濃縮機械與設(shè)備-課件

濃縮機械與設(shè)備1ppt課件通用加工機械干燥機械與設(shè)備分離機械與設(shè)備濃縮機械與設(shè)備殺菌機械與設(shè)備混合機械與設(shè)備2ppt課件食品濃縮機械與設(shè)備第一節(jié)概述第二節(jié)單效真空濃縮機械與設(shè)備第三節(jié)液膜式真空濃縮機械與設(shè)備第四節(jié)真空濃縮裝置的輔助設(shè)備第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備3ppt課件第一節(jié)概述定義從溶液中除去部分溶劑，使溶質(zhì)和溶劑的均勻混合液實現(xiàn)部分分離的操作過程，最終使物料達到一個低溶劑含量（30%）的相對穩(wěn)定狀態(tài)實質(zhì)上是溶劑在物料內(nèi)部借對流擴散作用從呈液相物料內(nèi)部達到液相表面而后除去的過程4ppt課件第一節(jié)概述目的作為干燥的預(yù)處理，以降低產(chǎn)品的加工熱耗

提高產(chǎn)品質(zhì)量

提高產(chǎn)品的保藏性

減少產(chǎn)品的體積和重量，便于運輸

用作某些結(jié)晶操作的預(yù)處理

提取果汁中的芳香物質(zhì)

5ppt課件第一節(jié)概述方法濃縮蒸發(fā)冷凍離心超濾結(jié)晶常壓濃縮

真空濃縮

加熱蒸汽被利用的次數(shù)

單效濃縮

雙效濃縮

多效濃縮

熱泵濃縮

常采用，熱能利用率高，但投資增加（蒸發(fā)面常壓）

（蒸發(fā)面負(fù)壓）

料液的流程

單程式

循環(huán)式

自然循環(huán)式

強制循環(huán)式

加熱器的結(jié)構(gòu)型式

非膜式

薄膜式

中央循環(huán)管式

盤管式

升膜式

降膜式

片式刮板式

離心式

6ppt課件蒸發(fā)濃縮采用濃縮設(shè)備把物料加熱，使物料中易揮發(fā)部分水分在其沸點溫度下不斷地由液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)，并將汽化時產(chǎn)生的二次蒸汽不斷排除，從而使制品濃度不斷提高，直至達到濃度要求是食品工廠中適用最廣泛的濃縮方法7ppt課件真空濃縮利用真空蒸發(fā)或機械分離等方法達到物料濃縮，在18～80kPa下，以蒸汽間接加熱方式，對物料加熱，使其在低溫下沸騰蒸發(fā)8ppt課件真空濃縮蒸發(fā)設(shè)備創(chuàng)造蒸發(fā)必要條件的設(shè)備組合

冷凝器

抽氣泵

蒸發(fā)器

蒸發(fā)必要條件供應(yīng)足夠熱能，以維持溶液的沸騰溫度和補充因溶劑氣體所帶走的熱量促使溶劑蒸汽迅速排除

9ppt課件真空濃縮特點優(yōu)點

缺點由于真空蒸發(fā)，須有抽真空系統(tǒng)，增加附屬設(shè)備和動力

蒸發(fā)潛熱隨沸點降低而增大，所以熱量消耗大

溶液沸點低，傳熱溫差大可相應(yīng)減小蒸發(fā)器的傳熱面積可以利用低壓蒸汽或廢蒸汽作加熱劑

可蒸發(fā)不耐高溫的溶液

操作溫度低，熱損失較少

10ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇熱敏性

熱敏性物質(zhì)的變化與溫度和時間均有關(guān)系，若溫度低，變化很緩慢；溫度高但受熱時間短變化也小。因此，常用低溫蒸發(fā)，或在較高溫度下的瞬時受熱蒸發(fā)來解決熱敏性物料蒸發(fā)過程的特殊要求。宜選用薄膜式濃縮裝置或真空度較高的濃縮袋置。

對熱過程很敏感，受熱后會引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)、物理變化，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量的性質(zhì)

11ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇腐蝕性

要求濃縮裝置的材料選用不銹鋼或涂以防腐涂料的材料。在結(jié)構(gòu)上采用更換方便的型式，使腐蝕部分易于定期更換12ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇結(jié)垢性

