浓缩机械与设备PPT课件

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1、1浓缩机械与设备浓缩机械与设备2通用加工机械通用加工机械v干燥机械与设备v分离机械与设备v浓缩机械与设备v杀菌机械与设备v混合机械与设备3食品浓缩机械与设备食品浓缩机械与设备第一节第一节 概述概述第二节第二节 单效真空浓缩机械与设备单效真空浓缩机械与设备第三节第三节 液膜式真空浓缩机械与设备液膜式真空浓缩机械与设备第四节第四节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的辅助设备第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备4第一节第一节 概述概述v定义定义 从溶液中除去部分溶剂，使溶质和溶剂的从溶液中除去部分溶剂，使溶质和溶剂的均匀混合液实现部分

2、分离的操作过程，最终均匀混合液实现部分分离的操作过程，最终使物料达到一个低溶剂含量（使物料达到一个低溶剂含量（30%30%）的相对）的相对稳定状态稳定状态 实质上是溶剂在物料内部借对流扩散作用实质上是溶剂在物料内部借对流扩散作用从呈液相物料内部达到液相表面而后除去的从呈液相物料内部达到液相表面而后除去的过程过程5第一节第一节 概述概述v目的目的作为干燥的预处理，以降低产品的加工热耗作为干燥的预处理，以降低产品的加工热耗 提高产品质量提高产品质量 提高产品的保藏性提高产品的保藏性 减少产品的体积和重量，便于运输减少产品的体积和重量，便于运输 用作某些结晶操作的预处理用作某些结晶操作的预处理 提取

3、果汁中的芳香物质提取果汁中的芳香物质 6第一节第一节 概述概述v方法方法浓缩浓缩蒸发蒸发冷冻冷冻离心离心超滤超滤结晶结晶常压浓缩常压浓缩 真空浓缩真空浓缩 加热蒸汽被加热蒸汽被利用的次数利用的次数 单效浓缩单效浓缩 双效浓缩双效浓缩 多效浓缩多效浓缩 热泵浓缩热泵浓缩 常采用，热常采用，热能利用率能利用率高，高， 但投资但投资增加增加（蒸发面常压）（蒸发面常压） （蒸发面负压）（蒸发面负压） 料液的流程料液的流程 单程式单程式 循环式循环式 自然循环式自然循环式 强制循环式强制循环式 加热器的加热器的结构型式结构型式 非膜式非膜式 薄膜式薄膜式 中央循环管式中央循环管式 盘管式盘管式 升膜式

4、降膜式 片式 刮板式 离心式 7蒸蒸 发发 浓浓 缩缩采用浓缩设备把物料加热，使物料中采用浓缩设备把物料加热，使物料中易挥发部分水分在其沸点温度下不断地易挥发部分水分在其沸点温度下不断地由液态变为汽态，并将汽化时产生的由液态变为汽态，并将汽化时产生的二二次蒸汽次蒸汽不断排除，从而使制品浓度不断不断排除，从而使制品浓度不断提高，直至达到浓度要求提高，直至达到浓度要求是食品工厂中适用最广泛的浓缩方法是食品工厂中适用最广泛的浓缩方法8真真 空空 浓浓 缩缩利用真空蒸发或机械分离等方法达到物利用真空蒸发或机械分离等方法达到物料浓缩，在料浓缩，在181880kPa80kPa下，以蒸汽间接加下，以蒸汽间接

5、加热方式，对物料加热，使其在低温下沸热方式，对物料加热，使其在低温下沸腾蒸发腾蒸发9真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发设备蒸发设备创造蒸发必要条件的设备组合创造蒸发必要条件的设备组合 冷凝器冷凝器 抽气泵抽气泵 蒸发器蒸发器 v蒸发必要条件蒸发必要条件供应足够热能，以维持溶液的沸腾温供应足够热能，以维持溶液的沸腾温度和补充因溶剂气体所带走的热量度和补充因溶剂气体所带走的热量 促使溶剂蒸汽迅速排除促使溶剂蒸汽迅速排除 10真真 空空 浓浓 缩缩v特点特点优点优点 缺点缺点由于真空蒸发，须有抽真空系统，增加附属设备和动力由于真空蒸发，须有抽真空系统，增加附属设备和动力 蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量

