料效蒸發(fā)器頂部的液體分配器〔分配盤,均勻分布于35根內(nèi)徑40mm、長(zhǎng)5m的蒸發(fā)管內(nèi)起進(jìn)入離心式物料泵送至效分離器出回7/12

.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的比例通過熱壓泵混合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)生的二次蒸汽的另外的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(tái)設(shè)備二效的二次蒸汽進(jìn)入混合式冷凝器,先被盤在內(nèi)筒上的盤管內(nèi)的物料冷卻〔同時(shí)將物料預(yù)熱剩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)的液體占有很小的體積,可以忽略不計(jì),占有較大體積的二次蒸汽被冷凝器冷凝,真空系統(tǒng)抽吸的只是不凝性氣體。這臺(tái)設(shè)備采用的是國(guó)內(nèi)不常見的雙級(jí)蒸汽噴射泵。正常操作時(shí),混合式冷凝器內(nèi)的真空度約為101.3kpa,即混合式冷凝器內(nèi)的壓力接近于零,二效分離器內(nèi)的真空度為91.32kpa,一效分離器內(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與路混合式冷凝器相連6、冷卻水主要用于中間冷凝器,冷卻水來冷凝一級(jí)蒸汽噴射泵噴入的蒸汽,以減輕并在混合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)入混合式冷凝器內(nèi)部灑水盤,由上而下經(jīng)兩道傘式折流板分散,,出口處裝有不同孔徑的流量控制板。二級(jí)噴射泵的負(fù)擔(dān),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。三工藝特點(diǎn)1．順流進(jìn)料加熱蒸汽和物料的流動(dòng)方向一致。物料濃度依效序遞增。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(duì)熱敏性物料十分有利。2．連續(xù)出料,物料受熱時(shí)間短3．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、最終溫度見下表。從表中可見,最高溫差為46℃,而且只是在預(yù)熱溫度只有50℃的低溫段,有利于產(chǎn)品的質(zhì)量。度及加熱溫階。第一段第二段第三段第四段預(yù)熱溫度混合式冷凝器二效加熱器一效加熱器殺菌器98加熱溫度℃5047042622883627221物料開始溫度℃物料最終溫度℃預(yù)熱溫差℃72424695264．節(jié)約蒸汽一次蒸汽消耗量與蒸發(fā)量即二次蒸汽量的比值為蒸汽系數(shù),從這臺(tái)設(shè)備技術(shù)參數(shù)上可以看出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?jī)H為0.32kg。5．冷卻水耗量低耗量大大降低。當(dāng)進(jìn)水溫度為20℃時(shí)冷卻水耗量?jī)H為12m3/h,這是由于末效的二次蒸汽的量較少,溫度較低。6．將殺菌與濃縮兩種工序,由于二次蒸汽被充分利用,使冷卻水的消結(jié)合在一起的好處：8/12.1節(jié)約材料2避免殺菌乳的再次污染；3物料超沸點(diǎn)進(jìn)料,有利于蒸發(fā)的進(jìn)行；4減少了操作人員。,縮小占地面積；由于雙效降膜式蒸發(fā)器的工藝特點(diǎn),從而為生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動(dòng)化創(chuàng)造了有利條件。7、如下圖所示,液體分布器采用盤式折流分配裝置。物料進(jìn)入降膜式蒸發(fā)器后如果沒有,物料分布到各個(gè)加熱列管中,就會(huì)造成物料時(shí)會(huì)造成焦管、堵塞。所以,對(duì)于降膜式蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器的8、在一效當(dāng)發(fā)生停電等事故時(shí),因加熱蒸下來的物料而造成的掛壁、焦管甚至堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。