食品機(jī)械與設(shè)備[1]

1、第十二章 濃縮設(shè)備食品機(jī)械與設(shè)備1第一節(jié) 濃縮的基本原理及設(shè)備分類一、食品濃縮原理與特點(diǎn) 蒸發(fā)濃縮是食品工廠中使用最廣泛的濃縮方法。采用濃縮設(shè)備把物料加熱，使物料的易揮發(fā)部分水分在其沸點(diǎn)溫度時不斷地由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并將氣化時所產(chǎn)生的二次蒸汽不斷排除，從而使制品的濃度不斷提高，直至達(dá)到濃度要求。同時，其他濃縮方法如冷凍濃縮、離心濃縮、超濾濃縮等也逐步在食品工廠使用。食品機(jī)械與設(shè)備1第二節(jié) 單效濃縮設(shè)備一、單效升膜式濃縮設(shè)備 膜式濃縮設(shè)備是使料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流動，從而使蒸發(fā)面積大大增加，提高蒸發(fā)濃縮效率。 食品機(jī)械與設(shè)備1升膜式蒸發(fā)器1-蒸汽進(jìn)口 2-加熱管 3-料液進(jìn)口 4-冷

2、凝水出口5-下導(dǎo)管 6-濃縮液出口 7-分離管 8-二次蒸汽出口 食品機(jī)械與設(shè)備1工作原理1.最底部：管內(nèi)完全充滿料液，熱量主要依靠對流傳遞。2.中間部：開始產(chǎn)生蒸汽泡，使料液產(chǎn)生上升力。3.最高部：由于膨脹的二次蒸發(fā)而產(chǎn)生強(qiáng)的上升力，料液呈薄膜狀在管內(nèi)上行，在管頂部呈噴霧狀，以較高速度進(jìn)入汽液分離器，在離心力作用下與二次蒸汽分離，二次蒸汽從分離器頂部排出。食品機(jī)械與設(shè)備1二、單效降膜式濃縮設(shè)備1-料液入口 2-蒸發(fā)室 3-分離室 4-二次蒸汽 5-濃縮液 6-冷卻水7-蒸汽入口食品機(jī)械與設(shè)備1 （一）工作過程 料液自蒸發(fā)器頂部加入，在頂部有料液分布器，使料液均勻地分布在每根加熱管中。二次蒸汽

3、與濃縮液一般并流而下，料液沿管內(nèi)壁下流時因受二次蒸汽的作用使之呈膜狀。由于加熱蒸汽與料液的溫差較大，所以傳熱效果好。汽液進(jìn)入蒸發(fā)室后進(jìn)行分離，二次蒸汽由頂部排出，濃縮液則由底部抽出。 食品機(jī)械與設(shè)備1（二）料液分布器的作用原理 1 利用導(dǎo)流管(板)使料液均布； 2 利用篩板或噴嘴使料液均布； 3 利用旋液噴頭。 食品機(jī)械與設(shè)備1（三）單效降膜式濃縮設(shè)備的特點(diǎn)1.物料的受熱時間僅2min左右，故適合于熱敏性物料的濃縮；2.傳熱系數(shù)高，并可避免泡沫的形成，受熱均勻；3.采用熱泵，熱能經(jīng)濟(jì)，冷卻水消耗量減少，但生蒸汽的穩(wěn)定壓力需要較高；4.每根加熱管上端進(jìn)口處，雖安有分配器，但由于液位的變化，影響薄

4、膜的形成及厚度的變化，甚至?xí)辜訜峁軆?nèi)表面暴露而結(jié)焦；5.利用二次蒸汽作為熱源，由于其夾帶微量的料液液滴，加熱管外表面易生成污垢，影響傳熱；6.加熱管長度較長，若結(jié)焦后清洗極為困難，不適合于高濃度或黏稠性物料的濃縮；7.生產(chǎn)過程中，不能隨意中斷生產(chǎn)，否則易結(jié)垢或結(jié)焦。食品機(jī)械與設(shè)備1第三節(jié) 多效濃縮設(shè)備一、多效蒸發(fā)的效數(shù) 1.實(shí)際耗汽量大于理論值。 2.設(shè)備費(fèi)用增加，多效蒸發(fā)雖可節(jié)約蒸汽，但蒸發(fā)設(shè)備及其附屬設(shè)備的費(fèi)用卻隨著效數(shù)的增加而成倍的增加，當(dāng)增加至不能彌補(bǔ)所節(jié)約的燃料費(fèi)用時，效數(shù)就達(dá)到了極限。 3.蒸發(fā)器有效傳熱溫差有極限，隨著效數(shù)不斷增加，每效分配到的有效溫差逐漸減小。食品機(jī)械與設(shè)備1