6、消耗大蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热量消耗大 溶液沸点低，传热温差大可相应减小蒸发器的传热面积溶液沸点低，传热温差大可相应减小蒸发器的传热面积可以利用低压蒸汽或废蒸汽作加热剂可以利用低压蒸汽或废蒸汽作加热剂 可蒸发不耐高温的溶液可蒸发不耐高温的溶液 操作温度低，热损失较少操作温度低，热损失较少 11真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择热敏性热敏性 热敏性物质的变化与温度和时间均有关系，热敏性物质的变化与温度和时间均有关系，若温度低，变化很缓慢；温度高但受热时间若温度低，变化很缓慢；温度高但受热时间短变化也小。因此，常用低温蒸发，或在较短变化也小。因此，常用低温蒸发，或在较高温度下

7、的瞬时受热蒸发来解决热敏性物料高温度下的瞬时受热蒸发来解决热敏性物料蒸发过程的特殊要求。宜选用蒸发过程的特殊要求。宜选用薄膜式浓缩薄膜式浓缩装装置或置或真空度较高的真空度较高的浓缩袋置。浓缩袋置。 对热过程很敏感，受热后会引起产物发生对热过程很敏感，受热后会引起产物发生化学、物理变化，从而影响产品质量的性质化学、物理变化，从而影响产品质量的性质 12真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择腐蚀性腐蚀性 要求浓缩装置的材料选用不锈钢或要求浓缩装置的材料选用不锈钢或涂以防腐涂料的材料。在结构上采用涂以防腐涂料的材料。在结构上采用更换方便的型式，使腐蚀部分易于定更换方便的型式，使腐蚀部分易于

8、定期更换期更换13真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择结垢性结垢性 采取有效的防垢措施。定期用化学药品或采取有效的防垢措施。定期用化学药品或机械剥除的办法机械剥除的办法某些溶液在浓缩过程中，会形成垢层而紧某些溶液在浓缩过程中，会形成垢层而紧紧地粘在传热面上，增加热阻，降低传热效紧地粘在传热面上，增加热阻，降低传热效率，影响蒸发性能，甚至因此停产率，影响蒸发性能，甚至因此停产 选用选用强制循环式强制循环式浓缩装置和浓缩装置和升膜式升膜式浓缩装置浓缩装置14真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择发泡性发泡性 降低二次蒸汽的流速，以防止跑泡现象，降低二次蒸汽的流速，以防止跑泡现

9、象，浓缩时产生大量汽泡，汽泡易被二次蒸汽浓缩时产生大量汽泡，汽泡易被二次蒸汽带走进入冷凝器，不仅造成溶液损失，增加带走进入冷凝器，不仅造成溶液损失，增加了产品的损耗，而且污染其它设备了产品的损耗，而且污染其它设备 结构上考虑消除发泡的可能性结构上考虑消除发泡的可能性设法分离回收泡沫设法分离回收泡沫选用选用强制循环型强制循环型和和升膜式薄膜升膜式薄膜浓缩装置浓缩装置15真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择结晶性结晶性 溶液在浓度增加时会有晶粒析出，大溶液在浓度增加时会有晶粒析出，大量结晶沉积在加热器的传热面上，会妨量结晶沉积在加热器的传热面上，会妨碍加热面的热传导，甚至堵塞加热管碍加

10、热面的热传导，甚至堵塞加热管 采用采用强制循环强制循环浓缩装置或浓缩装置或带有搅拌器带有搅拌器的的浓缩装置，用外力使结晶保持悬浮状态浓缩装置，用外力使结晶保持悬浮状态 16真真 空空 浓浓 缩缩v蒸发器的选择蒸发器的选择粘滞性粘滞性 粘度随浓度的增加而增加，使流速粘度随浓度的增加而增加，使流速降低，传热系数降低，生产能力下降降低，传热系数降低，生产能力下降 采用采用强制循环型、刮板式或降膜式强制循环型、刮板式或降膜式浓缩设备浓缩设备返回17第二节第二节 单效真空浓缩机械与设备单效真空浓缩机械与设备v中央循环管式浓缩锅中央循环管式浓缩锅 标准式蒸发器，是标准式蒸发器，是一种非膜式自然循环一种非膜

11、式自然循环蒸发器蒸发器 v结构结构加热室加热室中央中央循环管循环管加热管加热管高度高度1 12m2m管径管径252575mm75mm截面积为其他加热截面积为其他加热管总面积管总面积40100蒸发室蒸发室要有足够的高度和空间使汽液要有足够的高度和空间使汽液分离，高度：为加热管长度的分离，高度：为加热管长度的1.11.5倍，主要根据防止料倍，主要根据防止料液被二次蒸汽夹带的上升速度液被二次蒸汽夹带的上升速度决定决定18第二节第二节 单效真空浓缩机械与设备单效真空浓缩机械与设备v中央循环管式浓缩锅中央循环管式浓缩锅 v工作原理工作原理加热蒸汽加热蒸汽中央循环管中央循环管加热管束加热管束直径大，传热面

