第八讲 浓缩设备09-10.ppt

食品工厂机械与设备——第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备 第八章 浓缩设备 食品工厂机械与设备 第八章 浓缩设备 浓缩与食品加工 食品工业中的浓缩设备 第一节 真空蒸发浓缩设备第二节 冷冻浓缩设备 本章小结 思考题 自测题 浓缩与食品加工 浓缩是除去食品料液中部分水分的单元操作，在食品加工中有着重要的地位。例如鲜乳、果蔬榨取得到的原汁、植物性提取液（如咖啡、茶）、生物处理（酶解、发酵）分离液等均含有大量的水分，为便于运输、贮存、后续加工以及方便使用等，往往需要进行浓缩。 食品工业的浓缩设备 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，食品工业使用最广泛的浓缩设备是真空蒸发浓缩设备。 冷冻浓缩设备对于含热敏性和挥发性成分料液的浓缩有很大吸引力。 膜浓缩设备本质上是膜分离设备，本章不作介绍，可参见本书第四章内容。 第一节 真空蒸发浓缩设备 真空蒸发浓缩设备主要由蒸发器、冷凝器及真空系统等构成。具体形式较多，主要差异表现在蒸发器的形式和效数、二次蒸汽利用以及操作连续性等方面。 真空蒸发浓缩设备特点 一、蒸发器 二、真空蒸发浓缩系统的辅助设备 三、典型真空浓缩系统 真空蒸发浓缩设备特点 优点： （1）在真空状态下料液的沸点降低，加速了水分蒸发，避免了料液的高温处理，适合于处理热敏性物料。 （2）热源可以采用低压蒸汽或废热蒸汽。 （3）由于料液的沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。 （4）对料液起加热杀菌作用，有利于食品的保藏。 缺点： （1）须有抽真空系统，从而增加附属机械设备及动力。 （2）由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热能消耗大。 一、蒸发器 （一）夹套式蒸发器 （二）盘管式蒸发器 （三）外加热式蒸发器 （四）长管式蒸发器 （五）刮板式蒸发器 （六）板式蒸发器 （七）离心薄膜蒸发器 蒸发器的分类 蒸发器按料液流程可分为循环式（有自然循环式与强制循环式之分）和单程式；按加热器结构可分为夹套式、盘管式、中央循环管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、离心外加热式浓缩器等。 （一）夹套式蒸发器 又称为搅拌式真空浓缩锅，属于间歇式中小型食品浓缩设备。 如图8. 1所示，主要由圆筒形夹套壳体、犁刀式搅拌器、汽液分离器等组成。 被浓缩的料液投入锅内，通过供入夹套内的蒸汽进行加热，在搅拌器的强制性翻动下，料液形成对流而受到较为均匀的加热，并释放出二次蒸汽。二次蒸汽从上部抽出。 夹套式蒸发器的特点 夹套式蒸发器的特点 这种蒸发器的加热面积小，料液温度不均衡，加热时间长，料液通道宽，通过强制搅拌加强了加热器表面料液的流动，减少了加热死角，适宜于果酱、炼乳等高黏度料液的浓缩。 （二）盘管式蒸发器 结构 工作过程 特点 结构 如图8. 2所示，主要由盘管加热器、蒸发室、泡沫捕集器、进出料阀及各种控制仪表所组成。 锅体为立式圆筒密闭结构，上部空间为蒸发室，下部空间为加热室。 泡沫捕集器为离心式，安装于浓缩锅的上部外侧。泡沫捕集器中心立管与真空系统连接。 加热室 工作过程 工作时，料液沿锅体切线方向通过进料管进入锅内。外层盘管间料液受热后体积膨胀而上浮，盘管中部位的料液，因受热相对较少，密度大，自然下降回流。从而形成了料液沿外层盘管间上升，又沿盘管中心下降回流的自然循环。蒸发产生的二次蒸汽从浓缩锅上部中央排出，二次蒸汽中夹带的料液雾滴在捕集器的作用下被分离下降流回锅中。当浓缩锅内的物料浓度经检测达到要求时，即可停止加热，打开锅底出料阀出料。 操作过程中，不得往露出液面的盘管内通蒸汽，只有液料淹没后才能通蒸汽。由于盘管结构尺寸较大，加热蒸汽压力不宜过高，一般为0.7~1.0MPa。 盘管式蒸发器的特点 优点：结构简单、制造方便、操作稳定、易于控制；盘管为扁圆形截面，液料流动阻力小，通道大，适于黏度较高的液料；由于加热管较短，管壁温度均匀，冷凝水能及时排除，传热面利用率较高；便于根据料液的液面高度独立控制各层盘管内加热蒸汽通断及其压力，以满足生产或操作的需要。 缺点：传热面积小，液料对流循环差，易结垢；料液受热时间长，在一定程度上对产品质量有影响。 （三）外加热式蒸发器 分类 外加热式蒸发器的特征是加热室和分离室分开。 根据物料在加热室与分离室间循环的方式，可分为强制循环式和自然循环式两种。 强制循环外蒸发器如图8. 4（1）所示，主要由列管式加热器、分离室和循环泵等构成。需要指出的是，这种蒸发器的加热器，除了如图中所示可水平安装以外，还可以垂直安装或倾斜安装。 自然循环外蒸发器如图8. 4（2）所示。除无循环泵以外，基本构成与强制循环式相同。但加热室只能垂直安装。 操作过程 两种外加热式蒸发器均可以连续方式操作，也可以间歇方式操作。连续操作时，最初的一段时间为非稳定期，这时