【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蒸汽 冷凝水 料液出口 料液 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備 9．升膜式蒸發(fā)器 （ 1）基本結(jié)構(gòu) 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(tái)等所組成。它是自然循環(huán)蒸發(fā)器的一種，結(jié)構(gòu)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(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力，液體和蒸汽并流向上流動(dòng)，同時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽量增加，從而在管壁上產(chǎn)生流動(dòng)的膜，即液體向上“爬”。并流向上運(yùn)動(dòng)有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。料液由加熱管底部進(jìn)入，加熱蒸汽在管外將熱量傳給管內(nèi)料液。 優(yōu)點(diǎn)：①占地面積小，空間高度低，結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)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(dòng)強(qiáng)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(shí)不易結(jié)焦。 缺點(diǎn)：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(diǎn)濃度要求嚴(yán)格的物料濃縮，如淡煉乳的濃縮；②操作要求較高，應(yīng)嚴(yán)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(chē)，否則易結(jié)焦；③在連續(xù)出料操作中，會(huì)有少量料液長(zhǎng)期在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)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(shè)備 （ 1）基本結(jié)構(gòu) 它的結(jié)構(gòu)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(yù)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(jiàn)三種類型溝槽型分布器、擴(kuò)尾型分布器和齒縫型分布器見(jiàn)圖 817。 ② 蒸發(fā)器體 它在結(jié)構(gòu)上如同普通立式列管換熱器，唯管子長(zhǎng)度較長(zhǎng)，目前國(guó)外最長(zhǎng)可達(dá) 18m。為提高降膜蒸發(fā)器管內(nèi)物料的周邊流量，除對(duì)物料進(jìn)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(yīng)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(dòng)，需濃縮的液體預(yù)熱至沸騰溫度，均勻的液膜通過(guò)蒸發(fā)器頂上的液體分布裝置進(jìn)入加熱管，在沸騰溫度下向下流動(dòng)并部分蒸發(fā)，往下運(yùn)動(dòng)引入的重力因并流的蒸汽流不斷加強(qiáng)。 降膜蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn) :① 物料一次通過(guò)，受熱時(shí)間短，可防止熱分解，如乳液蒸發(fā)提高奶粉復(fù)原性，宜于熱敏性物料；②連續(xù)操作，設(shè)備有效時(shí)間利用率高；③蒸發(fā)與預(yù)熱都在小溫差下進(jìn)行，因而不易結(jié)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(wú)液柱靜壓強(qiáng)引起的溫差損失，固形物引起的沸點(diǎn)升高小；⑧可用于固形物含量與粘度較高的物料；⑨可進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 缺點(diǎn)：①設(shè)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(shè)備投資較高。由于降膜蒸發(fā)器的眾多優(yōu)點(diǎn) 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備 11. 旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器 旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器是國(guó)內(nèi)近年開(kāi)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(qiáng)度可達(dá) 150～ 300kg／ (m2h)。 與常規(guī)的蒸發(fā)器相比，它具有以下特點(diǎn)：①傳熱系數(shù)大 (最大可達(dá) 2500W／ (m2K)，蒸發(fā)強(qiáng)度高 〔 150～ 200kg水／ (m2h)〕 ；②物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間短 (數(shù)秒至十多秒 )，不結(jié)焦、無(wú)污垢；③適用的粘度范圍廣 (最高粘度可達(dá)10Pas左右 )；④可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，操作彈性大，濃度調(diào)節(jié)范圍廣并且無(wú)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(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，可選用普通的奧氏體不銹鋼制作，降低了設(shè)備的投資費(fèi)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(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器具有上述的特點(diǎn)，該設(shè)備有可能成為蒸發(fā)設(shè)備新的替代產(chǎn)品。 第二節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備 刮板式薄膜蒸發(fā)器有固定刮板式和活動(dòng)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(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 819所示。 （ 2）工作原理：料液由進(jìn)料口沿切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，或經(jīng)器內(nèi)固定在旋轉(zhuǎn)軸上的料液分配盤(pán)，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(jìn)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(shí)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(diǎn)升高可忽略，料液在加熱區(qū)域停留時(shí)間隨蒸發(fā)器的高（長(zhǎng)）度、刮板的導(dǎo)向角及轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)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(dòng)式刮板則應(yīng)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(diǎn)：筒體的加熱室為夾套，務(wù)求蒸汽在夾套內(nèi)流動(dòng)均勻，防止局部過(guò)熱和短路。轉(zhuǎn)軸由電機(jī)及變速調(diào)節(jié)器控制。軸應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，且多采用空心軸。轉(zhuǎn)軸兩端裝有良好的機(jī)械密封，一般采用不透性石墨與不銹鋼的端面軸封。 優(yōu)點(diǎn)：①料液在濃縮時(shí)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(shí)間短， 2～ 45s（時(shí)間隨罐的高度，刮板的導(dǎo)向角，轉(zhuǎn)速等而變化）。 ③可處理粘度大的物料（適于易結(jié)晶，結(jié)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(jié)垢現(xiàn)象。 缺點(diǎn)：①設(shè)備成本高，不易清洗，只用于單效蒸發(fā)，耗汽量大。②動(dòng)力消耗較大；一般傳熱面積在 ～ 3kw／ m2時(shí)，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。