12、积小直径大，传热面积小直径小，传热面积大直径小，传热面积大汽液重度大汽液重度大汽液重度小汽液重度小溶液溶液自然循环自然循环v特点特点循环速度不大，沸点高，有效温差减少，清循环速度不大，沸点高，有效温差减少，清洗和维修不方便洗和维修不方便悬筐式悬筐式动画演示19第二节第二节 单效真空浓缩机械与设备单效真空浓缩机械与设备v盘管式浓缩锅盘管式浓缩锅 是一种非膜式自然循是一种非膜式自然循环蒸发器环蒸发器 v结构结构锅体锅体:长圆筒形，分上下段，中长圆筒形，分上下段，中间用间用法兰法兰连接连接,两端为椭圆两端为椭圆形盖，锅体外焊有加强圈形盖，锅体外焊有加强圈盘管：盘管：45盘分层排列，每盘盘分层排列，每

13、盘13圈，均有单独的蒸圈，均有单独的蒸汽进口和疏水器，盘管汽进口和疏水器，盘管均匀，热能的效率高均匀，热能的效率高20第二节第二节 单效真空浓缩机械与设备单效真空浓缩机械与设备v盘管式浓缩锅盘管式浓缩锅 先将料液由锅体切线方向加入，先将料液由锅体切线方向加入，待盘管全部浸没后，自下而上打待盘管全部浸没后，自下而上打开蒸汽阀门，应当控制好进料量，开蒸汽阀门，应当控制好进料量，并与蒸发速度相等，保持一定的并与蒸发速度相等，保持一定的液位，当液面降低，盘管露出时，液位，当液面降低，盘管露出时，则应关闭该层的加热盘管阀门，则应关闭该层的加热盘管阀门，调节加热面，控制好加热温度，调节加热面，控制好加热温

14、度，避免产生结垢、焦管避免产生结垢、焦管 v工作过程工作过程v特点特点优点优点结构简单、操作方便、传热系结构简单、操作方便、传热系数高、清洗方便数高、清洗方便缺点缺点传热面积小、料液循环差、盘管传热面积小、料液循环差、盘管表面易结垢、生产能力有限、二表面易结垢、生产能力有限、二次蒸汽未能很好利用，仅适用于次蒸汽未能很好利用，仅适用于中小型工厂粘度大物料的浓缩中小型工厂粘度大物料的浓缩返回21第三节第三节 液膜式真空浓缩机械与设备液膜式真空浓缩机械与设备v升膜式浓缩设备升膜式浓缩设备 v结构结构长管薄膜式外加热长管薄膜式外加热自然循环浓缩设备自然循环浓缩设备由多根垂直管构成。管子的直径一由多根垂

15、直管构成。管子的直径一般为般为3050mm。长管式长度。长管式长度为为68m ，短管式，短管式34m 汽液分离器、雾沫捕集器、汽液分离器、雾沫捕集器、水力喷射器、循环管水力喷射器、循环管蒸发器蒸发器22升膜式浓缩设备升膜式浓缩设备v工作过程工作过程最底部：最底部： 管内完全充满料液，热量为对管内完全充满料液，热量为对流换热流换热中间部：中间部： 在加热和真空作用下，开始产生在加热和真空作用下，开始产生蒸汽泡，产生二次蒸汽使料液产蒸汽泡，产生二次蒸汽使料液产生上升力生上升力最高部：最高部： 膨胀的二次蒸汽产生强的上升膨胀的二次蒸汽产生强的上升力，料液呈薄膜状在管内上行，在上行过力，料液呈薄膜状在

16、管内上行，在上行过程中逐步形成下多上少的爬膜工作状况而程中逐步形成下多上少的爬膜工作状况而渐次加热浓缩。渐次加热浓缩。动画演示动画演示动画演示在管顶部呈喷雾状，以较高速度进入汽液在管顶部呈喷雾状，以较高速度进入汽液分离器，浓缩液通过循环管再加热蒸发，分离器，浓缩液通过循环管再加热蒸发，达浓度后从分离器底部排出达浓度后从分离器底部排出23升膜式浓缩设备升膜式浓缩设备v特点特点静压头产生的沸点升高很小静压头产生的沸点升高很小蒸发时间短，适用于热敏性物料浓缩蒸发时间短，适用于热敏性物料浓缩适用于易起泡沫物料的浓缩适用于易起泡沫物料的浓缩不适合粘度较大的物料浓缩不适合粘度较大的物料浓缩v操作注意事项操

