食品工程原理课程设计--升膜蒸发器的设计

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1、食品工程原理课程设计说明书升膜蒸发器的设计姓名：唐学号：2011班级：目录一《食品工程原理》课程设计任务书313(1)．设计课题：桃汁浓缩工艺装置的设计计算3(2)．设计条件：3(3).设计要求：3(4).设计意义3(5).主要参考资料4二设计方案的确定4三设计计算43.1.总蒸发水量43.2.加热面积初算4（1）估算各效浓度:4（2）沸点的初算5（3）温度差的计算5（4）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量7（5）总传热系数K的计算8(6)分配有效温度差，计算传热面积103.3.重算两效传热面积10（1）.第一次重算103.4计算结果123.5蒸发器主要工艺尺寸的计算12（1）加热

2、室12(2)分离室12四.简图（见附图）13一《食品工程原理》课程设计任务书(1)．设计课题：桃汁浓缩工艺装置的设计计算(2)．设计条件：13题目1：桃汁低温浓缩工艺装置的设计设计任务及操作条件生产能力：4200kg/h原料固形物含量：10%浓缩要求：使固形物质量分数浓缩至36%料液加入温度：25℃原料最高许可温度：58℃浓缩液经冷凝后出口温度：25℃加热介质：100℃的饱和蒸汽。物料平均比热为3.50kJ/(kg·K)，忽略浓缩热试设计一套双效升膜蒸发系统，满足上述工艺要求。(3).设计要求：1.设计一套双效升膜蒸发系统（满足上述工艺要求并包括料液输送系统，蒸发系统，冷凝水分离排除

3、系统及真空系统）；2.提交设计计算说明书一份，（应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算及设备选型、简略的技术经济分析、参考文献资料等。须打印）；3.工艺布置简图一幅（可附在设计计算书上）；4.注意收集、阅读参考资料，形成设计方案；5.提交日期：2013年12月27日。(4).设计意义蒸发可以除去桃汁中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。蒸发还能提高桃汁的糖分浓度，增加桃汁的耐贮藏性。选用升膜蒸发，果汁在器内经过一次加热、汽化、分离过程，不打循环，在器内停留时间短，这对热敏性的桃汁是有利的。蒸发操作是一个能耗大的过程。采用多效蒸发是降低能耗的最有效方法。随着效数

4、的增加，总蒸发量相同时所需新鲜蒸汽量减少，操作费用降低；但效数越多，设备费用越高，而且随着效数的增加，所节约的新鲜蒸汽量越来越少。因此本次设计效数选为Ⅱ效。本次设计选择的蒸发流程为并流加料，此种加料方式前效压强较后效高，料液可借此压差自动地流向后一效而无需泵输送。同时，由于前效中溶液的沸点比后效高，当料液进入后效时会产生自蒸发，且桃汁浓度依效序增加，高浓度桃汁处于较低温度时对热敏性的桃汁是有利的。(5).主要参考资料1.夏清、陈常贵主编，姚玉英主审，化工原理,天津大学出版社，2005，1131.华南理工大学化工原理教研组，化工过程及设备设计,华南理工大学出版社.19952.化工设备的

5、选择与工艺设计，中南工业大学出版社.19923.丛德滋等,化工原理详解与应用,化学工业出版社.2002，7,151-1584.张承翼李春英，化工工程制图，化学工业出版社.19975.张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计.1996（6）：6-106.蒋迪清等，食品通用机械与设备，华南理工大学出版社，2001，7，111-137.各类化学工程学报、期刊、化工设备手册及其化工机械设备产品广告二设计方案的确定一．对果汁进行浓缩的好处：1.减少包装、运输和贮藏的费用；2.防止腐败；3.改善口感。二.确定设计方案：考虑到高温会破坏果汁的品质，故采用真空低温蒸发来对桃汁进行浓缩操作；由处理物

6、料（原料）的性质及设计要求知，桃汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效升膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效升膜式蒸发器蒸发。选用2m长φ38×3mm的无缝不锈钢管作加热管。三设计计算3.1.总蒸发水量3.2.加热面积初算（1）估算各效浓度:有经验公式：,13（暂取15%）（2）沸点的初算查表T=100℃时，p=101.33kpa;T=25℃时，=3.1684kpa设两效蒸汽压强相等，查得℃.假设效间流动温差损失为1℃蒸汽压力P/kpa温度T/℃汽化热/（kJ·kg-1)Ⅰ效加热蒸汽101.33100　2258.4Ⅰ效二次蒸汽52.249282.192301.7Ⅱ效加

7、热蒸汽　50.081.19　2304.0Ⅱ效二次蒸汽3.7622262432.7进冷凝器蒸汽3.168425　2435.0（3）温度差的计算①各效由于沸点升高而引起的温度差损失根据各效的二次蒸汽温度T和各效完成液的组成ω，各效的沸点升高及密度如下表（桃汁近似由糖液代替）ωi/％1536Δ＂a/K0.20.8413g/1．06111.1585则各效由于溶液的沸点升高引起的温度差损失为：第一效时：=0.178℃第二效时：℃②由液柱静压力而引起的温度差损失=52