采取有效的防垢措施。定期用化學(xué)藥品或機械剝除的辦法某些溶液在濃縮過程中，會形成垢層而緊緊地粘在傳熱面上，增加熱阻，降低傳熱效率，影響蒸發(fā)性能，甚至因此停產(chǎn)

選用強制循環(huán)式濃縮裝置和升膜式濃縮裝置13ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇發(fā)泡性

降低二次蒸汽的流速，以防止跑泡現(xiàn)象，濃縮時產(chǎn)生大量汽泡，汽泡易被二次蒸汽帶走進入冷凝器，不僅造成溶液損失，增加了產(chǎn)品的損耗，而且污染其它設(shè)備結(jié)構(gòu)上考慮消除發(fā)泡的可能性設(shè)法分離回收泡沫選用強制循環(huán)型和升膜式薄膜濃縮裝置14ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇結(jié)晶性

溶液在濃度增加時會有晶粒析出，大量結(jié)晶沉積在加熱器的傳熱面上，會妨礙加熱面的熱傳導(dǎo)，甚至堵塞加熱管采用強制循環(huán)濃縮裝置或帶有攪拌器的濃縮裝置，用外力使結(jié)晶保持懸浮狀態(tài)15ppt課件真空濃縮蒸發(fā)器的選擇粘滯性

粘度隨濃度的增加而增加，使流速降低，傳熱系數(shù)降低，生產(chǎn)能力下降采用強制循環(huán)型、刮板式或降膜式濃縮設(shè)備返回16ppt課件第二節(jié)單效真空濃縮機械與設(shè)備中央循環(huán)管式濃縮鍋標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器，是一種非膜式自然循環(huán)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)加熱室中央循環(huán)管加熱管高度1～2m管徑25～75mm截面積為其他加熱管總面積40％～100％蒸發(fā)室要有足夠的高度和空間使汽液分離，高度：為加熱管長度的1.1～1.5倍，主要根據(jù)防止料液被二次蒸汽夾帶的上升速度決定17ppt課件第二節(jié)單效真空濃縮機械與設(shè)備中央循環(huán)管式濃縮鍋工作原理加熱蒸汽中央循環(huán)管加熱管束直徑大，傳熱面積小直徑小，傳熱面積大汽液重度大汽液重度小溶液自然循環(huán)特點循環(huán)速度不大，沸點高，有效溫差減少，清洗和維修不方便懸筐式動畫演示18ppt課件第二節(jié)單效真空濃縮機械與設(shè)備盤管式濃縮鍋是一種非膜式自然循環(huán)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)鍋體:長圓筒形，分上下段，中間用法蘭連接,兩端為橢圓形蓋，鍋體外焊有加強圈盤管：4～5盤分層排列，每盤1～3圈，均有單獨的蒸汽進口和疏水器，盤管均勻，熱能的效率高19ppt課件第二節(jié)單效真空濃縮機械與設(shè)備盤管式濃縮鍋先將料液由鍋體切線方向加入，待盤管全部浸沒后，自下而上打開蒸汽閥門，應(yīng)當(dāng)控制好進料量，并與蒸發(fā)速度相等，保持一定的液位，當(dāng)液面降低，盤管露出時，則應(yīng)關(guān)閉該層的加熱盤管閥門，調(diào)節(jié)加熱面，控制好加熱溫度，避免產(chǎn)生結(jié)垢、焦管工作過程特點優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、傳熱系數(shù)高、清洗方便缺點傳熱面積小、料液循環(huán)差、盤管表面易結(jié)垢、生產(chǎn)能力有限、二次蒸汽未能很好利用，僅適用于中小型工廠粘度大物料的濃縮返回20ppt課件第三節(jié)液膜式真空濃縮機械與設(shè)備升膜式濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)長管薄膜式外加熱自然循環(huán)濃縮設(shè)備由多根垂直管構(gòu)成。管子的直徑一般為Φ30～Φ50mm。長管式長度為6～8m，短管式3～4m

汽液分離器、霧沫捕集器、水力噴射器、循環(huán)管蒸發(fā)器21ppt課件升膜式濃縮設(shè)備工作過程最底部：管內(nèi)完全充滿料液，熱量為對流換熱中間部：在加熱和真空作用下，開始產(chǎn)生蒸汽泡，產(chǎn)生二次蒸汽使料液產(chǎn)生上升力最高部：膨脹的二次蒸汽產(chǎn)生強的上升力，料液呈薄膜狀在管內(nèi)上行，在上行過程中逐步形成下多上少的爬膜工作狀況而漸次加熱濃縮。動畫演示動畫演示動畫演示在管頂部呈噴霧狀，以較高速度進入汽液分離器，濃縮液通過循環(huán)管再加熱蒸發(fā)，達濃度后從分離器底部排出22ppt課件升膜式濃縮設(shè)備特點靜壓頭產(chǎn)生的沸點升高很小蒸發(fā)時間短，適用于熱敏性物料濃縮適用于易起泡沫物料的濃縮不適合粘度較大的物料濃縮操作注意事項