17、作注意事项 进料量过多，加热蒸汽压力不够，导致管的底部积液进料量过多，加热蒸汽压力不够，导致管的底部积液过多，使料液在管内呈液柱上升而不是呈液膜上升，这过多，使料液在管内呈液柱上升而不是呈液膜上升，这样应失去了液膜蒸发的特点，传热效果降低样应失去了液膜蒸发的特点，传热效果降低关键是合理控制进料量关键是合理控制进料量进料量过少会产生管壁结焦现象进料量过少会产生管壁结焦现象一次浓缩比不大一次浓缩比不大24降降膜式浓缩设备膜式浓缩设备v结构结构汽液分离器汽液分离器液体分布器液体分布器加热器加热器v工作过程工作过程料液从顶部进入加热料液从顶部进入加热器内，在降膜分布器器内，在降膜分布器的作用下，均匀地

18、进的作用下，均匀地进人加热管中，受二次人加热管中，受二次蒸汽的快速流动和本蒸汽的快速流动和本身重力作用物料沿管身重力作用物料沿管内壁呈膜状自然向下内壁呈膜状自然向下流动，并受热不断蒸流动，并受热不断蒸发浓缩发浓缩动画演示25降降膜式浓缩设备膜式浓缩设备v料液分布器料液分布器作用：使料液均匀地分布作用：使料液均匀地分布到各加热管到各加热管型式型式u筛板或喷嘴筛板或喷嘴u导流管导流管u旋液喷头旋液喷头26降降膜式浓缩设备膜式浓缩设备v特点特点由于利用液膜的重力作用降膜，由于利用液膜的重力作用降膜，故能蒸发粘度较大的料液，且受热故能蒸发粘度较大的料液，且受热时间短，适于热敏性强的物料时间短，适于热敏

19、性强的物料料液的沸点均匀，有效温差较大，料液的沸点均匀，有效温差较大，传热效果好，节约蒸汽传热效果好，节约蒸汽 由于蒸发管较长，液料沸腾时所由于蒸发管较长，液料沸腾时所生成的泡沫易在管壁上受热破裂，生成的泡沫易在管壁上受热破裂，因此适于蒸发易生泡沫的物料；因此适于蒸发易生泡沫的物料；清洗方便；适于浓度较大，不易清洗方便；适于浓度较大，不易结晶、结垢的物料结晶、结垢的物料 动画演示27刮板刮板式浓缩设备式浓缩设备v结构结构搅拌轴搅拌轴:蒸发器蒸发器下段下段上有若干刮板，用来将溶液甩至上有若干刮板，用来将溶液甩至器壁加热面上，并增加液膜湍动器壁加热面上，并增加液膜湍动性，以减少传热过程中的液膜阻性

20、，以减少传热过程中的液膜阻力并防止固体析出物粘壁力并防止固体析出物粘壁有加热夹套，为加热蒸发段有加热夹套，为加热蒸发段上段上段有扩大的截面和固定的叶板，有扩大的截面和固定的叶板，为汽液分离段为汽液分离段v工作过程工作过程利用外加动力成膜的单程浓缩设备利用外加动力成膜的单程浓缩设备28刮板刮板式浓缩设备式浓缩设备v特点特点可处理粘度高甚至带有固体粒可处理粘度高甚至带有固体粒子的物料子的物料物料在蒸发器内停留时间短，适物料在蒸发器内停留时间短，适合于热敏性物料合于热敏性物料设备投资较大，加工精度高，设备投资较大，加工精度高，加热面积相对较小加热面积相对较小用于番茄、咖啡、牛奶、蜜蜂用于番茄、咖啡、

21、牛奶、蜜蜂29刮板刮板式浓缩设备式浓缩设备返回30第四节第四节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的辅助设备v汽液分离器（捕沫器、捕集器）汽液分离器（捕沫器、捕集器） v型式型式作用作用:将蒸发过程中产生的将蒸发过程中产生的雾沫中的溶液聚集并与二雾沫中的溶液聚集并与二次蒸汽分离，减少料液的次蒸汽分离，减少料液的损失，同时防止污染管道损失，同时防止污染管道及其他浓缩器的加热面，及其他浓缩器的加热面，一般安装在浓缩器顶部或一般安装在浓缩器顶部或侧部侧部v原理原理惯性型（碰撞型）惯性型（碰撞型）离心型离心型表面型（过滤型）表面型（过滤型）利用气力悬浮原理利用气力悬浮原理使液滴在气体中的速度小于悬浮速

