食品工程蒸发器设计方案

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1、食品工程蒸发器设计方案设计说明书一、题目:蒸发器的设计设计蒸发量为4吨/小时的双效真空浓缩装置，用于浓缩番茄酱的生产。已知进料浓度为4.25%，成品浓度为28%，第一效真空度为600mmHg,第二效真空度为700mmHg。加热蒸汽的压力为0.15MPa二、原始数据：1、原料：浓度为4.25%的番茄酱2、产品：浓度为28%的番茄酱3、生产能力：蒸发量四吨每小时，一天工作10个小时4、热源：加热蒸汽为饱和水蒸汽，压力0.15MPa5、压力条件：第一效为600mmHg的真空度，第二效为700mmHg的真空度三、设计要求内容：1、浓缩方案的确定：蒸发器的型式、蒸发操作流程、蒸发器的效数等

2、。2、蒸发工艺的计算：进料量、蒸发水量、蒸发消耗量、温差损失、传热量、传热面积等。3、蒸发器结构的计算：加热室尺寸、加热管尺寸及排列、蒸发室尺寸、接管尺寸等。4、附属设备的计算：冷凝器、真空系统的选用5、流程图及装配图绘制四．设计要求1、设计说明书一份；2、设计结果一览表；蒸发器主要结构尺寸和计算结果及设备选型情况等；3、蒸发器流程图和装配图-20-设计方案的确定1.蒸发器的确定：选用外加热式蒸发器，它的特点是加热室与分离室分开，便于清洗和更换。这种结构有利于降低蒸发器的总高度，所以可以采用较长的加热管。并且，因循环管不受热而增大了溶液的循环速度，可达1.5m/s。2.蒸发器的效

3、数：双效真空蒸发。真空操作的压力小，故在蒸发器内物料的沸点就低，对于番茄这种热敏性较高的物料，采用真空蒸发降低沸点是有必要的。采用多效蒸发是减少加热蒸汽耗用量，提高热能经济性的有效措施。然而也不能无限地增加效数。理由如下：（1）效数越多，节省地加热蒸汽量就越少。由单效改为双效时，加热蒸汽用量可减少50%，但由四效改为五效只能节省10%，热能经济性提高不大。（2）效数越多，温度差损失越大，分配到各效的有效温度差就越小。为了维持料液在溶液沸腾阶段，每效的有效温度差不能小于5--7摄氏度。这样也限制了效数的增加。（3）热敏性溶液的蒸发，一般不超过三效。3.加热方式：直接饱和蒸汽加热，压

4、力0.15Mpa。4.操作压力：Ⅰ效为600mmHg真空度，Ⅱ效为700mmHg真空度。5.加料方式：并流式。其优点在于：（1）后一效蒸发室的压强比前一效的低，故溶液在效简述送不用泵而利用各效简的压力差;（2）后一效溶液的沸点较前一效的低，溶液进入后效时发生闪蒸现象，产生较多二次蒸汽；（3）高浓度溶液的温度依效序降低对浓缩热敏性食品有利。6.辅助设备：冷凝器用水喷式冷凝器；惯性捕集器-20-方案说明1.本流程采用直接蒸汽加热，双效外加热式蒸发器，并流法蒸发。使用25℃水作为冷却剂，冷凝水出口温度为40℃。2.设备流程：1）物料：预热杀菌后的番茄酱由循环泵由下部进入，流经管内，由上

5、部进入蒸发分离室，先经加热器的管内上升，通过弯头进入另一台加热器，经加热料液由管内下降，以切线方向进入Ⅰ效蒸发分离器进行汽液分离。然后由物料泵送至Ⅱ效再蒸发。料液料液聚集到倾斜的底部，由排出口与循环管连接，经液位平衡器至Ⅰ效蒸发室，当Ⅰ效蒸发室达到平衡液位时，料液直接进入Ⅱ效加热器。蒸发产生的二次蒸汽与物料一起进入分离器。由二效分离器出来的物料浓度达到所要求28％。2）加热蒸汽：Ⅰ效蒸发与其预热管内物料的热能由蒸汽供给，Ⅱ效蒸发和预热管内物料的热能全部为一效二次蒸汽供给。Ⅱ效二次蒸汽全部进入水喷式冷凝器冷却。3）本流程采用直接蒸汽加热，双效外加热式蒸发器，顺流法蒸发。优点是料液沸

6、点依效序递降，因而当前效料液进入后效时，便在降温的同时放出其显热，供一小部分水分汽化，增加蒸发器的蒸发量。使用25℃水作为冷却剂，冷凝水出口温度为40℃。真空蒸发的条件：不断供给热量；要维持番茄酱的沸腾，需要不断供给热量。必须顺速排除二次蒸汽；如不及时排除二次蒸汽，又会凝结成水回到番茄酱中去。本操作中将二次蒸汽引入另一效蒸发器作为热源使用，热能利用率高。-20-（一）物料衡算1、原料处理量:每小时处理量：∵（常用化工单元设备设计153页）式中—原料处理量，kg/h；x0——进Ⅰ效蒸发器料液的浓度，质量百分比；x2——出Ⅱ效蒸发器料夜的浓度，质量百分比；W——水分蒸发量kg/h；日

7、处理量：每天10小时：4715×10=47.15吨/日2、初步估算一、二效的蒸发水量由《常用化工单元设备设计》P153取W1:W2=1:1.1故W1==1904.8(kg/h)W2=4000-1904.8=2095.2(kg/h)其中，W1——第Ⅰ效的蒸发量，kg/hW2——第Ⅱ效的蒸发量，kg/hⅠ效二次蒸汽浓度==6.31%3、成品产量：F2=-W=4716-4000=716kg/h（二）热量衡算1.有关参数（1）总蒸发量：4000kg/h-20-（2）进料：=4.25%=6