5、二、多效蒸發(fā)的工作原理 生產(chǎn)中往往為了降低蒸汽的消耗量，充分利用二次蒸汽的熱量來完成單效蒸發(fā)達(dá)不到濃縮目的，而采用多效蒸發(fā)。實(shí)施多效蒸發(fā)的條件是各效蒸發(fā)器中的加熱蒸汽的溫度或壓強(qiáng)要高于該效蒸發(fā)器中的二次蒸汽的溫度和壓力，也就是說，兩者有溫度差存在，才能使引入的加熱蒸汽起加熱作用。食品機(jī)械與設(shè)備1三、多效真空濃縮的流程 由幾個蒸發(fā)器相連接，以生蒸汽加熱的蒸發(fā)器為第一效，利用第一效產(chǎn)生的二次蒸汽加熱的蒸發(fā)器為第二效，依此類推，這種裝有多個蒸發(fā)器及附屬裝置的，稱為多效真空濃縮設(shè)備。 食品機(jī)械與設(shè)備1（一）順流食品機(jī)械與設(shè)備1（一）順流 優(yōu)點(diǎn)：溶液在各效間的流動不需要用泵來輸送；其次，由于前一效溶液的

6、沸點(diǎn)比后一效高，因此當(dāng)前一效料液進(jìn)入后一效時，便呈過熱狀念而立即蒸發(fā)，產(chǎn)生更多的二次蒸汽，增加了蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。 缺點(diǎn)：料液的濃度依效序遞增，而加熱蒸汽的溫度依效序遞減，故當(dāng)溶液黏度增加較大時，使傳熱總系數(shù)減小，而影響蒸發(fā)器的傳熱速率，給未效蒸發(fā)增加了困難，但它對濃縮熱敏性食品有利。食品機(jī)械與設(shè)備1（二）逆流食品機(jī)械與設(shè)備1（二）逆流 料液由最后一效進(jìn)入，依次用泵送入前效，最后的濃縮液由第一效放出。而蒸汽仍為由第一效依次至未效。 優(yōu)點(diǎn)：溶液濃度升高時，溶液的溫度也增高，因此各效黏度相差不大，可提高傳熱系數(shù)，改善循環(huán)條件。但須注意高溫加熱面上濃溶液的局部過熱有引起結(jié)焦和營養(yǎng)物質(zhì)破壞的危險(xiǎn)。 缺點(diǎn)

7、：效間料液流動是用泵，使能量消耗增大。 食品機(jī)械與設(shè)備1（三）平流食品機(jī)械與設(shè)備1（三）平流 平流的流程是各效都加入料液和放出濃縮液，蒸汽的流向仍由第一效至末效依次流動。 此法只用于在蒸發(fā)操作進(jìn)行的同時有晶體析出的場合，例如食鹽溶液的濃縮。這種方法對結(jié)晶操作較易控制，并省掉了黏稠晶體懸浮液的效間泵送。食品機(jī)械與設(shè)備1第四節(jié) 冷凍濃縮設(shè)備一、冷凍濃縮的原理與特點(diǎn) 冷凍濃縮是利用冰與水溶液之間的固液相平衡原理的一種濃縮方法。冷凍濃縮是將稀溶液中作為溶劑的水凍結(jié)并分離冰晶，從而溶劑減少使溶液濃度增加。食品機(jī)械與設(shè)備1 單級冷凍濃縮裝置系統(tǒng) 1-旋轉(zhuǎn)刮板式結(jié)晶器 2-混合罐 3-洗滌塔 4-融冰裝置 5-貯罐 6-成品罐 7-泵食品機(jī)械與設(shè)備1工作過程 操作時，料液由7進(jìn)入旋轉(zhuǎn)刮板式結(jié)晶器，冷卻至冰晶出現(xiàn)并達(dá)到要求后進(jìn)入帶攪拌器的混合罐2，在混合罐中，冰晶可繼續(xù)成長，然后大部分濃縮液作為成品從成品罐6中排出，部分與來自貯罐5的料液混合后再進(jìn)入結(jié)晶器1進(jìn)行再循環(huán)，混合的目的是使進(jìn)入結(jié)晶器的料液濃度均勻一致。從混合