22、度而分离使液滴在气体中的速度小于悬浮速度而分离31第四节第四节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的辅助设备v蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器 v型式型式作用作用:将真空浓缩缩产生的二次蒸汽进行冷凝，将真空浓缩缩产生的二次蒸汽进行冷凝，并将其中的不凝性气体分离，以减轻真空系并将其中的不凝性气体分离，以减轻真空系统的容积负荷，同时保证达到所需真空度统的容积负荷，同时保证达到所需真空度大气式冷凝器大气式冷凝器(干式逆流干式逆流高位冷凝器高位冷凝器)表面式冷凝器表面式冷凝器低水位冷凝器低水位冷凝器动画演示动画演示32第四节第四节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的辅助设备v水力喷射器水力喷射器 v结构结构作用

23、作用:冷凝和抽真空冷凝和抽真空喷嘴：喷嘴： 关键部件，大小与冷凝能关键部件，大小与冷凝能力和冷水水质有关，出口力和冷水水质有关，出口直径为直径为1620mm,水质较水质较好，冷凝能力较小时，取好，冷凝能力较小时，取小值，反之取大值小值，反之取大值排列对抽气效果有很大关排列对抽气效果有很大关系，一般以一定角度倾斜系，一般以一定角度倾斜并按同心圆排列，并按同心圆排列，13圈圈吸气室：吸气室： 安装有流体导向板，作用安装有流体导向板，作用是防止高速水流的冲击，是防止高速水流的冲击，使水流缓冲和分配均匀使水流缓冲和分配均匀喉管：喉管：大小与真空度有关，截面大小与真空度有关，截面积与喷嘴出口总面积之比积

24、与喷嘴出口总面积之比为为34，长度与喷射安装，长度与喷射安装高度有关高度有关33水水 力力 喷喷 射射 器器v工作原理工作原理冷却水由泵压入喷射器的喷嘴，由于冷却水由泵压入喷射器的喷嘴，由于喷嘴的截面积很小，因此冷却水以喷嘴的截面积很小，因此冷却水以15153030米秒的高速度射入混合室和米秒的高速度射入混合室和扩散室，喷嘴在排出冷却水的同时，扩散室，喷嘴在排出冷却水的同时，其周围形成了低压区域，这样二次蒸其周围形成了低压区域，这样二次蒸汽就会被不断地吸入。由于冷却水与汽就会被不断地吸入。由于冷却水与二次蒸汽之间存在着温度差，因此两二次蒸汽之间存在着温度差，因此两者不断进行热交换，使二次蒸汽凝

25、结者不断进行热交换，使二次蒸汽凝结成水滴时夹带着不凝结气体一起随冷成水滴时夹带着不凝结气体一起随冷却水排出。这样既达到冷凝，又起到却水排出。这样既达到冷凝，又起到了抽真空的作用。了抽真空的作用。v特点：特点：适用于抽吸腐蚀性气体适用于抽吸腐蚀性气体 有冷凝器及抽真空作用，故不有冷凝器及抽真空作用，故不必再配真空装置必再配真空装置 结构简单，造价低廉，没有机结构简单，造价低廉，没有机械运转部分不需经常检修械运转部分不需经常检修 整个装置的功率消耗较小整个装置的功率消耗较小 不能获得较高的真空度，并随不能获得较高的真空度，并随水温而变水温而变 34第四节第四节 真空浓缩装置的辅助设备真空浓缩装置的

26、辅助设备v真空装置真空装置 v不凝性气体来源不凝性气体来源作用作用:保证系统的真空度，降低浓缩锅内压力，保证系统的真空度，降低浓缩锅内压力，使料液在低温下沸腾，主要抽取不凝性气体使料液在低温下沸腾，主要抽取不凝性气体 料液中夹带或溶解的空气料液中夹带或溶解的空气料液受热分解后产生的气体料液受热分解后产生的气体设备密封不严而泄漏的空气设备密封不严而泄漏的空气溶解在冷却水中的空气溶解在冷却水中的空气35蒸蒸 汽汽 喷喷 射射 泵泵v结构结构喷嘴：喷嘴： 材料性能要求比水力喷射器高，一般材料性能要求比水力喷射器高，一般为不锈钢为不锈钢动力源：动力源：高压的水蒸汽高压的水蒸汽36蒸蒸 汽汽 喷喷 射射

