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第七章真空浓缩设备

§7-1概述

一、概念

1、浓缩从溶液中除去部分溶剂的单元操作。

2、真空浓缩在负压下，以较低温度进行浓缩的单元操作。

3、加热蒸汽（饱和蒸汽或生蒸汽）乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的

不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。

4、二次蒸汽物料中水分蒸发所形成的蒸汽。

5、不凝性气体相对于水蒸汽，在一定的压力和温度下不能被凝结的气体，

称为不凝性气体，一般是指空气。

6、雾沫挟带对于气、液两相的分离设备或反应设备，若气相为连续相、

液相为分散相（例如板式蒸馏塔），而气相速度较大，部分液体会被气体吹

散成液滴并被气体带出。这种现象称为雾沫夹带。产生雾沫夹带会降低设备

的分离效率。

二、浓缩的目的

1、除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存

和运输费用。

2、通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。

3、满足后续加工工艺过程的要求。

三、浓缩的基本过程

蒸发过程的两个必要组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽

化产生的二次蒸汽。一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完

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成。如图所示：真空蒸发基本流程。

二次蒸气（被冷凝）

蒸发器完成液

原料液

加热蒸气冷凝水

蒸发器实质上是一个换热器，如图所示，由加热室1和汽液分离器4两部

分组成。加热室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通过换热，使间壁另

一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室4中与溶

液分离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设

有除沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，便于同加热蒸汽相区别。

二次蒸汽进入冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体

由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。

1.加热器2.加热列管3.中间管4.分离室5.捕沫

器6.冷凝器

四、常压蒸发和真空浓缩

蒸发操作可以在常压、加压或减压条件下进行。常压蒸发是指冷凝器和蒸发

器溶液侧的操作压力为大气压或稍高于大气压力，此时系统中的不凝性气体

依靠本身的压力从冷凝器中排出。

减压下的蒸发通常称为真空蒸发，食品工业广泛应用真空蒸发进行浓缩操

作。因真空蒸发时冷凝器和蒸发器物料侧的操作压力低于大气压，必须依靠

真空泵不断从系统中抽走不凝性气体来维持负压的工作环境。采用真空蒸发

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的基本目的是降低物料的沸点。

真空浓缩与常压蒸发比较所具有的优点：

1、溶液沸点降低，增大了蒸发器的传热温差，所需的换热面积减小。

2、溶液沸点低，可以应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热源，有利于

降低产品成本和生产费用。

3、蒸发温度低，即物料受热温度低，有利于浓缩热敏性物料。

4、蒸发器操作温度低，系统的热损失小。

五、单效浓缩和多效浓缩

浓缩操作的效数是指二次蒸气被利用的次数。

如果浓缩生成的二次蒸汽不再被用作加热介质，而是直接送到冷凝器中冷凝

的蒸发过程，称为单效浓缩，是浓缩中最简单的一种方法。如果两个蒸发器

串联起来，第一个蒸发器产生的二次蒸汽引入第二个蒸发器作为加热蒸汽，

第二个蒸发器产生的二次蒸汽送到冷凝器被冷凝后排出，则称为双效蒸发，

它是多效蒸发中最简单的一种方法。

多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统，后效的操作压力和沸点均较前效

低，仅在压力最高的首效使用生蒸汽作加热蒸汽，产生的二次蒸汽作为后效

的加热蒸汽，亦即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，只有末效二次

蒸汽才用冷却