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1、目录 一 食品工程原理课程设计任务书 错误 ! 未定义书签。（1） 设计课题错误!未定义书签。（2） 设计条件错误!未定义书签。（3） . 设计要求错误!未定义书签。（4） 、主要参考资料错误!未定义书签。二 设计方案的确定错误! 未定义书签。三 设计计算错误! 未定义书签。. 总蒸发水量错误 ! 未定义书签。. 加热面积初算错误! 未定义书签。（ 1 ）估算各效浓度错误! 未定义书签。（ 2）沸点的初算错误!未定义书签。（ 3）温度差的计算错误!未定义书签。（ 4 ）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽消耗量错误 ! 未定义书签。（ 5）总传热系数K的计算 错误!未定义书签。（ 6 ）分配有效温度差
2、，计算两效传热面积错误 ! 未定义书签。. 重算两效传热面积错误 ! 未定义书签。（1） . 第一次重算错误 !未定义书签。计算结果错误 !未定义书签。加热室错误! 未定义书签。. 分离室错误! 未定义书签。四 . 简图错误! 未定义书签。2008 级食品科学与工程专业一 食品工程原理课程设计任务书（1） 设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的设计计算（2） 设计条件：1. 处理物料（原料）量：万吨/ 年（约 2243kg/h ）2. 物料温度： 25 3. 原料固形物含量：9%（约为o Brix ）4. 浓缩液固形物含量：36%5. 原料最高许可温度：606. 物料平均比热为kj / kg K ,忽
3、略浓缩热7. 车间底层海拔高程为20 m冷凝水排除地沟水封液面海拔高程为 19.5 m 。（3） . 设计要求：1. 设计一套（单效或双效）蒸发系统（满足上述工艺要求并包括料液输送系统，蒸发系统，冷凝水分离排除系统及真空系统） ；2. 提交设计计算说明书一份， （应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算及设备选型、简略的技术经济分析、参考文献资料等。须打印） ；3. 工艺布置简图一幅（可附在设计计算书上） ；4. 注意收集、阅读参考资料，形成设计方案；5. 提交日期： 2011 年 6 月 17 日。（4） 、主要参考资料夏清、陈常贵主编，姚玉英主审，化工原理, 天津大学出
4、版社， 2005， 1华南理工大学化工原理教研组，化工过程及设备设计, 华南理工大学出版社.1995化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社 . 1992丛德滋等 , 化工原理详解与应用 , 化学工业出版社. 2002 ， 7, 151-158张承翼 李春英，化工工程制图，化学工业出版社 . 1997张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计. 1996 （ 6） ： 6-10蒋迪清等，食品通用机械与设备，华南理工大学出版社， 2001， 7， 111-13各类化学工程学报、期刊、化工设备手册及其化工机械设备产品广告 二 设计方案的确定一对果汁进行浓缩的好处：1. 减少包装、运输和贮藏的费
5、用；2. 防止腐败；3. 改善口感。二 . 确定设计方案：考虑到高温会破坏果汁的品质， 故采用真空低温蒸发来对番茄汁进行浓缩操作； 由处理物料（原料）的性质及设计要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效降膜式蒸发器蒸发。选用5m长（）321mm的无缝不锈钢管作加热管。三 设计计算 . 总蒸发水量. 加热面积初算（ 1 ）估算各效浓度第一效蒸发后由经验公式： ： 1:而解得（ 2 ）沸点的初算查表：T=60C时，P=； T=25C时,设两效蒸汽压强相等查的时，沸点c；时，沸点C(3)温度差的计算将该溶液当作蔗糖溶液处理，有沸点的温度损失
6、差为:第一效时：C第二效时:C对于降膜式蒸发器，不存在由液柱静压力引起的温度差损失，即 取管路引起的损失C,则总的温度差损失为1 2 C有效总温差:C效数二次蒸汽压强(kpa)二次蒸汽温度(C)二次蒸汽汽化热(kj/kg )1205222415(4)计算两效蒸发水量，及加热蒸汽消耗量由题意知溶液比热为，查表得水的比热为 作第一效热量衡算，得因系沸点进料，故，又因为热利用系数 其中所以1同理作第二效热量衡算，得2其中所以整理得代入1式可得:由2式可得:(5)总传热系数K的计算 查表得不锈钢管的导热率为浓度14%106036%1130第一效时:由升膜蒸发器的管内沸腾传热系数的关联式有:饱和水蒸气的
7、传热系数由下公式可求得:传热外表面的总传热系数 K由下公式计算:C)第二效时：同理可得：饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得:传热外表面的总传热系数K由下公式计算:C)(6)分配有效温度差，计算两效传热面积CC.重算两效传热面积(1).第一次重算由于两效传热面积相差太大，故应调整各效的有效温度差，并重复上述计算步骤再算重新分配有效温度差CC校正各效沸点、蒸发水量和传热量 因第二效完成液沸点不变，所以C 第二效加热蒸汽温度为C第一效加热蒸汽温度C%由和得第一效沸点=C解得:两效的传热面积比较接近，故不在重算计算结果1.加热面积留适当的余量，故扩大14%,取S=蒸发器序号加热面积蒸发水量加热蒸汽消耗量第一效第二效156913161982总和1528851982加热室选用5m长()32X 1mm勺无缝不锈钢管作加热管1.传热管数目加热管按正三角形排列，取管中心距为70mm管束中心线上的管数为：依据公式取则加热器内径为：取.分离室取分离室高度为第一效蒸发：由附录查的压强蒸汽的密度为，所以二次蒸汽的体积流量为取允许的蒸发体积强度为因为，故分离室直径为第二效蒸发：同理可得分离室直径为四 . 简图工艺流程附细节图
番茄汁浓缩工艺装置的设计
