食品技术原理课程讲稿－绪论 第 11 页 ，共 46 页 它是乳品厂较早采用的一种真空单效浓缩装置。在罐体内有盘管，管内通 加热蒸汽，对物料加热。 盘管一般由 4—5 组分层排列，每组有 1-3 圈。盘管的蒸汽进口和凝结水出 口有两种形式： 盘管多采用扁平椭圆形截面，以减少罐内流体自然循环阻力，而且便于清 洗。 各层盘管单独用阀门控制，可根据料液面来调节加热面。（图） 2.特点 （1）结构简单，操作方便，易于控制 （2）可根据料液量，可任意开启各排管的加热蒸汽，以满足操作需要； （3）锅内物料浓度均匀，特别适用于粘度高的物料浓缩； （4）间歇出料，物料受热时间长，对产品质量有影响 （5）设备体积较大，清洗不便，尤其结垢清洗更困难 三、夹套加热室带搅拌单效浓缩装置
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 11 页 ，共 46 页 它是乳品厂较早采用的一种真空单效浓缩装置。在罐体内有盘管，管内通 加热蒸汽，对物料加热。 盘管一般由 4—5 组分层排列，每组有 1-3 圈。盘管的蒸汽进口和凝结水出 口有两种形式： 盘管多采用扁平椭圆形截面，以减少罐内流体自然循环阻力，而且便于清 洗。 各层盘管单独用阀门控制，可根据料液面来调节加热面。（图） 2.特点 （1）结构简单，操作方便，易于控制 （2）可根据料液量，可任意开启各排管的加热蒸汽，以满足操作需要； （3）锅内物料浓度均匀，特别适用于粘度高的物料浓缩； （4）间歇出料，物料受热时间长，对产品质量有影响 （5）设备体积较大，清洗不便，尤其结垢清洗更困难 三、夹套加热室带搅拌单效浓缩装置
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 12 页 ，共 46 页 在下锅体外壁有一夹套，在夹套间通入加热蒸汽，对锅内料液进行浓缩，同 时通过横卧在下锅体的搅拌器不断进行搅拌，以强化流动，不断更新加热面外的 料液 ，从而提高浓缩效果和保证产品质量，搅拌转速为 10~20rpm,搅拌器上有 四个浆叶，浆叶与加热面的距离为 5~10mm。 优点：结构简单，操作控制容易 缺点：加热面积小，生产能力低，不能连续生产 四、膜式浓缩罐 上述几种浓缩罐，溶液在罐内停留时间比较长，对热敏性物料易产生分解变 质。膜式罐的特点是，溶液通过加热罐的速度快，或只通过加热管一次，不做循 环，溶液在加热罐壁上呈膜状蒸发速度快（液体在罐内只停留几秒或几十秒）， 但传热效率高，对处理热敏性物料特别适宜。现已成为国内外广泛应用的先进蒸 发设备。其形式较多，如升膜式、降膜式、刮板式、离心式、和薄板式等，下面 着重介绍升膜式、降膜式。 1.升膜式浓缩罐： 结构：由加热室、二次蒸汽分离室及循环管组成。 工作原理：原料由加热室下部进料进入加热管内，加热管外部通入加热蒸汽， 将热量传给管内的料液，气凝结为水，料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的 二次蒸汽及料液，在管内高速上升（常压下，管的出口处二次蒸汽速度为 20-50m/s，在减压真空状态下，可达 100-160m/s），浓液被高速上升的二次蒸气 所带动,沿管内壁成膜状上升不断被加热蒸发。这样料液从加热器底部至管子顶 部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液以较高的速度以切线方向进入蒸汽分离室，浓缩 液从分离器底部排出，二次蒸汽从顶部排出，也有的将浓缩液的一部分通过循环 泵，再进入加热器底部，继续浓缩。 一般料液在管中的长度只达管子高的 1/4～1/5。 加热管的直径、长度选择要适当，一般长管式管长为 6～8m 短管长为 3～4m。 管径为φ30～50mm，管长与管径之比 l/d＝100～150。加热器安装于分离室外侧， 便于检修。 操作时要注意控制进料量和温差。如果进液量过多，加热蒸汽不足，则管子 的下部积液过多，会形成液柱上升而不能形成液膜。失去液膜蒸发的特点。使传
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 12 页 ，共 46 页 在下锅体外壁有一夹套，在夹套间通入加热蒸汽，对锅内料液进行浓缩，同 时通过横卧在下锅体的搅拌器不断进行搅拌，以强化流动，不断更新加热面外的 料液 ，从而提高浓缩效果和保证产品质量，搅拌转速为 10~20rpm,搅拌器上有 四个浆叶，浆叶与加热面的距离为 5~10mm。 优点：结构简单，操作控制容易 缺点：加热面积小，生产能力低，不能连续生产 四、膜式浓缩罐 上述几种浓缩罐，溶液在罐内停留时间比较长，对热敏性物料易产生分解变 质。膜式罐的特点是，溶液通过加热罐的速度快，或只通过加热管一次，不做循 环，溶液在加热罐壁上呈膜状蒸发速度快（液体在罐内只停留几秒或几十秒）， 但传热效率高，对处理热敏性物料特别适宜。