第六章 蒸發(fā)(食品工程原理 筆記)

1、第六章第六章蒸發(fā)61.食品物料蒸發(fā)的目的食品物料蒸發(fā)的目的①濃縮去除食品中大量的水分，減少質(zhì)量和體積，從而減少食品包裝、儲藏和運輸費用。②提高制品濃度，延長保質(zhì)期。③作為干燥、結(jié)晶或完全脫水的預(yù)處理過程。④改善產(chǎn)品質(zhì)量。2.食品物料蒸發(fā)濃縮的特點食品物料蒸發(fā)濃縮的特點①傳熱性質(zhì)：傳熱性質(zhì)：屬于壁面兩側(cè)流體均有相變化的恒溫傳熱過程。②溶液性質(zhì)：溶液性質(zhì)：熱敏性、腐蝕性、結(jié)晶性、結(jié)垢性、泡沫、粘度等。③沸點升高：沸點升高：當(dāng)加熱蒸氣一定時，

2、蒸發(fā)溶液的傳熱溫度差要小于蒸發(fā)純水的溫度差。④泡沫挾帶：泡沫挾帶：二次蒸氣中帶有大量泡沫，易造成物料損失和冷凝設(shè)備污染。⑤能源利用：能源利用：二次蒸氣的利用是蒸發(fā)操作中要考慮的關(guān)鍵問題之一。3.食品物料的特點食品物料的特點（1）熱敏性（2）腐蝕性（3）粘稠性（4）結(jié)垢性（5）泡沫性（6）揮發(fā)性▲4.蒸發(fā)的概念蒸發(fā)的概念—將溶液加熱沸騰，使其中的一部分溶劑汽化并作為蒸氣排走，從而使溶液中溶質(zhì)濃度提高的單元操作稱為蒸發(fā)。蒸發(fā)的必要條件是熱能

3、的不斷供給熱能的不斷供給和生蒸汽的不斷排除生蒸汽的不斷排除。[以增加兩相間的化學(xué)勢以增加兩相間的化學(xué)勢]從蒸發(fā)器蒸出的蒸汽稱為二次蒸汽二次蒸汽▲5.按二次蒸汽的利用情況分按二次蒸汽的利用情況分:?單效蒸發(fā)：單效蒸發(fā)：蒸發(fā)過程的二次蒸汽二次蒸汽直接冷凝而不再利用。不再利用。?多效蒸發(fā)：多效蒸發(fā)：若將二次蒸汽二次蒸汽通到另一壓力較低的蒸發(fā)器作為熱源熱源，這種串聯(lián)蒸發(fā)操作串聯(lián)蒸發(fā)操作稱為多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)的原理：多效蒸發(fā)的原理：將多個蒸發(fā)器串

4、聯(lián)起來的系統(tǒng)，后效的操作壓力和沸點均較前較低，盡在壓力最高的收效使用新鮮蒸汽作加熱蒸汽，產(chǎn)生的二次蒸汽作為后效的加熱蒸汽，即后效的加熱蒸汽成為前效二次蒸汽的冷凝器，只有未效的二次蒸汽才用冷卻介質(zhì)冷凝?？梢姸嘈д舭l(fā)明顯減少了加熱蒸汽耗量，也明顯減少冷卻水消量。6.蒸發(fā)設(shè)備結(jié)構(gòu)：加熱室、分離器等?循環(huán)型（非膜式）（引起循環(huán)運動的原因）—自然循環(huán)自然循環(huán)強制循環(huán)強制循環(huán)（1）中央循環(huán)管式（或標(biāo)準(zhǔn)式）蒸發(fā)器—有“標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱（2）懸筐式蒸發(fā)

