生物工程设备 蒸发与结晶设备

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1、第十章蒸发与结晶设备蒸发与结晶设备常压与真空蒸发设备常压蒸发设备真空蒸发设备蒸发浓缩的节能结晶设备结晶原理与起晶方法结晶设备前言意义：蒸发和电渗析，离子交换，超滤一样是浓缩的方法之一，可达到浓缩过程经济合理的目的蒸发与结晶的区别：蒸发是将部分溶剂从溶液中排出，使溶液浓度增加，溶液中的溶质没有发生相变结晶过程是通过将过饱和溶液冷却，蒸发，或投入晶种是溶质结晶析出第一节常压与真空蒸发设备原理：蒸发浓缩是将稀溶液中的部分溶剂气化并不断排除，使溶液浓度增加蒸发器设计的要求：1）充足的加热热源：2）保证溶剂蒸汽的迅速排除3）一定的热交换

2、面积两种蒸发手段：常压蒸发及减压蒸发---真空蒸发真空蒸发的优点：1）物料沸腾温度降低，避免或减少物料受高温所产生的质变2）沸腾温度降低，提高了热交换的温度差，增加了传热强度3）为二次蒸汽的利用创造了条件，可采用双效或多效蒸发，提高热能利用率4）由于物料沸点降低，蒸发器热损失减少一常压蒸发设备主要为啤酒厂的麦芽汁煮沸锅：将糊化，糖化，过滤后的麦芽汁煮沸，浓缩到一定的发酵糖度两种类型：夹套加热式和内置加热式--加热器位于锅体内夹套加热式麦芽汁煮沸锅流程图：排不凝性气体管冷凝槽搅拌器外夹套加热区中心加热区（耐压能力差）（较高温度）

3、冷凝水排放管常压蒸发设备麦芽汁煮沸锅夹套加热式常压蒸发设备内置加热式列管式内加热器的煮沸锅具两段内加热器的煮沸锅二真空蒸发设备针对受热后会发生化学或物理变化的热敏性物质及高温下蒸发浓缩时会发生呈色反应的大分子物质一：管式薄膜蒸发器：液体沿加热管壁成膜进行蒸发按液体流向：升膜式，降膜式，升降膜式二：降膜式蒸发器：1。齿形溢流口2。导流棒3。旋液导流器4。分配筛板三：刮板式蒸发器：四：离心式薄膜蒸发器：液膜形成过程真空蒸发设备升膜式蒸发器工作原理：物料从加热器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，

4、从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。升膜式蒸发器真空蒸发设备管式升膜蒸发器BM系列薄膜蒸发器：蒸发器为升膜式列管换热器。设备与物料接触部分均采用不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能。对于加热管子直径、长度选择要适当，管径不宜过大，一般在25～28毫米之间，管长与管径之比一般为100－150，这样才能使加热面供应足够成膜的汽速。套管式升膜蒸发器套筒式升膜蒸发器降膜式蒸发器工作原理：物料从加热管上部进入，经分配器导流管进入加热管，沿管壁成膜状向下流。降膜式蒸发器的分配器齿形溢流

5、口导流棒螺纹导流管切线进料旋流器升降膜式蒸发器工作原理：物料先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发，浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。有利于液膜体均匀分布。易达到升膜有利于操作。两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，减低设备高度。升降膜式蒸发器的特点刮板式蒸发器刮板式蒸发器是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。由转动轴、物料分配盘、刮板、轴承、蒸发室和夹套加热室等部分构成。刮板式蒸发器工作原理液料从进料管以稳定的流量

6、进入随轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同时受重力作用下流。这种蒸发器传热系数较高。结构简单。设备加工精度高。圆筒的直径一般不大。一般选择在300～500毫米为宜。蒸发器加热室的圆筒内表面必须经过精加工。轴要有足够的机械强度。蒸发器在离心力场的作用下具有很高传热系数。刮板式蒸发器特点离心式薄膜蒸发器：利用旋转的离心盘所产生的离心力对液体的周边分布作用而形成薄膜流程图：离心盘(由碟片，套环组成）冷凝水加热夹套小孔转鼓加热蒸气

7、稀物料进料管碟片外表面液膜喷嘴浓缩液储罐环形液槽离心式薄膜蒸发器离心式蒸发器是利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液的周边分布作用而形成薄膜。离心式薄膜蒸发设备流程由物料平衡槽、进料螺杆泵、离心薄膜蒸发器、水力喷射泵、冷却水循环泵、浓缩液贮罐和出料螺杆泵。1.平衡槽2.进料螺杆泵3.蒸发器4.喷射泵5.水池6.水泵7.浓缩液贮罐8.出料螺杆泵蒸发浓缩过程的节能采用多效蒸发，循环利用热能：将高能二次蒸汽用作加热介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。热泵蒸发：用机械泵或用蒸汽喷射泵将低压蒸汽压缩成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法

8、。研制更理想的蒸发设备和效率更高的热泵。第二节结晶设备一。结晶的原理1。晶体的特点晶体是具有一定几何晶形，一定颜色的固体物质从溶液中成晶体状态析出，或从熔融状态受冷时成晶体状态凝结的过程称为结晶晶体的特点：1。晶体上物质质点储存的能量最小2。质点只能在晶体的一定位置震动，且震