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第五章 蒸 发 主讲教师 童汉清 §1 概述 一、浓缩 从溶液中除去部分溶剂的操作，称为浓缩。 1、冷冻浓缩 优点：适用于热敏性物料的浓缩，常用于含挥发性芳香物质的物料。 缺点：有相变，能耗较高；物料被冰晶夹带除去而受损失。 2、膜浓缩 1） 超滤膜 孔径为0.001～0.1m,常用于溶质分子量大于500的大分子溶质的分离操作。 2）反渗透膜 孔径为0.0001～0.001m，能截留分子量小于500的有机物，用于海水脱盐、天然气提纯等。 病毒大小：0.002～0.045m，所以反渗透膜可以截留病毒。 3、蒸发 蒸发是利用溶剂和溶质挥发性的差异，加入热能，使部分溶剂汽化并除去，达到浓缩目的的操作。 二、蒸发操作的条件 1、不断提供热量 2、不断排除二次蒸汽 3、沸腾状态下蒸发 三、食品蒸发的目的 1、除去食品中的大量水分，减少包装、储藏和运输费用。 2、提高制品的浓度，增加制品的保藏性。 3、作为结晶、干燥或完全脱水的预处理过程。 四、蒸发操作的分类 1、由操作流程分类 单效蒸发和多效蒸发 2、由操作压力分类 常压蒸发、减压蒸发（真空蒸发）和加压蒸发 真空蒸发的优点： 1）降低物料沸点，增加传热推动力，降低蒸发器的传热面积。 2）可采用低压蒸汽或废蒸汽作为加热热源。 3）可以蒸发热敏性物料。 4）可减少蒸发器的热损失。 真空蒸发的缺点： 1）沸点降低，料液粘度增加，总传热系数下降。 2）需附加真空泵、缓冲罐等辅助设备，能量消耗增加。 五、单效真空蒸发流程 §2 单效蒸发的计算 计算内容：溶剂蒸发量、加热蒸汽消耗量、蒸发器所需传热面积。 计算方法： 物料衡算 热量衡算 传热方程式 一、水的蒸发量的计算 所以，水的蒸发量 二次蒸汽 W T I/ 进料 F x o t o I o 加热蒸汽 冷凝水 D T S I S D TS I W 完成液 （F－W） x 1 t 1 I 1 F : 进料量 ㎏/h D : 加热蒸汽消耗量 ㎏/h W : 水的蒸发量 ㎏/h （F－W）: 完成液量 ㎏/h t o : 进料温度 oC t 1 : 完成液温度 oC TS : 加热蒸汽温度 oC T : 二次蒸汽温度 oC x o : 原料液浓度 ㎏/㎏ x 1 : 完成液浓度 ㎏/㎏ I o : 原料液的焓 k j/㎏ I 1 : 完成液的焓 k j/㎏ I S : 加热蒸汽的焓 k j/㎏ I W : 冷凝水的焓 k j/㎏ I/ : 二次蒸汽的焓 k j/㎏ 二、加热蒸汽消耗量 1、浓缩热可以忽略 二次蒸汽 输入蒸发器的热量： W T I/ r （1）加热蒸汽输入 Q1 = DR + DC水TS 进料 （2） 原料液输入 Q2 = FC t o F x o t o I o 输出的热量： （1）二次蒸汽输出 Q3 = W r + WC水T 加热蒸汽 冷凝水 （2） 冷凝水输出 Q4 = DC水TS D T S I S R D TS I W （3）完成液输出 Q5 = FC t 1－WC水t 1 （4）蒸发器热损失 Q/ 完成液 （F－W） x 1 t 1 I 1 W r + FC（t 1－t o）+ Q/ D = ———————————————— R 1）沸点进料 t 0 = t 1 W r D r D = —————