9、真空的形成采用國(guó)內(nèi)不多見的雙級(jí)蒸汽噴射泵,中間用表面〔中間冷凝器串聯(lián)的雙蒸汽噴射泵。為了在啟動(dòng)時(shí)盡快達(dá)到所要求的真空度,配有啟動(dòng)蒸汽噴射泵。這種真空裝置液體分布器就不能均勻地在管內(nèi)局部過熱,嚴(yán)重上部必須安裝液體分布器。上部的預(yù)熱盤管和殺菌器的盤管內(nèi)設(shè)計(jì)了內(nèi)部始終充滿物料的"自鎖"結(jié)構(gòu),這樣可以避免汽不能及時(shí)關(guān)閉,一效上部的預(yù)熱盤管和殺菌器內(nèi)溫度不能降級(jí)具有抽氣量大、真空度高、安裝運(yùn)行簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是要求蒸汽壓力較高及蒸汽量穩(wěn)定。10、液體、氣體流量的控制多處采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的孔板,這些孔板是在1mm厚的不銹鋼圓板中心開一小調(diào)整均很方便,使用孔板部位如下〔僅供參考：1一效蒸發(fā)器物料入口管；2二效蒸器物物料入口管；3一效蒸發(fā)器冷凝水出口管；4殺菌器冷凝水出口管；孔,孔徑因流量的不同而不同。這些孔板安裝在與設(shè)備連接的活接處,更換、5一效上部不凝性氣體出口管；6二效上部不凝性氣體出口管；7一效下部不凝性氣體出口管；8二效下部不凝性氣體出口管；9殺菌器蒸11、一效、二效蒸發(fā)器的改動(dòng),現(xiàn)用一效蒸發(fā)器可作為另一種較大系列設(shè)備的二效蒸發(fā)器；同樣現(xiàn)在的另一種較小系列設(shè)備的一效蒸發(fā)器,有利于設(shè)備的系列化。12、殺菌器位于蒸發(fā)器下部的殼層內(nèi),節(jié)省了占地面積。但容易發(fā)生焦管甚至堵塞現(xiàn)象二、國(guó)產(chǎn)〔一帶水力噴射泵的雙效降膜式蒸發(fā)器汽進(jìn)口管。結(jié)構(gòu)基本相同,各連接管路的孔徑,方位,標(biāo)高也一致,這樣,結(jié)構(gòu)稍作二效蒸發(fā)器可以作為1．結(jié)構(gòu)：成套設(shè)備由平衡槽、物料泵、殺菌器、蒸發(fā)器、分離器、預(yù)熱器、水力噴射泵等組成。2．改進(jìn)部分1將上下兩層操作部分改成只在地面2根據(jù)我國(guó)國(guó)情,使用蒸汽的壓力更適合我國(guó)國(guó)情；3>進(jìn)口蒸發(fā)器的殺菌器位于一效中下部的夾層內(nèi)。物料氣加熱,由于加熱溫度較高,在生產(chǎn)中,特別是生產(chǎn)全脂加糖奶粉時(shí)易產(chǎn)生掛壁、焦管甚至堵塞,上操作,使操作更加方便；加熱器在螺旋盤管內(nèi)被管外加熱蒸而且不易清洗維修。國(guó)產(chǎn)的殺菌器改成列管式,單獨(dú)放在加熱器的旁邊,這樣不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。而且清理、維修、清洗都很方便。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(shí)被預(yù)熱,所以稱為預(yù)熱器。剩余少部分二次蒸汽及不凝性氣體被水力噴射泵排出。由于9/12

.使用水力噴射器使耗水量大大增加。目前常見的為混合式冷凝器與水環(huán)式真空泵配合使用。〔二國(guó)產(chǎn)雙效帶熱壓泵降膜式蒸發(fā)器如圖所示,與樣機(jī)相比,有以下變化：1、殺菌器安裝在外部并且是列管式的；2、不凝性氣體由水環(huán)式真空泵抽出。其它方面基本相似,參考樣機(jī)即可學(xué)習(xí)工藝流程、設(shè)備操作等。§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2、進(jìn)料量3200kg/h4000kg/h3、蒸汽耗量1100kg/h4、殺菌條件5、蒸發(fā)溫度℃86～94℃24s一效70二效57三效456、真空度kPa一效69二效83三效907、冷9～12kg/h卻水耗量二、主要結(jié)構(gòu)1、進(jìn)料罐1臺(tái)圓柱形,密封形式,帶人孔,容量1000L,帶就地清洗噴頭。可將牛奶由進(jìn)料罐泵到預(yù)熱器、列管式殺菌器、3、預(yù)熱器共有四個(gè)盤管式,分別裝在混合式冷凝器及一、二、殼管內(nèi)。4、牛奶殺菌器1臺(tái)5、蒸發(fā)器3臺(tái)3臺(tái)離心式分離器。6、送料泵3臺(tái)將物料由分離器輸送到下一效的蒸發(fā)器。