【文章內(nèi)容簡介】 蒸汽 冷凝水 料液出口 料液 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 9．升膜式蒸發(fā)器 （ 1）基本結構 升膜式蒸發(fā)器主要由蒸發(fā)室（或稱分離器）、加熱器及循環(huán)管道、止逆閥、水力噴射器、水箱、離心出料泵、水泵及操作臺等所組成。它是自然循環(huán)蒸發(fā)器的一種，結構如圖 815所示。 （ 2）工作原理 升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器，它依據(jù)虹吸泵原理操作，根據(jù)在沸騰過程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力，液體和蒸汽并流向上流動，同時，產(chǎn)生的蒸汽量增加，從而在管壁上產(chǎn)生流動的膜，即液體向上“爬”。并流向上運動有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。料液由加熱管底部進入，加熱蒸汽在管外將熱量傳給管內(nèi)料液。 優(yōu)點：①占地面積小，空間高度低，結構緊湊，造價低，投資少；②常為連續(xù)操作，亦可間歇操作；③清洗方便，勞動強度低，并可用清洗液循環(huán)清洗；④物料循環(huán)較好，正常操作時不易結焦。 缺點：①不適宜于高粘度物料的濃縮，如甜煉乳的濃縮；也不適宜于終點濃度要求嚴格的物料濃縮，如淡煉乳的濃縮；②操作要求較高，應嚴格控制料位，出料系統(tǒng)及加熱器底部密封要求高，操作中不宜隨意停車，否則易結焦；③在連續(xù)出料操作中，會有少量料液長期在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)，影響產(chǎn)品質量。 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 圖 815 升膜式蒸發(fā)器 圖 86 降膜式蒸發(fā)器 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 （ 1）基本結構 它的結構與升膜式蒸發(fā)器大致相同，如圖 816。降膜蒸發(fā)器由布液裝置、蒸發(fā)器體、分離器、預熱器、閃蒸罐、熱壓泵以及真空形成裝置與冷凝器組成。 ① 布液裝置 其作用是將料液均勻分配于各管并呈膜狀下降 ,常見三種類型溝槽型分布器、擴尾型分布器和齒縫型分布器見圖 817。 ② 蒸發(fā)器體 它在結構上如同普通立式列管換熱器，唯管子長度較長，目前國外最長可達 18m。為提高降膜蒸發(fā)器管內(nèi)物料的周邊流量，除對物料進行外循環(huán)外，常把蒸發(fā)器體分隔成兩部分或更多。已在工業(yè)中得到廣泛應用。 （ 2）工作原理 圖 816中，在降膜蒸發(fā)器中，液體和蒸汽向下并流流動，需濃縮的液體預熱至沸騰溫度，均勻的液膜通過蒸發(fā)器頂上的液體分布裝置進入加熱管，在沸騰溫度下向下流動并部分蒸發(fā)，往下運動引入的重力因并流的蒸汽流不斷加強。 降膜蒸發(fā)器的優(yōu)點 :① 物料一次通過，受熱時間短，可防止熱分解，如乳液蒸發(fā)提高奶粉復原性，宜于熱敏性物料；②連續(xù)操作，設備有效時間利用率高；③蒸發(fā)與預熱都在小溫差下進行，因而不易結焦，易于清洗，也宜于二次蒸汽再壓縮和多效流程操作；④由于可多效操作及二次蒸汽再壓縮等原因，熱能消耗少；⑤冷卻水消耗量少；⑥傳熱系數(shù)高，傳熱性能好；⑦無液柱靜壓強引起的溫差損失，固形物引起的沸點升高??