现已成为国内外广泛应用的先进蒸 发设备。其形式较多，如升膜式、降膜式、刮板式、离心式、和薄板式等，下面 着重介绍升膜式、降膜式。 1.升膜式浓缩罐： 结构：由加热室、二次蒸汽分离室及循环管组成。 工作原理：原料由加热室下部进料进入加热管内，加热管外部通入加热蒸汽， 将热量传给管内的料液，气凝结为水，料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的 二次蒸汽及料液，在管内高速上升（常压下，管的出口处二次蒸汽速度为 20-50m/s，在减压真空状态下，可达 100-160m/s），浓液被高速上升的二次蒸气 所带动,沿管内壁成膜状上升不断被加热蒸发。这样料液从加热器底部至管子顶 部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液以较高的速度以切线方向进入蒸汽分离室，浓缩 液从分离器底部排出，二次蒸汽从顶部排出，也有的将浓缩液的一部分通过循环 泵，再进入加热器底部，继续浓缩。 一般料液在管中的长度只达管子高的 1/4～1/5。 加热管的直径、长度选择要适当，一般长管式管长为 6～8m 短管长为 3～4m。 管径为φ30～50mm，管长与管径之比 l/d＝100～150。加热器安装于分离室外侧， 便于检修。 操作时要注意控制进料量和温差。如果进液量过多，加热蒸汽不足，则管子 的下部积液过多，会形成液柱上升而不能形成液膜。失去液膜蒸发的特点。使传
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 13 页 ，共 46 页 热效果大大下降。如果进液量过少，会发生原壁――（断膜干壁）结焦现象。温 差过大，蒸发量过大，就产生结焦。从而降低传热效果。 特点： 1.料液在管内上升速度快，液膜薄，传热系数高（达 2000～3000w/m² ℃） 2.静压影响小，温差损失小。 3.物料在管内停留时间短，从而减少了热敏性料液分解的危险，产品质量好。 4.料液在管内速度较高，能防止结垢的形成及粘性料液的沉淀。 5.管子长清洗不便，操作较难。 6.蒸汽出口速度快，雾沫夹带严重。 7.要求有较大的温差，以产生大量蒸汽推动的膜攀升。 8.对罐内液位变动很敏感。入料、真空、操作等必须很稳定，否则会结焦。 因此，升膜式罐虽然有很多优点。但仍没有广泛应用。 2.降膜式浓缩罐 降膜式蒸发罐是在升膜式罐的基础上发展起来的。 1）工作过程：料液同加热器顶部加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液 膜状 向下流动，液膜被加热蒸汽加热蒸发，汽体迅速脱离加热面（液膜），沿管 子向下流动，汽液进入蒸发分离室，进行分离，二次蒸汽由分离室顶部排出，浓 缩液则由底部抽出。 2）构造：主要由分配室、成膜装置、加热室和汁汽室构成。 （1）成膜装置
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 13 页 ，共 46 页 热效果大大下降。如果进液量过少，会发生原壁――（断膜干壁）结焦现象。温 差过大，蒸发量过大，就产生结焦。从而降低传热效果。 特点： 1.料液在管内上升速度快，液膜薄，传热系数高（达 2000～3000w/m² ℃） 2.静压影响小，温差损失小。 3.物料在管内停留时间短，从而减少了热敏性料液分解的危险，产品质量好。 4.料液在管内速度较高，能防止结垢的形成及粘性料液的沉淀。 5.管子长清洗不便，操作较难。 6.蒸汽出口速度快，雾沫夹带严重。 7.要求有较大的温差，以产生大量蒸汽推动的膜攀升。 8.对罐内液位变动很敏感。入料、真空、操作等必须很稳定，否则会结焦。 因此，升膜式罐虽然有很多优点。但仍没有广泛应用。 2.降膜式浓缩罐 降膜式蒸发罐是在升膜式罐的基础上发展起来的。 1）工作过程：料液同加热器顶部加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液 膜状 向下流动，液膜被加热蒸汽加热蒸发，汽体迅速脱离加热面（液膜），沿管 子向下流动，汽液进入蒸发分离室，进行分离，二次蒸汽由分离室顶部排出，浓 缩液则由底部抽出。 2）构造：主要由分配室、成膜装置、加热室和汁汽室构成。 （1）成膜装置
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 14 页 ，共 46 页 为了使料液能均匀分布于各加热管，沿管内壁流下，所以在管的顶部或管内 安装降膜分离器（成膜器）。――成膜装置是降膜蒸发器的最主要的部件，其型 式有（在管子的端部设置加料分布装置）： ○1 导流管为一有螺旋形沟槽的圆柱体。 ○2 导流管下部是圆锥体，此锥体底部内凹，以免沿锥体面流下的液体再向中 央聚集。――倒锥体导流装置。 ○3 分布器（齿形导流装置） 依靠齿缝使液体沿加热管内壁成水膜状流下。 ○4 分配板式导流装置 一个多孔板，孔的位置正好交错于加热管口
