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《食工原理》第六章_物料浓缩___第二节_蒸发.ppt

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《食工原理》第六章_物料浓缩___第二节_蒸发.ppt
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蒸 发,,成 员:秦开心林志华左雄锋吴 斌田道道朱 雯吴婷婷朱小琼苏晓杰李冬梅,蒸发,使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发,所用的设备称为蒸发器。 一、蒸发操作的目的 1.将稀溶液浓缩直接得到液体产品;如:果汁、烧碱溶液的制取等; 2.制取或回收纯溶剂;如:海水淡化; 3.同时制取浓缩液和回收溶剂。,,蒸发,1.蒸发的概念利用溶质和溶剂之间挥发度的差异,用加入热能的方法使溶剂汽化,而非挥发性的溶质留在溶液中,从而达到分离的目的,所涉及的平衡为汽液平衡。溶液受热时,溶剂分子获得能量汽化。进行蒸发的必要条件是热能的不断供给和生蒸汽的不断排除。,2、按二次蒸气的利用情况分:单效和多效蒸发,单效蒸发:将二次蒸气不在利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸发操作。 多效蒸发:若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸气,则可提高加热蒸气(生蒸气)的利用率,这种串联蒸发操作称为多效蒸发。,1、按操作室压力分:常压、加压、减压(真空)蒸发,分类,第二节 蒸发设备的特点分析,一、蒸发器的类型与结构循环型 (中央循环管式,悬筐是,外加式)(外加热式又分自然循环型和强制循环型) 蒸发器 非循环型(单程型)(升膜式,降膜式,升降膜式)其他类型 (刮板薄膜式,板式等) 1.循环型 (1)中央循环管式蒸发器 优点:结构简单,操作可靠,投资少; 缺点:循环速度低,传热系数低,清洗难度大。,,,,,(2)悬筐式蒸发器,优点:循环速度加快,清洗、检修方便,传热系数高,热损失小; 缺点:结构复杂,设备费用高。,(3)外热式,,特点:加热室与分离室分开,由循环管连 接,这样可以改变加热室与分离室的距 离,且调节循环速度使料液达到不在加 热室沸腾,而在加热管顶端沸腾。,优点:便于清洗和更换,降低蒸发器的总 高度,循环速度快,传热系数大; 缺点:单位面积金属耗量大,热损失大;,(5)强制循环型,工作原理:,蒸发设备的一类。溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动。循环速度一般可达1.5-3.5米/秒。传热效率和生产能力较大。原料液由循环泵自下而上打入,沿加热室的管内向上流动。蒸汽和液沫混合物进入蒸发室后分开,蒸气由上部排出,流体受阻落下,经圆锥形底部被循环泵吸入,再进入加 热管,继续循环。 特点:循环速度大且可以调节,但动力消耗大; 适用范围:适于处理高黏度、易结垢或有结晶析出的溶液。,,二、膜式(单程)蒸发器,膜式蒸发器和非膜式蒸发器的比较:非膜式蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大,致使物料在高温下停留时间过长,不适于处理热敏性物料。膜式蒸发器只通过加热室一次即可达到所需浓度,停留时间短,操作时,溶液沿加热管呈传热效果最佳的膜状流动。,1 升膜式蒸发器,,加热室由单根或多根垂直管组成。原料液由加热室底部引入,为高速上升的二次蒸气所带动,沿壁面边呈膜状流动。适于处理蒸发量大的稀溶液以及热敏性或易生泡的溶液;不适于处理高粘度、有结晶析出或易结垢的溶液。,(2)降膜式,加热室与升膜式蒸发器类似。原料液由加热室顶部加入,经液体分布器均匀地流入加热管内,在溶液自身重力作用下,溶液沿管内壁呈膜状下流,并进行蒸发。适用于处理热敏性物料,但不适于处理易结晶、结垢或粘度大的溶液。,,3 升—降膜式蒸发器,由升膜管束和降膜管束组合而成,蒸发器底部封头内有一隔板,将加热管束均分为二。原料液在预热器中加热达到或接近沸点后,引入升膜加热管束的底部,汽液混合物经管束由顶部流入降膜加热管束,然后转入分离器,完成液由分离器底部取出。适于处理粘度变化大的溶液,或厂房高度有一定限制的场合。,4 刮板搅拌薄膜蒸发器,加热管是一根垂直的空心管,圆管外有夹套,内通加热蒸气,圆管内装可以旋转的搅拌叶片。原料液沿切线方向进入管内,由于受离心力、重力及叶片的刮带作用,在管壁上形成旋转下降的薄膜,并不断的被蒸发,完成液由底部排出。 适用于高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液的蒸发。 缺点:结构复杂,动力耗费大,传热面小,处理能力不大。,5板式蒸发器,板式蒸发器由板式换热器和分离器组合而成。加热板用不锈钢冲压而成,其厚度为1~1.5㎜,四周用橡胶垫圈密封,板与板之间形成蒸汽与料液流动通道。加热板排成四片一组,蒸汽在4~1和2~3板间冷凝,料液在1~2板间升膜流动,在3~4板间降膜流动。视生产能力的需要可增减板的组数。蒸发形成的汽液混合物进入离心分离器进行分离。,,优点:单位体积的传热面积大,效率高;操作灵活,传热面积可按要求随意增减,装拆方便;所需厂房高度小。 缺点:垫圈密封要求较高,操作温度有限,不宜处理含固体微粒的料液。,三、蒸发器的辅助设备,1.除沫器 (1)作用:气液分离,防止有用产品的损失。 (2)型式:
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