；⑧可用于固形物含量與粘度較高的物料；⑨可進行就地清洗；⑩易于調(diào)節(jié)、控制，操作穩(wěn)定可靠、方便，易實現(xiàn)自動化。 缺點：①設備較高，要求高層廠房；②要求工作蒸汽壓力較高且穩(wěn)定；③設備投資較高。由于降膜蒸發(fā)器的眾多優(yōu)點 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 11. 旋轉薄膜蒸發(fā)器 旋轉薄膜蒸發(fā)器是國內(nèi)近年開發(fā)的一種高效蒸發(fā)裝置，如 818所示。通常在真空下操作，蒸發(fā)效率高，能力大，蒸發(fā)強度可達 150～ 300kg／ (m2h)。 與常規(guī)的蒸發(fā)器相比，它具有以下特點：①傳熱系數(shù)大 (最大可達 2500W／ (m2K)，蒸發(fā)強度高 〔 150～ 200kg水／ (m2h)〕 ；②物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短 (數(shù)秒至十多秒 )，不結焦、無污垢；③適用的粘度范圍廣 (最高粘度可達10Pas左右 )；④可進行連續(xù)生產(chǎn)，操作彈性大，濃度調(diào)節(jié)范圍廣并且無須洗罐；⑤可在較低溫度條件下蒸發(fā) (工作溫度為 78℃ )，解決或減緩了濃堿對設備的腐蝕問題，可選用普通的奧氏體不銹鋼制作，降低了設備的投資費用；⑥可使用二次蒸汽或余熱 (使用蒸汽壓力 ～ )從而降低了能耗。由于旋轉薄膜蒸發(fā)器具有上述的特點，該設備有可能成為蒸發(fā)設備新的替代產(chǎn)品。 第二節(jié) 蒸發(fā)設備 刮板式薄膜蒸發(fā)器有固定刮板式和活動刮板式兩種。按其安裝形式又有立式和臥式之分；而立式又分降膜式和升膜式兩種。 （ 1）基本結構見圖 819所示。 （ 2）工作原理：料液由進料口沿切線方向進入蒸發(fā)器內(nèi)，或經(jīng)器內(nèi)固定在旋轉軸上的料液分配盤，將料液均布內(nèi)壁四周。由于重力和刮板離心力的作用，料液在內(nèi)壁形成螺旋下降或上升的薄膜（立式），或螺旋向前推進的薄膜（臥式）。二次蒸汽經(jīng)頂部（立式）或濃縮液口端的汽液分離器后至冷凝器中冷凝排出。由于料液在濃縮時成液膜狀態(tài)，而且不斷更新，故總傳熱系數(shù)較高，適用于低粘度的果汁、蜂蜜、牛乳或含有懸浮顆粒的料液的濃縮。在濃縮中液層很薄，溶液沸點升高可忽略，料液在加熱區(qū)域停留時間隨蒸發(fā)器的高（長）度、刮板的導向角及轉軸的轉速等因素而變化，一般在2～ 45s左右。固定式刮板主要用于不刮壁蒸發(fā)；而活動式刮板則應用于刮壁蒸發(fā)，因刮板與筒內(nèi)壁接觸，因此這種刮板又稱為掃葉片或拭壁刮板。 操作要點：筒體的加熱室為夾套，務求蒸汽在夾套內(nèi)流動均勻，防止局部過熱和短路。轉軸由電機及變速調(diào)節(jié)器控制。軸應有足夠的機械強度和剛度，且多采用空心軸。轉軸兩端裝有良好的機械密封，一般采用不透性石墨與不銹鋼的端面軸封。 優(yōu)點：①料液在濃縮時成膜狀，且不斷更新，總傳熱系數(shù)較大， K＝1163～ 3489W/m178。k。 ②料液在加熱區(qū)域停留時間短， 2～ 45s（時間隨罐的高度，刮板的導向角，轉速等而變化）。 ③可處理粘度大的物料（適于易結晶，結垢，高粘度，熱敏性物料）④可在傳熱溫差很小情況下操作，消除結垢現(xiàn)象。 缺點：①設備成本高，不易清洗，只用于單效蒸發(fā)，耗汽量大。②動力消耗較大；一般傳熱面積在 ～ 3kw／ m2時，能耗隨料液粘度增大而增加；由于加熱室直徑較小，清洗不大方便。