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 14 页 ，共 46 页 为了使料液能均匀分布于各加热管，沿管内壁流下，所以在管的顶部或管内 安装降膜分离器（成膜器）。――成膜装置是降膜蒸发器的最主要的部件，其型 式有（在管子的端部设置加料分布装置）： ○1 导流管为一有螺旋形沟槽的圆柱体。 ○2 导流管下部是圆锥体，此锥体底部内凹，以免沿锥体面流下的液体再向中 央聚集。――倒锥体导流装置。 ○3 分布器（齿形导流装置） 依靠齿缝使液体沿加热管内壁成水膜状流下。 ○4 分配板式导流装置 一个多孔板，孔的位置正好交错于加热管口
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 15 页 ，共 46 页 成膜装置对提供其传热效果有很大的作用，但增加清洗管子的困难。 （2）降膜式浓缩罐加热管径，管长，原子排列方法和管子的固定方法： 一般加热管的直径采用φ30～50mm（但不宜采用直径小于 20mm 的管子。因 为过细清洗困难，过粗体积大，传热面积小），管壁厚为 1.5～2mm。 加热管的长度，根据设备的型式而定，循环式的一般管长取 3～4mm 对单程 的（即不循环的），因经蒸发后，流下的液体基本达到需要的浓度，所以管子要 有足够的长度，才能保证传热效果，一般管长取 6～8m。 加热管的排列方法，有正三角形和同心圆排列法。 管子的固定，有胀管法和焊接法，多为前者，便于换管。 管子间距：胀管法 t＝1.3～1.5d 外 焊接法 t＝1.25 d 外 加热室的内径： D 内＝t（b-1）+4d 外 b-管板直径方向的管数 d 外-管子外径 3）特点：（1）物料停留时间短（4～5S），更能保证产品质量，更适宜粘度 较多的料液浓缩。 （2）管壁生成气泡易脱离加热面（因液膜由汁汽的推动而沿壁迅速 流下）（膜薄），故传热效果好，且垢层生成慢。 （3）液量必须控制足够大且均匀，否则易蒸干，降低传热效果。 3.刮板薄膜蒸发器｛立式，卧式｝ 由转轴，料液分配盘，刮板，轴承，蒸发室和夹套加热室所组成。 加热室是一夹套圆筒体，分成几段加热区，采用不同压力加热蒸汽来加热（有 利于保证产品的质量）圆筒直径为 300～800mm 加热室圆筒体内表面，必须经过精加工，圆度偏差在 0.05～0.2mm，保证刮 板的热面之间的最小间隙在 1.5±0.3mm，转轴转速一般在 350～800rpm。刮板一 般有 4～8 块，刮板与轴安装时有一导向角约 10°。分配盘带孔叶板固定在轴上， 工作过程： 料液从上部的进料泵进入，落在随轴转动的分配盘上。在离心力的作用下， 被抛向夹套加热室的内壁，这时料液受重力作用，沿着器壁向下流动，同时，装
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 15 页 ，共 46 页 成膜装置对提供其传热效果有很大的作用，但增加清洗管子的困难。 （2）降膜式浓缩罐加热管径，管长，原子排列方法和管子的固定方法： 一般加热管的直径采用φ30～50mm（但不宜采用直径小于 20mm 的管子。因 为过细清洗困难，过粗体积大，传热面积小），管壁厚为 1.5～2mm。 加热管的长度，根据设备的型式而定，循环式的一般管长取 3～4mm 对单程 的（即不循环的），因经蒸发后，流下的液体基本达到需要的浓度，所以管子要 有足够的长度，才能保证传热效果，一般管长取 6～8m。 加热管的排列方法，有正三角形和同心圆排列法。 管子的固定，有胀管法和焊接法，多为前者，便于换管。 管子间距：胀管法 t＝1.3～1.5d 外 焊接法 t＝1.25 d 外 加热室的内径： D 内＝t（b-1）+4d 外 b-管板直径方向的管数 d 外-管子外径 3）特点：（1）物料停留时间短（4～5S），更能保证产品质量，更适宜粘度 较多的料液浓缩。 （2）管壁生成气泡易脱离加热面（因液膜由汁汽的推动而沿壁迅速 流下）（膜薄），故传热效果好，且垢层生成慢。 （3）液量必须控制足够大且均匀，否则易蒸干，降低传热效果。 3.刮板薄膜蒸发器｛立式，卧式｝ 由转轴，料液分配盘，刮板，轴承，蒸发室和夹套加热室所组成。 加热室是一夹套圆筒体，分成几段加热区，采用不同压力加热蒸汽来加热（有 利于保证产品的质量）圆筒直径为 300～800mm 加热室圆筒体内表面，必须经过精加工，圆度偏差在 0.05～0.2mm，保证刮 板的热面之间的最小间隙在 1.5±0.3mm，转轴转速一般在 350～800rpm。刮板一 般有 4～8 块，刮板与轴安装时有一导向角约 10°。分配盘带孔叶板固定在轴上， 工作过程： 料液从上部的进料泵进入，落在随轴转动的分配盘上。在离心力的作用下， 被抛向夹套加热室的内壁，这时料液受重力作用，沿着器壁向下流动，同时，装