27、 泵泵v工作原理工作原理高压水蒸汽通过喷嘴后，以高速进入混合室。由于混合室高压水蒸汽通过喷嘴后，以高速进入混合室。由于混合室内的喷嘴出口处压强较低，因此二次蒸汽中的不凝结气体内的喷嘴出口处压强较低，因此二次蒸汽中的不凝结气体被吸入混合室，并在此与高速水蒸气混合。混合后的气流被吸入混合室，并在此与高速水蒸气混合。混合后的气流进入扩散室，由于空间增大，流动速度逐渐下降，而温度进入扩散室，由于空间增大，流动速度逐渐下降，而温度和压强逐渐升高，直至升高和压强逐渐升高，直至升高到排入大气或升高到排至下到排入大气或升高到排至下一级泵所需要的压强所对应一级泵所需要的压强所对应的尺寸。被抽真空室内的压的尺寸。

28、被抽真空室内的压强比混合室的压强要高，这强比混合室的压强要高，这样才能保证真空室内的被抽样才能保证真空室内的被抽气体源源不断地抽出气体源源不断地抽出 v特点特点优点：抽气量大，真空度高，优点：抽气量大，真空度高，安装运行和维修简便，价廉，安装运行和维修简便，价廉，占地面积小占地面积小缺点：要求蒸汽压力较高，缺点：要求蒸汽压力较高，蒸汽量稳定，需要较长时间蒸汽量稳定，需要较长时间运转，才能达所需真空度。运转，才能达所需真空度。排出的气体还有微小压强排出的气体还有微小压强37真真 空空 泵泵v往复式真空泵往复式真空泵干式真空泵干式真空泵与干式逆流冷凝器配套与干式逆流冷凝器配套使用，只抽取冷凝器中使

29、用，只抽取冷凝器中的不凝性气体，抽空效的不凝性气体，抽空效果较好，使用广泛，但果较好，使用广泛，但占地面积大。维护费用占地面积大。维护费用高高38n结构简单、紧凑，操作可靠，内结构简单、紧凑，操作可靠，内部不需润滑，排气量较均匀，用来部不需润滑，排气量较均匀，用来抽吸空气和其他无腐蚀性、不溶于抽吸空气和其他无腐蚀性、不溶于水的气体。但高速旋转的叶片及密水的气体。但高速旋转的叶片及密封填料磨损严重时会使真空度下降，封填料磨损严重时会使真空度下降，故需经常检查或更换。轴承需定期故需经常检查或更换。轴承需定期加足润滑脂，以延长使用寿命。加足润滑脂，以延长使用寿命。n启动前工作室内灌半满水，叶轮启动前

30、工作室内灌半满水，叶轮转动时，水受离心力作用在泵壳内转动时，水受离心力作用在泵壳内壁上形成旋转水环，水环与叶片间壁上形成旋转水环，水环与叶片间形成密封空间。顺时针旋转的叶轮形成密封空间。顺时针旋转的叶轮在右半转中，叶片之间的容积逐渐在右半转中，叶片之间的容积逐渐扩大，将被抽容器内的空气经吸气扩大，将被抽容器内的空气经吸气口由前盖月牙形孔吸入其内。在左口由前盖月牙形孔吸入其内。在左半转中，叶片间的容积逐渐减小，半转中，叶片间的容积逐渐减小，已吸入的空气被压缩并经后盖月牙已吸入的空气被压缩并经后盖月牙形孔从排气孔排出。形孔从排气孔排出。真真 空空 泵泵v水环式真空泵水环式真空泵结构结构n前盖的后部

31、里侧有一月牙前盖的后部里侧有一月牙形孔将工作室与吸气孔连通，形孔将工作室与吸气孔连通，后盖的前部里侧也有一月牙后盖的前部里侧也有一月牙形孔将排气口与工作室连通形孔将排气口与工作室连通 n叶轮：轮榖上放射状均匀叶轮：轮榖上放射状均匀分布着若干个叶片；靠键与分布着若干个叶片；靠键与轴连接构成转子，转子偏心轴连接构成转子，转子偏心地装在泵壳的圆形工作室内地装在泵壳的圆形工作室内工作原理工作原理特点特点39真真 空空 泵泵v旋片式真空泵旋片式真空泵结构结构n圆筒形定子和圆柱体转子，转子圆筒形定子和圆柱体转子，转子在电动机及传动系统带动下，绕自在电动机及传动系统带动下，绕自身中心轴作逆时针旋转。转子装置