進料量過多，加熱蒸汽壓力不夠，導(dǎo)致管的底部積液過多，使料液在管內(nèi)呈液柱上升而不是呈液膜上升，這樣應(yīng)失去了液膜蒸發(fā)的特點，傳熱效果降低關(guān)鍵是合理控制進料量進料量過少．會產(chǎn)生管壁結(jié)焦現(xiàn)象一次濃縮比不大23ppt課件降膜式濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)汽液分離器液體分布器加熱器工作過程料液從頂部進入加熱器內(nèi)，在降膜分布器的作用下，均勻地進人加熱管中，受二次蒸汽的快速流動和本身重力作用物料沿管內(nèi)壁呈膜狀自然向下流動，并受熱不斷蒸發(fā)濃縮動畫演示24ppt課件降膜式濃縮設(shè)備料液分布器作用：使料液均勻地分布到各加熱管型式篩板或噴嘴導(dǎo)流管旋液噴頭25ppt課件降膜式濃縮設(shè)備特點由于利用液膜的重力作用降膜，故能蒸發(fā)粘度較大的料液，且受熱時間短，適于熱敏性強的物料料液的沸點均勻，有效溫差較大，傳熱效果好，節(jié)約蒸汽由于蒸發(fā)管較長，液料沸騰時所生成的泡沫易在管壁上受熱破裂，因此適于蒸發(fā)易生泡沫的物料；清洗方便；適于濃度較大，不易結(jié)晶、結(jié)垢的物料

動畫演示26ppt課件刮板式濃縮設(shè)備結(jié)構(gòu)攪拌軸:蒸發(fā)器下段上有若干刮板，用來將溶液甩至器壁加熱面上，并增加液膜湍動性，以減少傳熱過程中的液膜阻力并防止固體析出物粘壁有加熱夾套，為加熱蒸發(fā)段上段有擴大的截面和固定的葉板，為汽液分離段工作過程利用外加動力成膜的單程濃縮設(shè)備27ppt課件刮板式濃縮設(shè)備特點可處理粘度高甚至帶有固體粒子的物料物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短，適合于熱敏性物料設(shè)備投資較大，加工精度高，加熱面積相對較小用于番茄、咖啡、牛奶、蜜蜂28ppt課件刮板式濃縮設(shè)備返回29ppt課件第四節(jié)真空濃縮裝置的輔助設(shè)備汽液分離器（捕沫器、捕集器）型式作用:將蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的霧沫中的溶液聚集并與二次蒸汽分離，減少料液的損失，同時防止污染管道及其他濃縮器的加熱面，一般安裝在濃縮器頂部或側(cè)部原理慣性型（碰撞型）離心型表面型（過濾型）利用氣力懸浮原理使液滴在氣體中的速度小于懸浮速度而分離30ppt課件第四節(jié)真空濃縮裝置的輔助設(shè)備蒸汽冷凝器型式作用:將真空濃縮縮產(chǎn)生的二次蒸汽進行冷凝，并將其中的不凝性氣體分離，以減輕真空系統(tǒng)的容積負(fù)荷，同時保證達到所需真空度大氣式冷凝器(干式逆流高位冷凝器)表面式冷凝器低水位冷凝器動畫演示動畫演示31ppt課件第四節(jié)真空濃縮裝置的輔助設(shè)備水力噴射器結(jié)構(gòu)作用:冷凝和抽真空噴嘴：關(guān)鍵部件，大小與冷凝能力和冷水水質(zhì)有關(guān)，出口直徑為16~20mm,水質(zhì)較好，冷凝能力較小時，取小值，反之取大值排列對抽氣效果有很大關(guān)系，一般以一定角度傾斜并按同心圓排列，1~3圈吸氣室：安裝有流體導(dǎo)向板，作用是防止高速水流的沖擊，使水流緩沖和分配均勻喉管：大小與真空度有關(guān)，截面積與噴嘴出口總面積之比為3~4，長度與噴射安裝高度有關(guān)32ppt課件水力噴射器工作原理冷卻水由泵壓入噴射器的噴嘴，由于噴嘴的截面積很小，因此冷卻水以15～30米／秒的高速度射入混合室和擴散室，噴嘴在排出冷卻水的同時，其周圍形成了低壓區(qū)域，這樣二次蒸汽就會被不斷地吸入。由于冷卻水與二次蒸汽之間存在著溫度差，因此兩者不斷進行熱交換，使二次蒸汽凝結(jié)成水滴時夾帶著不凝結(jié)氣體一起隨冷卻水排出。這樣既達到冷凝，又起到了抽真空的作用。特點：適用于抽吸腐蝕性氣體