5、器—循環(huán)通道由加熱室加熱室與蒸發(fā)器外殼壁面內(nèi)的環(huán)隙蒸發(fā)器外殼壁面內(nèi)的環(huán)隙組成。?非循環(huán)型單程型（膜式）（1）長管式蒸發(fā)器—升膜式、降膜式升膜式、降膜式和升降膜式升降膜式蒸發(fā)器。升—降膜式蒸發(fā)器：降膜式蒸發(fā)器：此升—降膜式蒸發(fā)器，既有以兩程代單程，縮短加熱管長度的優(yōu)點，又可因分段濃縮各取有利點以避免其各自的缺點。7.蒸發(fā)的輔助設(shè)備冷凝器——①噴射式冷凝器噴射式冷凝器②填料式冷凝器填料式冷凝器③孔板式冷凝器孔板式冷凝器為排出冷凝水，通常采取

6、的措施有兩種：低位式低位式和高位式高位式冷凝器。真空泵——使用真空泵的目的就是抽出這些不凝結(jié)氣體。捕沫器——產(chǎn)生霧沫夾帶的原因：①泡沫泡沫②蒸汽高速流動蒸汽高速流動③溶液急劇蒸發(fā)溶液急劇蒸發(fā)▲8.單效蒸發(fā)單效蒸發(fā)蒸發(fā)器的換熱遵循傳熱基本方程：蒸發(fā)器的換熱遵循傳熱基本方程：Φ=KA?T若蒸發(fā)器熱流體側(cè)的溫度為加熱蒸汽的飽和溫度為Ts，另側(cè)的最低溫度將是具有一定真空度的冷凝器中二次蒸汽的飽和溫度Tc，則換熱壁兩側(cè)的最大可能的溫度差為第六章第

7、六章蒸發(fā)8以P表示完成液流量表示完成液流量——以S表示加熱蒸汽流量表示加熱蒸汽流量——(1)（水分）蒸發(fā)量（水分）蒸發(fā)量[V]的計算的計算則蒸發(fā)器料液側(cè)總物料衡算式(作溶質(zhì)溶質(zhì)的物料衡算)：二次蒸汽流量式二次蒸汽流量式式中式中wF—進料液中溶質(zhì)（固形物）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；wP—完成液中溶質(zhì)（固形物）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。(2)加熱蒸汽消耗量加熱蒸汽消耗量[S]的計算熱量衡算熱量衡算，如無熱量損失，則在穩(wěn)態(tài)下，進入系統(tǒng)的熱流量等于離開系統(tǒng)的熱流量：，

8、如無熱量損失，則在穩(wěn)態(tài)下，進入系統(tǒng)的熱流量等于離開系統(tǒng)的熱流量：FhFSHs=VHvShsPhp進入系統(tǒng)的熱流量進入系統(tǒng)的熱流量=離開蒸發(fā)器的熱量離開蒸發(fā)器的熱量式中S—加熱蒸汽消耗量，㎏s；Hs—加熱蒸汽的焓，Jkg；hF—原料液的比焓，Jkg；Hv—二次蒸汽的焓，Jkg；hp—完成液的焓，Jkg；hs—冷凝水的焓，Jkg；加熱蒸汽耗量加熱蒸汽耗量Srs=Hshs，為加熱蒸汽的汽化熱Jkgrv=HvcwT1，為二次蒸汽的汽化熱Jkg。

9、蒸汽經(jīng)濟性：蒸汽經(jīng)濟性：e=V／S是蒸發(fā)器的重要經(jīng)濟指標(biāo)是蒸發(fā)器的重要經(jīng)濟指標(biāo)(3)換熱面積換熱面積(A)蒸發(fā)器的傳熱面積由傳熱速率公式計算，即：蒸發(fā)器的傳熱面積由傳熱速率公式計算，即：Φ=KA?T因在蒸發(fā)器加熱室中，因在蒸發(fā)器加熱室中，?T=TST1，故，故Φ=Srs=KA(TST1)換熱面積為換熱面積為:skgdtdmmqPPmP??skgdtdmmqssms????????????PFwwFV1??sFCPFvrTTFVrS???