32、身中心轴作逆时针旋转。转子装置在定子腔壁的正上方。与定子紧密在定子腔壁的正上方。与定子紧密接触。两个旋片横嵌在转子圆柱体接触。两个旋片横嵌在转子圆柱体的直径上，它们之间有一根弹簧，的直径上，它们之间有一根弹簧，使旋片紧贴在定子的腔壁上。这样使旋片紧贴在定子的腔壁上。这样旋片把定子和转子之间的空间分隔旋片把定子和转子之间的空间分隔成两个腔室。成两个腔室。 工作原理工作原理n旋片跟着转子旋转时。靠近进气旋片跟着转子旋转时。靠近进气口一面的腔室容积逐渐增大，从被口一面的腔室容积逐渐增大，从被抽容器中吸入气体、而在另一腔室抽容器中吸入气体、而在另一腔室中，旋片对已吸入的气体进行压缩，中，旋片对已吸入的

33、气体进行压缩，使它推开排气阀，从排气口使它推开排气阀，从排气口 排出。排出。转子不断转动，过程重复进行，就转子不断转动，过程重复进行，就达到了抽气的目的。为避免漏气，达到了抽气的目的。为避免漏气，排气阀以下部分全浸没在真空油内。排气阀以下部分全浸没在真空油内。返回40第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v为了减少蒸汽消耗量，采用多效蒸发，把为了减少蒸汽消耗量，采用多效蒸发，把二次蒸汽作为下一个浓缩装置操作的加热蒸二次蒸汽作为下一个浓缩装置操作的加热蒸汽来使用汽来使用v将各个蒸发器连接起来一同操作，组成一将各个蒸发器连接起来一同操作，组成一个多效蒸发器，每一蒸发器称为一效个多效蒸发

34、器，每一蒸发器称为一效v分类分类v并流法、逆流法、错流法和平流法并流法、逆流法、错流法和平流法41第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v并流法并流法动画演示效效效加热蒸汽料液二次蒸汽完成液冷凝水冷凝水冷凝水并流（顺流）效蒸发流程图并流（顺流）效蒸发流程图42第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v特点特点各效之间料液的流动不需要泵来输送各效之间料液的流动不需要泵来输送可以产生更多的二次蒸气，使该效的后一效蒸发更多溶液可以产生更多的二次蒸气，使该效的后一效蒸发更多溶液粘度会增加粘度会增加P P1 1 P P2 2 P P3 3 T T1 1 T T2 2 T T3 34

35、3第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v逆流法逆流法动画演示效效效二次蒸汽冷凝水冷凝水冷凝水逆流效蒸发流程图逆流效蒸发流程图料液完成液加热蒸汽44第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v特点特点效与效之间均需用泵输送料液效与效之间均需用泵输送料液不致出现粘度太大的情况，传热系数高不致出现粘度太大的情况，传热系数高各效进料温度都较沸点低，产生的二次蒸气量减少各效进料温度都较沸点低，产生的二次蒸气量减少45第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程v混流法混流法在各效间兼用并流和逆流加料的方在各效间兼用并流和逆流加料的方法，兼取二者的优点，但操作稍显复法，兼取二者

36、的优点，但操作稍显复杂杂46第五节第五节 多效蒸发设备的流程多效蒸发设备的流程动画演示v平流法平流法效效效加热蒸汽料液二次蒸汽冷凝水冷凝水冷凝水完成液完成液完成液返回47第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备将溶液中的一部分水以冰的形式析出，并将其从将溶液中的一部分水以冰的形式析出，并将其从液相中分离出去，从而使溶液浓缩的方法液相中分离出去，从而使溶液浓缩的方法v定义定义特别适用于浓缩热敏性液态食品、生物制药、要特别适用于浓缩热敏性液态食品、生物制药、要求保留天然色香味的高档饮料及中药汤剂等求保留天然色香味的高档饮料及中药汤剂等 48 0 A B E 质量分数质量分数E E（共晶点

37、）（共晶点）溶液溶液冰溶液冰溶液溶质溶质+ +溶液溶液第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备FAB冻结溶液冻结溶液TETBTAD温度温度T/K原理原理CFA49第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备冷却过程冷却过程 v工艺工艺溶液溶质溶液共晶点冰溶液冻结溶液2730质量分数温度 /C It all starts from the ice crystal point of view by removing heat from the solution. This is typically done using a scraped surface heat exchange

38、r (SSHE). The inside surface is scraped by a rotating shaft while the outside is cooled by a refrigerant. Tiny ice crystals are formed at this cold surface.50第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备结晶过程结晶过程 冰结晶生成与长大冰结晶生成与长大 Once the crystals are formed in the SSHE they enter a mixed vessel called a recrystallizer.

