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精编制作常压蒸发和真空蒸发五PPT课件

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19 金贝

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1、2020 3 29 第六章蒸发第一节蒸发概述第二节单效蒸发第三节多效蒸发第四节蒸发设备 2020 3 29 第一节蒸发概述一食品物料的蒸发的目的二食品物料蒸发的特点三食品物料蒸发的基本过程四常压蒸发和真空蒸发五单效蒸发和多效蒸发六间歇蒸发和连续蒸发 2020 3 29 一食品物料蒸发的目的除去食品中部分水分降低包装贮藏和运输费用用于结晶和干燥等单元操作的预处理过程用于制备产品和回收溶剂提高制品溶质浓度以增强制品的耐贮性 2020 3 29 二食品物料蒸发浓缩的特点食品物料中的蛋白质脂肪和维生素等具有热敏性食品物料中的有机酸具有腐蚀性含有高糖和高果胶等成分的食品物料具有高黏稠性食品物料中的蛋白质和糖类等物质在换热器壁面容易结垢食品物料中的蛋白质在蒸发时容易形成泡沫食品物料中含有的特征性风味物质在蒸发时容易挥发 2020 3 29 三蒸发的基本过程 2020 3 29 四常压蒸发和真空蒸发 1常压蒸发的定义常压蒸发是指泠凝器和蒸发器内的操作压力等于或稍大于大气压力的蒸发过程 2真空蒸发的定义真空蒸发是指泠凝器和蒸发器内的操作压力低于大气压力

2、的蒸发过程 2020 3 29 3真空蒸发的优点和缺点3 1优点蒸发温度低对浓缩热敏性物料有利溶液沸点低可应用低温热源进而降低生产费用和投资溶液沸点低增大了蒸发器的传热温差进而可降低所需传热面积操作温度低蒸发器的热损失小 3 2缺点由于蒸发温度低因此料液黏度大传热系数较小由于系统内为负压因此完成液需用泵排出这增加了系统的能耗 2020 3 29 4单效蒸发和多效蒸发4 1单效蒸发如果蒸发生成的二次蒸汽不再被用作加热介质而是直接送到泠凝器中泠凝这样的蒸发过程称为单效蒸发 4 2多效蒸发将一个蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器利用其冷凝热加热下一蒸发器中的水将多个蒸发器按照该方式彼此串联起来组成的协同蒸发过程称为多效蒸发 2020 3 29 5间歇蒸发和连续蒸发5 1间歇蒸发在操作开始时将料液加入蒸发器内开始蒸发过程当溶液的浓度达到规定的要求时停止蒸发过程该蒸发过程称为间歇蒸发 5 2连续蒸发操作开始时将料液加入蒸发器内开始蒸发过程随着溶液中水分的蒸发不断加入料液使蒸发器液面高度保持恒定当溶液浓度达到规定值时将完成液放出该蒸发过

3、程称为连续蒸发 2020 3 29 第二节单效蒸发一蒸发的传热温差二单效蒸发的计算 2020 3 29 一蒸发器的传热温差传热壁两侧理论最大可能温差传热壁两侧实际有效传热温差引起温差损失的原因主要有三方面由液层静压效应英气的温差损失由料液沸点升高而引起的温差损失由蒸汽流动阻力和热损失引起的温差损失 2020 3 29 1液层静压效应引起的温差损失真空蒸发时候静压效应引起的温差损失比较突出 2020 3 29 2由料液沸点升高引起的温差损失常压下沸点升高用杜林公式计算 Kb 沸点升高常量若水为溶剂 Kb 0 51kg K mol mb 溶质的质量摩尔浓度 mol kg 2020 3 29 减压下沸点升高按吉辛柯公式计算 T 某压力下水的沸点 K 某压力下水的汽化热 J kg 常压下溶液的沸点升高 K 食品料液的可近似用糖液数据代替见教材205页 2020 3 29 二单效蒸发的计算 1蒸发量总物料衡算式固形物衡算式上两式联立可得 2020 3 29 2加热蒸汽消耗量 rv 二次蒸汽的汽化热 J kgrs 加热蒸汽的汽化热 J kgcF 原料液的比定压

4、热容 J kg K TF 进料温度 KT1 料液沸点温度 K 2020 3 29 3加热蒸汽的经济性如果是沸点进料即TF T1 则一般情况下 rs和rv相差不多因此对于沸点进料的单效蒸发 2020 3 29 4换热面积基于换热基本方程和蒸汽的汽化热热流量可表示为因此换热面积可表示为 2020 3 29 例用单效率蒸发器将糖汁由质量分数0 1浓缩到0 45 进料液流量1000kg h 进料液温度15 蒸发器内料液沸点80 加热蒸汽温度115 糖汁的比定压热容4kJ kg K 蒸发器总传热系数2 84kW m2 K 已知80 和115 水蒸气的汽化热分别为2308kJ kg和2219kJ kg 计算每小时料液的蒸发量每小时加热蒸汽的消耗量加热蒸汽的经济性蒸发器的换热面积 2020 3 29 解 1 2 3 4 2020 3 29 第三节多效蒸发一多效蒸发操作流程二多效蒸发的计算 2020 3 29 一多效蒸发操作流程多效蒸发操作流程平流法逆流法顺流法 2020 3 29 2020 3 29 2020 3 29 2020 3 29 二多效蒸发的蒸汽经

5、济性 2020 3 29 三多效蒸发的计算 1总蒸发量和各效出料浓度 2020 3 29 2加热蒸汽消耗量和各效蒸发量 2020 3 29 3各效换热面积 2020 3 29 第四节蒸发器一循环型蒸发器二非循环型蒸发器 2020 3 29 一循环型蒸发器循环型蒸发器外加热式蒸发器悬筐式蒸发器中央循环管蒸发器 2020 3 29 中央循环管蒸发器优点结构简单操作可靠投资费用较少传热效果较好缺点清洗和检修较麻烦料液循环速率较低为0 5m s以下 2020 3 29 优点加热室可由蒸发器顶端取出便于清洗和检修料液循环速率较快为1 1 5m s 缺点结构较为复杂因此投资费用稍高悬筐式蒸发器 2020 3 29 外加热式蒸发器优点避免了料液在管内析出晶体阻塞管道分离室独立可改善气液分离条件操作灵活可使几个加热室公共一个分离室缺点投资费用稍高 2020 3 29 二非循环型蒸发器非循环型蒸发器板式蒸发器刮膜蒸发器长管式蒸发器 2020 3 29 长管式蒸发器升膜蒸发器左和降膜蒸发器右 2020 3 29 膜分布器升膜蒸发器的缺点料液在管下部积存造成静压效应进而影响传热延长了料液在管内的停留时间容易产生结垢现象降膜蒸发器的优点无静压效应传热温差大物料沸点均匀传热系数高停留时间短不易结垢 2020 3 29 刮膜蒸发器优点料液在蒸发器内停留时间短不结垢可用于黏度很高的液体的浓缩缺点投资费用高并且生产能力小仅用于后道浓缩

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