食品工厂机械与设备教材(浓缩设备)

食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备食品工厂机械与设备第八章浓缩设备食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备第八章浓缩设备浓缩与食品加工食品工业中的浓缩设备第一节真空蒸发浓缩设备第二节冷冻浓缩设备本章小结思考题自测题食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备自测题一、判断题二、填充题三、选择题四、对应题食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备四、对应题1．找出以下蒸发设备与其特点的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应项的括号中。（）1自然循环管式浓缩锅A加热蒸汽与料液呈并流（）2带搅拌的夹套式真空浓缩锅B加热蒸汽与料液呈逆流（）3强制循环外加热式真空浓缩锅C黏度大时循环效果差（）4升膜式蒸发器D不能连续生产（）5降膜式蒸发器E循环速度可调食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备四、对应题2．找出以下蒸发设备与其特点的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应项的括号中。（）1刮板薄膜式蒸发器A加热蒸汽与料液呈并流（）2离心式薄膜蒸发器B加热蒸汽与料液呈逆流（）3板式蒸发器C料液停留时间极短（）4升膜式板式蒸发器D蒸发器面积可方便增减（）5降膜式蒸发器E加热器为夹套式食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备四、对应题3．找出以下蒸发辅助装置与其特点的对应关系，并将第二列的字母填入第一列对应项的括号中。（）1水力喷射泵A普通真空蒸发浓缩系统（）2蒸汽喷射泵B要求较高的蒸汽压力（）3混合式冷凝器C真空度易随季节而变（）4干式真空泵D前面需要接不凝气分离器（）5水环式真空泵E与低位冷凝器接食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备三、选择题1.下列哪种机件不可能在真空蒸发系统中出现。A.冷凝器B.蒸汽喷射泵C.换热器D.热风分配器2.下列几种真空装置中，产生的真空度最易受季节影响。A.蒸汽喷射泵B.水力喷射泵C.干式真空泵D.水环真空泵3.降膜式蒸发器出口处的二次蒸汽速度约有＿＿m／s。Ａ．10B.50C.150D.300食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备三、选择题4.加热管内径为40mm的升膜式蒸发器，其高度至少有____m。A.4B.6C.8D.205.升膜式蒸发器一般采用_____流方式加热。A.顺B.逆C.混D.错6.需要预热到接触沸点进料的蒸发器有。A.降膜式B.升膜式C.强制循环式D.A和B食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备三、选择题7.真空蒸发系统中的不凝性气体来自于。A.料液B.加热蒸汽C.冷却水D.A和C8.7.需要用进料泵进料的真空蒸发器有。A.降膜式B.升膜式C.强制循环式D.带搅拌夹层式9.料液在蒸发器中滞留时间最短的蒸发器是。A.离心薄膜式B.升膜式C.降膜式D.外加热强制循环式食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备三、选择题10.料液在蒸发器中滞留时间最长的蒸发器是。A.带搅拌夹层式B.升膜式C.降膜式D.板式11.蒸发系统中，是主要用来抽不凝性气体的装置。A.水力喷射泵B.蒸汽喷射泵C.水环式真空泵D.往复式真空泵12.食品物料蒸发浓缩系统中不采用过滤型汽液分离器的原因是。A.分离效果差B.结垢清洗困难C.流动阻力大D.影响真空度13.冷冻浓缩系统中冰晶在中生成。A.括板式换热器B.括板式换热器后面的管路C.结晶罐D.B和C食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题1．食品料液可用、或方式进行浓缩，其中以方式最为常用。2．自然循环管式浓缩锅的特点是：、、、。3．带搅拌的夹套式真空浓缩锅的特点是结构简单，容易，适用的料液增浓。但小，长，低，不能连续生产。4.外加热式强制循环式真空蒸发浓缩锅的特点是:可调节速度、可改善条件、使几个共用一个成为可能。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题5.升膜式蒸发器的特点是：①短，适用于料液；②高速二次蒸汽具有良好的作用，故尤其适用于；③引起沸点升高，故最好控制进料；④一般组成效流程使用；⑤不适用于的料液；⑥加热蒸汽与呈流。6.降膜式蒸发器顶部设有将均匀分布到内使其形成的料液。操作时，一般料液以状态进料。这种蒸发器的特点是：①加热蒸汽与呈流方式；②短，为流型，适用于热敏性料液；③不适于的料液浓缩；④大多组成效、效的蒸发设备。7.刮板薄膜式蒸发器的特点是：适用于料液的浓缩，但小，设备要求高。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题8.离心薄膜式蒸发器的特点是：①很高（力将料液作用成约mm的膜而蒸发，被离心力甩出，即成滴状冷凝状态；②在器内停留时间短（约s），适于热敏物料；③离心力有作用，适合于发泡性物料的蒸发；④高。