7、冷凝水泵1臺(tái)將冷凝水從加熱器中排出。8、濃奶出料泵1臺(tái)9、熱壓縮泵2臺(tái)動(dòng)力是生蒸汽。10、冷凝器1臺(tái)11、冷卻水泵1臺(tái)12、水環(huán)式真空泵2臺(tái)2、進(jìn)料泵1臺(tái)一效蒸發(fā)器。三效加熱器上部列管式殺菌器<包括保溫管>。列管式換熱器,蒸發(fā)器有可打開的頂蓋,打開頂蓋后,是液體分配器,配有將濃奶輸送到噴霧干燥器的進(jìn)料罐。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。熱壓泵的為混合式冷凝器。將混合式冷凝器內(nèi)的冷卻水排出。葉輪是由特種合金制造的。啟動(dòng)時(shí)開兩臺(tái),正常運(yùn)轉(zhuǎn)后只用一臺(tái)。13、酸堿洗槽各一個(gè)<5000L/h>。酸堿洗槽的體積均為1000L,并附有酸堿液的輸送泵一臺(tái)14、管,包括物料、二次蒸汽、生蒸汽、冷凝水、上下不凝性氣體等管15、操作平臺(tái)由5mm厚花紋板和必需的碳鋼構(gòu)件組成,所有的邊沿處都有100mm高的擋腳板。16、儀表電控柜1臺(tái)鈕,所有電機(jī)和電動(dòng)閥的模擬圖都用燈光指示,流程圖、蒸路、管件、閥門用于連接上述設(shè)備路,以及溫度計(jì)、壓力表等。集中監(jiān)控蒸發(fā)器中心儀表盤。儀表盤包括所有電機(jī)的啟停按汽壓力顯示、殺菌溫度顯示、真空度顯示都在儀表盤上。三、流程10/12

.〔一預(yù)熱殺菌1、預(yù)熱殺菌:預(yù)處理完5℃的物料進(jìn)入平衡槽,經(jīng)過進(jìn)料泵、控制閥、流量計(jì)進(jìn)入混合式冷凝器的預(yù)熱盤管內(nèi)第一次預(yù)熱,然后分別進(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。然后再進(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)熱過程就完成了。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)液體分布器均勻分布到各個(gè)加熱列管內(nèi),借重力和二次蒸汽作用在管內(nèi)呈膜狀向下流動(dòng),同時(shí)與管外的加熱蒸氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)。物料與二次蒸汽沿切線方向進(jìn)入分離器,汽液分離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)。隨著蒸發(fā)的進(jìn)行,物料濃度的增加,物料逐漸減少。物料進(jìn)入三效蒸發(fā)器采用雙程蒸發(fā)提高了流速,增大了傳熱效果。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一樣,第三效產(chǎn)生二次蒸汽則導(dǎo)入混合式冷凝器,經(jīng)冷凝后由冷卻水泵排出〔三真空的形成采用混合式冷凝器與水環(huán)式真空泵共同作用,末效的二次蒸汽和不凝性氣體一同進(jìn)入混合式冷凝器,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。。的。§7-7關(guān)于降膜式蒸發(fā)器幾個(gè)問題的探討一、關(guān)于降膜式蒸發(fā)器幾個(gè)問題的探討〔一降膜是如何形成的？首先取決于蒸發(fā)器內(nèi)部的液體分布器,若不能把物料均勻分布到各個(gè)加熱列管中,不僅影響傳熱效果,還會(huì)產(chǎn)生物料掛壁、焦管,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生堵塞列管。因此,液體分布器的使用至關(guān)重要；其次,大量二次蒸汽的產(chǎn)生管內(nèi)的液膜下降的三個(gè)動(dòng)力：一是物料本身的重力；二是在蒸發(fā)器頂部的物料由于超沸點(diǎn)進(jìn)料所產(chǎn)生的大量的二次蒸汽向下的沖力；三是蒸發(fā)器下部的真空度較大。〔二為什么節(jié)能？對(duì)液膜的形成非常重要。1、多效的應(yīng)用除一效使用生蒸汽外,其他各效都使用前一效產(chǎn)生的二次蒸汽,大大節(jié)省了生蒸汽的用量。2、熱壓泵的應(yīng)用部分二次蒸汽通過熱壓泵與生蒸汽混合,重新作為一效加熱器的熱源,節(jié)約了加熱蒸汽。3、冷凝水顯熱的應(yīng)用殺菌器的冷凝水進(jìn)入一效,匯