异型竖板式降膜蒸发器的设计 (毕业论文)

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1、天津理工大学本科毕业设计（论文）选题审批表届：2011学院（系）：机械工程学院专业：过程装备与控制工程2010年10月20日学生姓名学号指导教师职称所选题目异型竖板式降膜蒸发器的设计题目来源生产实践（科学技术、生产实践、实验室建设、社会经济、自拟、其它）选题理由（选题意义、拟解决的问题、对专业知识的综合训练情况等）：浓缩是许多乳制品生产过程中的一个重要环节，因此，浓缩的蒸发设备是牛奶生产过程中的关键设备。考虑到其耗能量较大，故从节能的角度出发，我们对蒸发设备进行了研究。本课题主要是设计一种新型高效的蒸发设备——异型竖板式降膜蒸发器。这种蒸发设备不仅传热效率高，而且可以连续操作。此次设计对工

2、程生产具有一定的指导意义。这次毕业设计所涉及的范围涵盖了大学四年来所修的主要课程内容，通过这次设计可以提高学生对专业知识的综合应用能力，将所学到的知识运用得更加灵活自如，为将来参加工作、独立解决问题打下良好的基础。签字：年月日指导教师意见院（系）专家组意见教研室（研究所）意见签字：年月日签字：年月日签字：年月日注：（1）“选题理由”由拟题人填写。（2）本表一式二份，一份院系留存，一份发给学生，最后装订在毕业设计说明书（毕业论文）中。天津理工大学教务处制表天津理工大学本科毕业设计任务书题目：异型竖板式降膜蒸发器的设计学生姓名届2011学院机械工程学院专业过程装备与控制工程指导教师职称讲师下达

3、任务日期2010年11月10日一、原始依据（文献综述等）现今社会的乳制品行业已达到空前的繁荣，有消毒牛乳、酸牛乳、淡炼乳、甜炼乳、奶粉、麦乳精、奶油、干酪等，还有各种饮料和冷食。牛乳之所以深受人们的喜爱，是因为它有以下特点：牛乳经杀菌后不需要进行任何调理剂可使用；牛乳可以被人体几乎全部消化吸收；牛乳含有各种营养成份，适合人体生理需要；牛乳还有能促进人体生长发育以及维持健康水平的几乎一切必需的营养成份；为了取得与牛乳同等量的营养成份，若用其他谷物提供，在数量上要比牛乳多消耗好几倍。因此，牛乳可以被认为是迄今为止的一种比较理想的营养食品。根据牛乳的特性，对牛乳的浓缩提出了各种方案，其中最突出的

4、是管式蒸发器和板式蒸发器。近期，板式蒸发器的研究有了很大的突破，大有代替管式蒸发器的趋势。此次毕业设计就是根据板式蒸发器的特点，总结前人的经验，设计出新型的板式蒸发器。浓缩是许多乳制品生产过程中的一个重要工序。在奶粉的生产过程中，约有84%的水分通过浓缩除去。浓缩蒸发水分是干燥蒸发水分的5.4倍。由此可见，用于浓缩的蒸发设备是奶粉生产的关键设备。由于乳液为热敏性物料，这就要求其蒸发过程中温度不宜过高，乳液在蒸发设备中的停留时间也不宜太长。为了适应这一要求，真空降膜蒸发设备被广泛用来进行乳液的浓缩。多效降膜蒸发设备有许多优点，其浓缩比大、粘度范围大、传热效果好、蒸汽和水的耗量少、处理量大。而

5、且在降膜蒸发器中，乳液的蒸发温度低，受热时间短，营养成份损失少，有利于提高产品的质量，保持良好的色、香、味。并且也便于实现过程的自动化。但对于管式降膜蒸发器，却存在不少的缺点，主要有：物料不能循环；当管内流体速度较大时，会引起液体分布不均，造成传热系数下降，并有干壁现象发生，这在食品加工行业中是绝对不允许的。而板式蒸发器却很好地解决了这些问题，适用范围比较广，因此渐渐被人们所认可。蒸发浓缩过程需要消耗大量的热能，为了节约能量，国内外大部分乳品厂家已采用了多效降膜蒸发设备，并采用了二次蒸汽再利用技术。与此同时，科技工作者还致力于提高降膜蒸发器设计的合理性，这也是节能措施的一个重要方面。降膜板

6、式蒸发器目前还处于探索阶段。从生产来看，各项技术指标均达到了预期的满意效果，是一种新型的高效节能蒸发设备。因此，它将以全新的姿态出现在各食品加工行业里。它采用了波纹状的异性板片来代替了传统的长管式加热元件，液体自上而下自由流动，且降膜蒸发。由于布液器的均匀布液，加热面的有效利用率高。试验测定，如果生产能力一定所需的加热面积与管式相比可减少25—30%，因而大大提高了加热蒸发的热效率。同时，板式降膜蒸发器的物料走板的外侧，只要适当设置观察孔，就可以方便地观察物料的流动情况，便于随时检查和调整，因此这种设备为我们的操作和管理带来了方便；而且也便于随时观察加热面的结垢情况，并及时加以清洗，因此，

7、这种设备又为我们清洗污垢带来了方便。另外，这种装置的一大突出的优点就是节能。和强制循环的其他设备相比，循环泵所需动力只是强制循环的1/3的，如果在配置一定的节能装置，如在二次蒸汽的出口处配置合适的水力喷射装置，重新利用二次蒸汽，从而可使蒸汽的用量减少，节省了加热能源。这种设备不仅具有如此多的优点，而且还隐藏着巨大的发展潜力。只要我们解决了异性板与蒸汽进口和冷凝水出口的活动连接问题，我们就可以在一台蒸发器内安装2~3组加热