升膜蒸发器设计计算说明书

1、食品工程原理课程设计目录A 食品工程原理课程设计任务书2(1)。设计主题2(2)。设计条件2(3)。设计要求2(4)。设计意义3(5)。主要参考文献32.设计方案3的确定三个设计计算43.1 .总蒸发水量43.2 .采暖面积初步计算4(1)估算有效浓度4(2)沸点的初始计算4(3)温差计算5(4)计算双效蒸发水量和加热蒸汽消耗量6(5)总传热系数k的计算(6)有效温差分布及传热面积计算93.3 .重新计算双效传热面积9(1)第一次重新计算93.4计算结果11四个蒸发器主要工艺尺寸的计算11五张图表。(1)工艺流程图-。(2)详图-。A 食品工程原理课程设计任务书(1)。设计主题：番茄汁浓缩工艺

2、设备的设计与计算(2)。设计条件：题目1:番茄汁低温浓缩设备的设计设计任务和操作条件：生产能力：1170公斤/小时原料固含量：10%浓度要求：将固体含量浓缩至36%液体添加温度：25原料最高允许温度：58浓缩后浓缩液出口温度：25加热介质：100饱和蒸汽。材料的平均比热为3.50千焦/(千克)，忽略了浓缩热尝试设计双效升膜蒸发系统，以满足上述工艺要求。(3)。设计要求：1.设计双效升膜蒸发系统(满足上述工艺要求，包括料液输送系统、蒸发系统、冷凝水分离去除系统和真空系统)；2.提交设计计算说明书(应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算和设备选型、简要的技术经济分析、参考资料

3、等)。)；3.工艺布置草图(可附在设计计算表上)；4.注意收集和阅读参考资料，形成设计方案；5.提交日期：2014年12月30日。(4)。设计意义：1.蒸发可以去除番茄汁中的大量水分，降低包装、储存和运输成本。蒸发还可以提高番茄汁的糖浓度，增加番茄汁的耐贮性。采用升膜蒸发，果汁在蒸发器中一次加热蒸发分离，不循环，在蒸发器中停留时间短，有利于热敏性番茄汁的生产。蒸发是一个耗能很大的过程。多效蒸发是降低能耗最有效的方法。在总蒸发量相同的情况下，随着效率的提高，所需的新蒸汽量和运行费用降低；然而，效率越高，设备成本越高，并且随着效率的提高，节省的新鲜蒸汽量越来越少。因此，本设计的有效数字选择为效果i

4、i。2.当料液进入后效时，会产生自蒸发，番茄汁的浓度会依次增加。当高浓度番茄汁处于较低温度时，对热敏番茄汁有利。3.通过课程设计，要求学生综合运用本课程和前课程的基础知识，进行整合和独立思考，在规定的时间内完成指定化工单元操作的设计任务，培养学生运用课本知识解决实际问题的能力，从而获得化工设计的初步训练，为今后更复杂的设计打下良好的基础。(5)。主要参考文献：1.夏青，陈昌贵，主编，姚玉英，化工原理，天津大学出版社，2005，12.华南理工大学化工原理教研室，化工过程与设备设计，华南理工大学出版社。19953.化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社. 19924.丛德子等.化工原理的详细

5、解释与应用.化学工业出版社. 2002，7，151-1585.张成义和李春英，化学工程制图，化学工业出版社，1997年6.张桂钊，三效逆流进料蒸发器的设计，车8.各类化工期刊、期刊、化工设备手册和化工机械设备产品广告二、设计方案的确定一、浓缩果汁的好处：1.降低包装、运输和储存成本；2.防止腐败；3.提高品味。二.确定设计方案：考虑到高温会破坏果汁质量，采用低温真空蒸发浓缩番茄汁，根据处理原料(原料)的性质和设计要求，番茄汁粘度高，不易起泡。考虑到经济性和效率问题，选择双效升膜蒸发系统，根据设计要求，蒸发采用平行流双效升膜蒸发器。加热管选用长度为2m、383mm的无缝不锈钢管。3.设计计算3.

