双效蒸发器设计课程设计

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1、课程设计授课时间：2015——2016年度第1学期题目：双效蒸发器设计课程名称：机械与设备课程设计专业年级：食品科学与工程卓越班学号：1301715046姓　　名：雷璇华指导教师：许林李文山-12-目录第1章引言-1-1.1物料介绍-1-1.2物料的浓缩方法-1-1.3真空浓缩优点-1-1.4多效流程的优点-2-1.5浓缩设备介绍-2-1.6多效流程基本类型-2-第2章设计计算-2-2.1工艺设计-2-2.1.1确定流程与蒸发器类型-2-2.1.2辅助设备选择-3-2.1.3工作流程-3-2.2工艺计算-3-2.2.1估计各效蒸发量和完成液浓度-3-2.2.4蒸发器的传热面

2、积估算-7-2.3蒸发器结构的设计-8-2.3.1加热管及加热室的选择-8-2.3.1.1加热管的选择和管数确定-8-2.3.1.2加热室壳体直径的计算：-9-2.3.2分离室结构计算-9-2.3.3接管尺寸的确定-10-2.3.3.1溶液进出口-10-2.3.3.2加热蒸气进口与二次蒸汽出口-10-2.3.3.3冷凝水出口-10-第3章参考文献-11--12-第1章引言1.1物料介绍物料为茶汁，其粘度低，具有一定的热敏性，一些成分遇热分解，不含有颗粒和悬浮物，不易结晶。1.2物料的浓缩方法食品浓缩可以采用真空蒸发浓缩设备，冷冻浓缩设备和膜浓缩设备等，目前，食品工业使用最广

3、泛的浓缩设备是真空浓缩设备，冷冻浓缩设备对于热敏性和挥发性成分料液的浓缩有很大的吸引力。1.3真空浓缩优点在真空的状态下，料液的沸点下降，加速了水分蒸发，避免了料液高温处理，适合用于处理热敏性料液。热源可以采用低压蒸汽或废热蒸汽。由于料液的沸点较低，是浓缩设备的热敏损伤减少。对料液起加热杀菌作用，有利于食品的保藏。1.4多效流程的优点效数越多，节省的加热蒸汽量就越少，由单效改为双效时，加热蒸汽用量可减少50%，但由四效改为五效只能节省10%，热能经济性提高不大。效数越多，温度若损失越大，分配到各效的有效温度差就越小，为了维持料液在溶液沸腾阶段每效的有效温度差不小于5-7℃，

4、这样也限制了效数的增加。1.5浓缩设备介绍一般由蒸发器，冷凝器，真空系统组成。蒸发器：产生浓缩液和二次蒸汽，常见的形式：中央循环管式，浓缩锅，外加热式蒸发器，升膜式蒸发器，降膜式蒸发器。冷凝器：将二次蒸汽冷凝成水和不凝气，减轻真空系统的负荷，使系统保持一定的作用，常见的形式：填料式冷凝器，孔板式冷凝器，喷射式冷凝器。真空系统：保持真空度。-12-1.6多效流程基本类型并流法特点：1料液与蒸汽流动方向相同2.靠压差进料，3.进料温度较沸点高，有闪蒸作用，4.料液粘度依次增高，5.末效需要较大的传热面积。逆流法：1,料液与蒸汽流动方向相反，2各效间的料液流动需要泵送。3、进料温

5、度较沸点低（末效除外），4、料液粘度较稳定。5、易造成结焦和营养破坏。第1章设计计算2.1工艺设计2.1.1确定流程与蒸发器类型物料为茶汁，初始固形物含量为8.5%，完成液浓度26%，料液浓度依次增加，加热蒸汽压强180kPa，末效冷凝器压强20kPa，可通过压差进料，因此选择并流法。由于粘度不高，且不含颗粒物，不适宜选择刮板式蒸发器，由于最后完成液浓度为26%，浓度不高，不适宜用中央循环式浓缩锅，由于茶汁具有一定的热敏性，故不适用外加热式蒸发器。综上所述，采用降膜式蒸发器，其特点是：蒸发时间短，适用于处理热敏性料液。大多以双效或多效形式组成蒸发设备，一提高浓缩物，不适用于

6、处理易结晶或结垢的溶液。2.1.2辅助设备选择泡沫捕集器：防止细小的液滴被二次蒸汽带出，造成浪费，防止冷凝污染。泵：因为粘度低，选择离心泵，其作用是排除浓缩液，真空泵为蒸发器提供所需真空度，以及排除系统中产生的不良气体。冷凝器选择喷射式，对真空度要求不高，还能将系统内不凝气体抽走。2.1.3工作流程-12-工作时，料液经泵从平衡槽抽出，通过由二效蒸发器二次蒸汽加热的预热器，然后依次经二效一效蒸发器盘管预热，预热后的料液在列管式杀菌器杀菌，并在温管内保温24S，随后相继通过一效蒸发器二效蒸发器，最后由出料泵抽出。生蒸汽结合气分别向杀菌器，一效蒸发器和热压泵供气，一效蒸发器产生

7、的二次蒸汽，一部分通过热压泵作为一效蒸发器的加热蒸汽，其余的被导入二效蒸汽作为加热蒸汽，二效蒸发器产生的二次蒸汽，先通过预热器，在料液进行预热的同时冷凝，余下二次蒸汽与不凝性气体一起由水力喷射器冷凝抽出，各处加热蒸汽产生的冷凝水由泵抽出，储槽内的洗液用于设备的就地清洗。2.2工艺计算2.2.1估计各效蒸发量和完成液浓度每小时水分蒸发量：∵（常用化工单元设备设计153页）kg/h式中—原料处理量，kg/h；x0——进Ⅰ效蒸发器料液的浓度，质量百分比；x2——出Ⅱ效蒸发器料夜的浓度，质量百分比；W——水分蒸发量kg/h