39、 Most of the small crystals will melt here allowing the larger ones to grow. This is known as ripening and forms the heart of the separate nucleation and growth process.51第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备循环过程循环过程 Since we want a continuous flow of small crystals to the recrystallizer we must extract liquid

40、from a filter in the recrystallizer and circulate that over the SSHE.52第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备分离过程分离过程 Once there are sufficient crystals in the recrystallizer we can start to separate them from the concentrated liquid. This separation is done in a wash column. Here the crystals are separated from

41、 the liquid, washed to remove any remaining concentrate, melted, and discharged as pure water. The concentrate is returned to the recrystallizer.冰与溶液冰与溶液53第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备 Fresh feed replaces the water that is removed from the system. The feed is mixed with the recirculation stream feeding

42、the SSHE. Since the feed is replacing the water that is removed from the system the concentration of the soluble solids in the system will increase.喂料喂料54第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备排料排料 All that is left is to add a way to remove the concentrated product. This is simply discharged from the liquid recir

43、culation line after the filter. Since the concentrate contains all of the soluble solids originally in the feed the system will now remain constant.55第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备对热敏性食品的浓缩特别有利对热敏性食品的浓缩特别有利 v特点特点可避免芳香物质因加热所造成的挥发损失可避免芳香物质因加热所造成的挥发损失 优点优点缺点缺点不仅受到溶液浓度的限制，而且还取决于冰晶与浓缩液的不仅受到溶液浓度的限制，而且还取决于冰晶与浓缩

44、液的分离程度。粘度愈高，分离就愈困难分离程度。粘度愈高，分离就愈困难 制品加工后还需冷冻或加热等方法处理，以便保藏制品加工后还需冷冻或加热等方法处理，以便保藏 过程中会造成不可避免的损失，且成本较高过程中会造成不可避免的损失，且成本较高56第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备发生在搅拌的冰晶悬浮液发生在搅拌的冰晶悬浮液 v冷冻浓缩单元的组成与类型冷冻浓缩单元的组成与类型 悬浮结晶法悬浮结晶法 食品料液的冷冻浓缩大多采用内冷式的悬浮结晶法，即冷食品料液的冷冻浓缩大多采用内冷式的悬浮结晶法，即冷却物料使之形成无数自由悬浮于母液中的小冰晶，在带搅却物料使之形成无数自由悬浮于母液中的小冰

45、晶，在带搅拌的低温罐中长大并不断排除，使母液浓度增加而实现浓拌的低温罐中长大并不断排除，使母液浓度增加而实现浓缩。亦即是结晶使之产生可以泵送的悬浮液，缩。亦即是结晶使之产生可以泵送的悬浮液， 57第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备特点特点v冷冻浓缩单元的组成与类型冷冻浓缩单元的组成与类型 悬浮结晶法悬浮结晶法 能够迅速形成洁净的冰晶且浓缩终点较大能够迅速形成洁净的冰晶且浓缩终点较大 冰结冰结晶与浓缩液的分离比较困难晶与浓缩液的分离比较困难 采用洗净法，但大量洗涤液再浓缩会降低生产效率，增采用洗净法，但大量洗涤液再浓缩会降低生产效率，增加功耗加功耗58第六节第六节 冷冻浓缩机械与设备冷冻浓缩机械与设备沿冷却界面形成并成长为整体冰晶，随着冰层在冷却面沿冷却界面形成并成长为整体冰晶，随着冰层在冷却面上生成并成长，界面附近的溶质被排除上生成并成长，界面附近的溶质被排除到液相侧，液相中到液相侧，液相中的溶质浓度将逐渐升高的溶质浓度将逐渐升高 v冷冻浓缩单元的组成与类型冷冻浓缩单元的组成与类型 渐进冷冻法（层状结晶法或标准冻结法渐进冷冻法（层状结晶法或标准冻结法 ）特点特点形成一个整体的冰结晶，固形成一个整体的冰结晶，固液界面小，使得浓缩液液界面小，使得浓缩液与冰结与冰结晶的分离相对容易晶的分离相对容易 装置简单，控制方便装置简单，控制方便59 个人观点供参考，欢迎讨论