食品工程原理：第5章 蒸发

1、第第5 5章章 蒸发蒸发 p掌握蒸发的基本原理、特点及一般流程 p熟练掌握温差损失的原因及单效蒸发计算 p掌握多效蒸发的基本流程和特点 p了解蒸发过程节能措施 p了解两大类蒸发器的特点及其选择注意事项。 本章重点和难点本章重点和难点 第第5 5章章 蒸发蒸发 第一节第一节 概述概述 使含有不挥发溶质的溶液中的溶剂汽化并移出， 从而使溶液浓度提高的单元操作称为蒸发，所采 用的设备称为蒸发器。 按二次蒸汽利用的情况：可分为单效和多效蒸发 按操作压力可将蒸发分为：常压蒸发、加压蒸发 或减压(即真空)蒸发 第二节第二节 单效单效蒸发 一、溶液的沸点升高与温度差损失一、溶液的沸点升高与温度差损失 造成温

2、度差损失的原因有： 因蒸汽压下降引起的温度差损失 因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失 因管路流体阻力引起的温度差损失 温度差损失的存在，将使传热推动力降低。 二、单效蒸发计算二、单效蒸发计算 单效蒸发中要计算的内容主要有： 1. 生产能力W 2. 加热蒸汽消耗量D 3. 蒸发器传热面积A 4. 计算的依据是物料衡算、热量衡算及传热速率三种基本关 系。 第二节 单效蒸发 1. 生产能力生产能力W W,T,H D,T,H (F-W) D,T,hw x1,t1,h1, F,x0,t0,h0 蒸发室蒸发室 加热室加热室 图图5-1 单效蒸发物衡与热衡示意图单效蒸发物衡与热衡示意图 Ql )1( )

3、( 1 0 10 x x FW xWFFx 第二节 单效蒸发 2. 加热蒸汽消耗量加热蒸汽消耗量D W,T,H D,T,H (F-W) D,T,hw x1,t1,h1, F,x0,t0,h0 蒸发室蒸发室 加热室加热室 图图5-1 单效蒸发物衡与热衡示意图单效蒸发物衡与热衡示意图 Ql Lw10 )(QDhhWFWHFhDH W L01 )( hH QFhhWFWH D 第二节 单效蒸发 第二节 单效蒸发 3. 传热表面积A W,T,H D,T,H (F-W) D,T,hw x1,t1,h1, F,x0,t0,h0 蒸发室蒸发室 加热室加热室 图图5-1 单效蒸发物衡与热衡示意图单效蒸发物衡与

4、热衡示意图 Ql Q D(H-hw)Dr )( A 1m tTK Dr tK Q 第二节 单效蒸发 三、蒸发强度与加热蒸汽的经济性三、蒸发强度与加热蒸汽的经济性 蒸发器的生产强度简称蒸发强度，是指单位时间、单位传 热表面上蒸发出水分的质量。 加热蒸汽的经济性E系指1kg生蒸汽可蒸发的水分量。 第三节第三节 多效蒸发多效蒸发 为了节约加热蒸汽，可采用多效蒸发操作。即引 入前效的二次蒸汽作为后效的加热热源，后效的 加热室作为前效二次蒸汽的冷凝器。 效数效数单效单效双效双效三效三效四效四效五效五效 理论值理论值10.50.330.250.2 实际值实际值1.10.570.40.30.27 第三节第三

5、节 多效蒸发多效蒸发 一、多效蒸发流程一、多效蒸发流程 1. 并流加料法的多效蒸发流程并流加料法的多效蒸发流程 加热蒸汽 原料液 至冷凝器 完成液 图图5-2 并流加料三效蒸发装置流程图并流加料三效蒸发装置流程图 1 2 3 第三节第三节 多效蒸发多效蒸发 2. 逆流加料法多效蒸发流程逆流加料法多效蒸发流程 至冷凝器至冷凝器 加热蒸汽加热蒸汽原料液原料液 完成液完成液 图图5-3 逆流加料三效蒸发装置流程图逆流加料三效蒸发装置流程图 2 3 1 第三节第三节 多效蒸发多效蒸发 3. 平流加料法的多效蒸发流程平流加料法的多效蒸发流程 加热蒸汽 原料液 至冷凝器 完成液 图图5-4 平流加料三效蒸

6、发装置流程图平流加料三效蒸发装置流程图 2 3 1 第三节第三节 多效蒸发多效蒸发 二、多效蒸发与单效蒸发的比较 1. 多效蒸发操作的温度差损失 2. 多效蒸发加热蒸汽的经济性 3. 蒸发器的生产能力和生产强度 4. 多效蒸发中的效数限制及最佳效数 5. 提高加热蒸汽经济性的其它措施 （1）抽出额外蒸汽 （2）冷凝水显热的利用 （3）二次蒸汽的再压缩（热泵蒸发） 第四节第四节 蒸发器简介蒸发器简介 一、蒸发器的类型一、蒸发器的类型 蒸发器有用直接热源加热的，也有用间接热源加热的。 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型 (非膜式)和单程型(膜式)两大类。 第四节 蒸发器简介 二、蒸发器的选型二、蒸发器的选型 不同类型的蒸发器，各有其特点，它们对不同物料的适应 性也不相同； 在选择蒸发器的型式或设计蒸发器时，在满足生产任务要 求、保证产品质量的前提下，还要兼顾所用蒸发器的结构 简单、易于制造，操作和维修方便，传热效果好等； 除此之外，还要对被蒸发物料的工艺特性有