6、1总蒸发量3.2加热面积的初步计算(1)估算：的有效浓度第一次蒸发后：经验公式： 1:1.1和解决：(暂时取15%)(2)沸点的初步计算查表：当温度=100时，压力=101.33千帕；在温度=25，压力=3.1684千帕时让双效蒸汽的压力相等得到溶液后，查沸点；，二效加热蒸汽=-1=82.19-1=81.19蒸汽压力/千帕温度/蒸发热/(千焦千克-1)一效加热蒸汽101.331002258.4一、影响二次蒸汽52.249282.192301.7效加热蒸汽50.081.192304.0二次蒸汽3.7622262432.7蒸汽进入冷凝器3.1684252435.0(3)温差计算(1)溶液作为蔗糖溶

7、液处理，溶液沸点升高引起的温度损失差为：/%1536/K0.20.84g/1.06111.1585第一个生效时间：摄氏度第二有效时间：摄氏度摄氏度液柱静压引起的温差损失为：(液层高度为2m)第一个效果：在这个压力下，第二个效果：在这个压力下，摄氏度承担管道造成的损失。摄氏度各有效料液的沸点和有效总温差各效温差损失：效： 4.75 0.18 1=5.93效： 27.66 0.50 1=29.16各效溶液的沸点：效： 82.19 5.93=88.12效： 26 29.16=55.16各效应的有效温差为：效应： 100-88.12=11.88效： 81.19-55.16=26.03最大可能温差：损耗

8、温差：有效总温差：(4)计算两种效应的蒸发量和加热蒸汽的消耗量根据问题，料液的平均比热是，查找表显示水的比热为使第一个效果热平衡，并得到其间因此- 同样，计算第二个效应热平衡，并且其间因此- 分类代入公式(1)得到：它可以从公式(2)获得：(5)总传热系数的计算查表显示不锈钢管的导热系数为集中15%1061.136%1158.5第一个生效时间：管内沸腾传热系数的关联式如下：49188饱和蒸汽的传热系数可通过以下公式获得：传热外表面的总传热系数k由以下公式计算：)同样，第二个有效时间：管内沸腾传热系数的关联式如下：饱和蒸汽的传热系数可通过以下公式获得：传热外表面的总传热系数k由以下公式计算：)(

9、6)计算传热面积为了将其与加热蒸汽消耗符号S区分开来，采用了以下区域符号3.3重新计算双效传热面积(1)第一次重新计算由于两种效应的传热面积相差太大，应调整每种效应的有效温差，并重复上述计算步骤计算再分配有效温差校正每个效应的沸点、蒸发水和热传递因为第二效成品液体的沸点不变，所以为第二效加热蒸汽温度为在此温度下，相应的汽化热r=2321.40KJ千焦/千克第一效二次蒸汽温度第一个有效沸点为100这些管子排列成正三角形采用胀管法，取t=1.5d0t=1.5d0=1.538=57mm毫米取=1.5d0=1.5d0=1.538=57mm毫米加热室直径四舍五入后，取加热室的直径d为550毫米.(2)分

10、离室分离室容积计算公式为：其中，u为蒸发体积强度，一般允许值为，取此值。工艺计算中二次蒸汽的温度和流量以及根据温度计算的二次蒸汽密度如下表所示：效果顺序二次蒸汽温度()75.1926二次蒸汽流量(千克/小时)428.6416.4二次蒸汽密度(kg/m3)0.24350.0245为了方便起见，每个分离室的尺寸都是相同的，因此体积v是最大值。确定要考虑的原则：在允许的条件下，分离室的直径应尽可能与加热室的直径相同根据拿必须V.草图(1)工艺流程图(2)详图双效升膜蒸发器：选择蒸发器的原因：溶液以液膜形式通过加热室一次，不循环。传热效率高，蒸发速度快，溶液在蒸发器中停留时间短，特别适用于热敏材料的蒸发。线除雾器：选择除雾器的原因：选用金属丝除雾器，利用液体的惯性将气体和液体分离，去除液体泡沫。二次蒸汽通过多层丝网，液滴附着在丝网上，二次蒸汽渗透，容易达到99%以上的消泡效率。填料冷凝器：1.冷水2。二次蒸汽3。冷凝水4。不凝气体。喷嘴6。包装选择冷凝器的原因：选择填料冷凝器，填料冷凝器具有一定高度的填料层，填料层中填充有许多瓷环或其他材料，瓷环的内外表面是两种流体的接触