有冷凝器及抽真空作用，故不必再配真空裝置

結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，沒有機械運轉(zhuǎn)部分不需經(jīng)常檢修

整個裝置的功率消耗較小

不能獲得較高的真空度，并隨水溫而變33ppt課件第四節(jié)真空濃縮裝置的輔助設(shè)備真空裝置不凝性氣體來源作用:保證系統(tǒng)的真空度，降低濃縮鍋內(nèi)壓力，使料液在低溫下沸騰，主要抽取不凝性氣體

料液中夾帶或溶解的空氣料液受熱分解后產(chǎn)生的氣體設(shè)備密封不嚴(yán)而泄漏的空氣溶解在冷卻水中的空氣34ppt課件蒸汽噴射泵結(jié)構(gòu)噴嘴：材料性能要求比水力噴射器高，一般為不銹鋼動力源：高壓的水蒸汽35ppt課件蒸汽噴射泵工作原理高壓水蒸汽通過噴嘴后，以高速進入混合室。由于混合室內(nèi)的噴嘴出口處壓強較低，因此二次蒸汽中的不凝結(jié)氣體被吸入混合室，并在此與高速水蒸氣混合?；旌虾蟮臍饬鬟M入擴散室，由于空間增大，流動速度逐漸下降，而溫度和壓強逐漸升高，直至升高到排入大氣或升高到排至下一級泵所需要的壓強所對應(yīng)的尺寸。被抽真空室內(nèi)的壓強比混合室的壓強要高，這樣才能保證真空室內(nèi)的被抽氣體源源不斷地抽出

特點優(yōu)點：抽氣量大，真空度高，安裝運行和維修簡便，價廉，占地面積小缺點：要求蒸汽壓力較高，蒸汽量穩(wěn)定，需要較長時間運轉(zhuǎn)，才能達所需真空度。排出的氣體還有微小壓強36ppt課件真空泵往復(fù)式真空泵干式真空泵與干式逆流冷凝器配套使用，只抽取冷凝器中的不凝性氣體，抽空效果較好，使用廣泛，但占地面積大。維護費用高37ppt課件結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作可靠，內(nèi)部不需潤滑，排氣量較均勻，用來抽吸空氣和其他無腐蝕性、不溶于水的氣體。但高速旋轉(zhuǎn)的葉片及密封填料磨損嚴(yán)重時會使真空度下降，故需經(jīng)常檢查或更換。軸承需定期加足潤滑脂，以延長使用壽命。啟動前工作室內(nèi)灌半滿水，葉輪轉(zhuǎn)動時，水受離心力作用在泵殼內(nèi)壁上形成旋轉(zhuǎn)水環(huán)，水環(huán)與葉片間形成密封空間。順時針旋轉(zhuǎn)的葉輪在右半轉(zhuǎn)中，葉片之間的容積逐漸擴大，將被抽容器內(nèi)的空氣經(jīng)吸氣口由前蓋月牙形孔吸入其內(nèi)。在左半轉(zhuǎn)中，葉片間的容積逐漸減小，已吸入的空氣被壓縮并經(jīng)后蓋月牙形孔從排氣孔排出。真空泵水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)前蓋的后部里側(cè)有一月牙形孔將工作室與吸氣孔連通，后蓋的前部里側(cè)也有一月牙形孔將排氣口與工作室連通葉輪：輪榖上放射狀均勻分布著若干個葉片；靠鍵與軸連接構(gòu)成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子偏心地裝在泵殼的圓形工作室內(nèi)工作原理特點38ppt課件真空泵旋片式真空泵結(jié)構(gòu)圓筒形定子和圓柱體轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在電動機及傳動系統(tǒng)帶動下，繞自身中心軸作逆時針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子裝置在定子腔壁的正上方。與定子緊密接觸。兩個旋片橫嵌在轉(zhuǎn)子圓柱體的直徑上，它們之間有一根彈簧，使旋片緊貼在定子的腔壁上。這樣旋片把定子和轉(zhuǎn)子之間的空間分隔成兩個腔室。

