食品工程原理课程设计--番茄双效并流加料蒸发装置设计.doc

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食品工程原理课程设计说明书

设计题目：番茄双效并流加料蒸发装置设计

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.设计题目: 3

2.任务书 3

2.1设计任务及操作条件 3

2.2设计项目 3

3.蒸发工艺设计计算 4

3.1各效蒸发量及完成液液浓度估算 4

3.1.1总蒸发量的计算 4

3.1.2加热蒸汽消耗量和各效蒸发量 4

3.2多效蒸发溶液沸点和有效温度差的确定 6

3.3根据有效传热总温差求面积 8

3.3.1则重新分配温差 9

3.3.2计算各效料液温度 9

3.4温差重新分配后各效蒸汽的参数 9

3.5计算结果列表 11

4.蒸发器的主要结构尺寸设计 11

4.1加热管的选择和管数的初步估算 12

4.2循环管的选择 12

4.3加热室直径及加热管数目的确定 13

4.4分离室面积的确定 14

4.5蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图 17

5．蒸发装置的辅助设备 18

5.1汽液分离器 18

5.2蒸汽冷凝器 18

6.工艺计算汇总表 19

7.对本设计进行评述 19

参考文献 19

设计题目:

番茄双效并流加料蒸发装置设计

2.任务书

2.1设计任务及操作条件

含固形物6%（质量分率，下同）的鲜牛乳，拟经双效真空蒸发装置进行浓缩，要求成品浓度为25%，原料液温度为第一效沸点（60℃），加热蒸汽压力为300kPa(表)，冷凝器真空度为93kPa，日处理量为19吨/天，日工作时间为8小时，试设计该蒸发过程。

假定采用中央循环管式蒸发器，双效并流进料，效间流动温差损失设为1K，第一效采用自然循环，传热系数为900V/(m2·k)，第二效采用强制循环，传热系数为1800V/(m2·k)，各效蒸发器中料液液面均为1m，各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出，并假设各效传热面积相等，忽略热损失。

2.2设计项目

2.1写出设计计算书（计算过程及计算结果尽量表格化）。

2.2蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。

2.3蒸发器的主要结构尺寸设计。

2.4主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。

2.5绘制蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。

2.6对本设计进行评述。

3.蒸发工艺设计计算

3.1各效蒸发量及完成液液浓度估算

3.1.1总蒸发量的计算

W=F(1-)

F==2735㎏/h

则W=2735*(1-)=2078.6㎏/h

设两效的蒸发量相等,W1：W2=1:1.1且W1=1180.3Kg/hW2=938.4Kg/h

则X1===0.1

X2===0.25

3.1.2加热蒸汽消耗量和各效蒸发量

据已知条件，定效间流动温差损失为1K，查饱和水蒸气表，列出各热参数值如下表

各热参数值

蒸汽

压力（kpa）

温度（℃）

汽化热（kJ/kg）

Ⅰ效加热蒸汽

300

133.47

2168

Ⅰ效二次蒸汽

19.9

60

2355

Ⅱ效加热蒸汽

19.8

59

2357

Ⅱ效二次蒸汽

8.6

42.3

2396

进冷凝器蒸汽

8.0

41.3

2398

可计算β1==0

β2===7.4*10—6K·㎏/J

CPF=CPV(1-V)=4178*(1-0.06)=3927.32J/㎏·K

在60℃下水的CPV=4178J/㎏·K

热利用系数η一般可取0.98

V1=(S1+FCPFβ1)*η1=S1η1=0.98S1

V2=[S2+（FCPF-CPVV1）β2]*η2

=[V1+（3000*3509.52-4178*0.924S1）*6.6*10-6]*0.826

=0.67+77.9

又知V1:V2=1；1.1则0.98S1+0.67S1+77.9=2078.6㎏/h

得S1=1212.5㎏/h

V1=0.98S1=1188.3㎏/h

V2=898.3㎏/h

S2=1188.3㎏/h

4)换热面积得计算

A1====11.04㎡

A2====25.88㎡

因为所求换热面积不相等，应根据各有效面积相等的原则重新分配各有效温差。方法如下：

Δt1′=,Δt2′=又知

A1=，A2=则相比可得

Δt1′=,Δt2′=

温差相加得，=Δt1′+Δt2′=则

A=

3.2多效蒸发溶液沸点和有效温度差的确定

=(T1-Tk′)-式中

——有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃

T1——第一效加热蒸汽的温度，℃

Tk′——冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