工作原理旋片跟著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時?？拷M氣口一面的腔室容積逐漸增大，從被抽容器中吸入氣體、而在另一腔室中，旋片對已吸入的氣體進行壓縮，使它推開排氣閥，從排氣口排出。轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，過程重復(fù)進行，就達到了抽氣的目的。為避免漏氣，排氣閥以下部分全浸沒在真空油內(nèi)。返回39ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程為了減少蒸汽消耗量，采用多效蒸發(fā)，把二次蒸汽作為下一個濃縮裝置操作的加熱蒸汽來使用將各個蒸發(fā)器連接起來一同操作，組成一個多效蒸發(fā)器，每一蒸發(fā)器稱為一效分類并流法、逆流法、錯流法和平流法40ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程并流法動畫演示１效２效３效加熱蒸汽料液二次蒸汽完成液冷凝水冷凝水冷凝水并流（順流）３效蒸發(fā)流程圖41ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程特點各效之間料液的流動不需要泵來輸送可以產(chǎn)生更多的二次蒸氣，使該效的后一效蒸發(fā)更多溶液粘度會增加P1>P2>P3

T1>T2>T342ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程逆流法動畫演示１效２效３效二次蒸汽冷凝水冷凝水冷凝水逆流３效蒸發(fā)流程圖料液完成液加熱蒸汽43ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程特點效與效之間均需用泵輸送料液不致出現(xiàn)粘度太大的情況，傳熱系數(shù)高各效進料溫度都較沸點低，產(chǎn)生的二次蒸氣量減少44ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程混流法在各效間兼用并流和逆流加料的方法，兼取二者的優(yōu)點，但操作稍顯復(fù)雜45ppt課件第五節(jié)多效蒸發(fā)設(shè)備的流程動畫演示平流法１效２效３效加熱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46ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備將溶液中的一部分水以冰的形式析出，并將其從液相中分離出去，從而使溶液濃縮的方法定義特別適用于濃縮熱敏性液態(tài)食品、生物制藥、要求保留天然色香味的高檔飲料及中藥湯劑等47ppt課件0ωAωBωE質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωE（共晶點）溶液冰＋溶液溶質(zhì)+溶液第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備FAB凍結(jié)溶液TETBTAD溫度T/K原理CF′A′48ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備冷卻過程工藝C

Itallstartsfromtheicecrystalpointofviewbyremovingheatfromthesolution.Thisistypicallydoneusingascrapedsurfaceheatexchanger(SSHE).Theinsidesurfaceisscrapedbyarotatingshaftwhiletheoutsideiscooledbyarefrigerant.Tinyicecrystalsareformedatthiscoldsurface.49ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備結(jié)晶過程冰結(jié)晶生成與長大OncethecrystalsareformedintheSSHEtheyenteramixedvesselcalledarecrystallizer.Mostofthesmallcrystalswillmelthereallowingthelargeronestogrow.Thisisknownasripeningandformstheheartoftheseparatenucleationandgrowthprocess.50ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備循環(huán)過程SincewewantacontinuousflowofsmallcrystalstotherecrystallizerwemustextractliquidfromafilterintherecrystallizerandcirculatethatovertheSSHE.51ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備分離過程Oncetherearesufficientcrystalsintherecrystallizerwecanstarttoseparatethemfromtheconcentratedliquid.Thisseparationisdoneinawashcolumn.Herethecrystalsareseparatedfromtheliquid,washedtoremoveanyremainingconcentrate,melted,anddischargedaspurewater.Theconcentrateisreturnedtotherecrystallizer.冰與溶液52ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備Freshfeedreplacesthewaterthatisremovedfromthesystem.ThefeedismixedwiththerecirculationstreamfeedingtheSSHE.Sincethefeedisreplacingthewaterthatisremovedfromthesystemtheconcentrationofthesolublesolidsinthesystemwillincrease.喂料53ppt課件第六節(jié)冷凍濃縮機械與設(shè)備排料