9.板式蒸发器有两种型式，即：式和式。板式蒸发器的特点是：①传热系数高；②物料停留时间短（s），适用于热敏物料；③小，可随意调整，清洗；④易老化而泄漏，使用有限。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题10.真空浓缩系统常见的辅助设备有_________、_________、_________。常用于真空浓缩系统的汽液分离器有_______型、_______型和______型三种，其中，型虽然小，小，但由于不易清洗，因此在食品工业中很少采用。11.真空蒸发浓缩系统中的冷凝器主要作用是将来自的冷凝成水，从而降低了后续系统的负荷。冷凝器有式和式两种型式。一般的蒸发系统多采用者，从这种型式的冷凝器出来的不凝性气体主要来自和。不凝性气体可用或加以抽吸。12.水力喷射泵是一种起和双重作用的装置.其特点是：结构简单，本身运动部件，造价；能耗；适于抽气体；但不能获得(其大小与有关)。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题13.蒸汽喷射泵是一种采用作动力源的装置；可采用级联组合，以使蒸发系统获得高，（在各级泵之间一般配置式冷凝器）。蒸汽喷射泵的特点：大，高，安装运行和维修简便，价廉，占地面积；但要求较高的压力，且要稳定。14.通常在真空蒸发浓缩系统中，表面式后面用式真空泵(多用式泵)；而式冷凝器后常接式真空泵、、不凝气体分离器+式真空泵(如往复式泵)。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备二、填充题15.往复式有式和式之分，者仅适合于抽吸冷凝器中的气体，常需要在其前面再设一个分离器；者可以把冷凝器中的水蒸气和不凝气体一起抽出，这种形式的在食品工业中使用多。16.水环式是一种式真空泵，可以将气体与一起抽走。它的特点：结构简单紧凑，易于制造，操作可靠，转速较高，可与电动机直联，内部不需，排气量较均匀；但磨损较大，消耗较大。17.冷冻浓缩的特点是：适用于物料浓缩，可避免的损失；能获得的浓度，且；制品的保存需要其它配合；成本。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备一、判断题1.自然循环管式蒸发器的加热器可以水平安装。2.夹套式真空浓缩锅的加热夹套有蒸汽进口和冷凝水出口各一个。3.多个外加热式真空蒸发器可共用一个分离器。4.升膜式蒸发器不适用于易起泡物料的浓缩，但可得到高浓度的浓缩液。5.升膜式蒸发器物料与加热器蒸汽呈逆流走向。6.降膜式蒸发器物料与加热器蒸汽呈并流走向。7.刮板薄膜式蒸发器适用于高黏度料液的浓缩。8.料液在离心式薄膜蒸发器内的停留时间很短，只有十几秒钟。9.所有蒸发器类型中，只有板式蒸发器的加热面积可变。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备一、判断题10.使用水力喷射泵的真空蒸发系统一般不再专门设二次蒸汽冷凝器。11.如果需要回收被浓缩液的香气成分，则可采用混合式冷凝器。12.真空蒸发系统的不凝性气体主要来自于料液。13.管式加热外循环蒸发器的分离器可装在加热器的正上方。14.过滤型分离器在食品工业中使用很少，原因是它的阻力损失大。15.水力喷射泵既起冷凝也起抽真空作用。16.虽然湿式往复式真空泵可以抽水汽，但在食品工业中使用不多。17.用于蒸汽喷射泵的蒸汽压力较高，且要求压力稳定。18.由于冷冻浓缩在低温下进行，因此有较好的贮藏稳定性。19.冷冻浓缩可避免芳香成分的损失。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备浓缩与食品加工浓缩是除去食品料液中部分水分的单元操作，在食品加工中有着重要的地位。例如鲜乳、果蔬榨取得到的原汁、植物性提取液（如咖啡、茶）、生物处理（酶解、发酵）分离液等均含有大量的水分，为便于运输、贮存、后续加工以及方便使用等，往往需要进行浓缩。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备思考题1.液体食品物料可用哪些类型的设备浓缩？最常用的是哪些类型？2.真空蒸发浓缩设备一般由几部分构成？各部分起什么作用？常有哪些具体型式？3.需回收溶液中的芳香成分，真空蒸发浓缩设备的冷凝器应采用什么型式？4.冷冻浓缩设备系统一般由哪些部分构成？各部分起什么作用？常有哪些具体型式？食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备本章小结食品料液可用蒸发、冷冻浓缩和膜浓缩等方式进行浓缩。目前，食品工业使用最广泛的浓缩设备是各种形式的真空蒸发浓缩设备。真空蒸发浓缩设备主要由蒸发器、冷凝器及真空系统等构成。蒸发器的型式有夹套式、盘管式、外加热式、长管式、板式和离心薄膜式等，其中，以长管式的升降膜蒸发器应用最为普遍。冷凝器多采用高位或低位式混合式冷凝器。真空设备可采用湿式或干式机械真空泵、蒸汽喷射泵和水力喷射泵等。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备本章小结先进的真空蒸发浓缩设备多为多效式，并且常容预热、杀菌、热能回收、芳香成分回收、物料冷却和CIP清洗等功能于一体。冷冻浓缩设备对于含热敏性和挥发性成分料液的浓缩极为有利，通常由冷却结晶器和冰晶溶液分离器两大部分组成。结晶器有真空式、内冷式和外冷式等，其中真空式结晶器容易造成料液中芳香成分的损失。外冷式结晶器一般为刮板式换热器，它的夹套是制冷系统的蒸发器。冰晶溶液分离器可为过滤器、压榨机和洗涤塔等，压榨机与洗涤塔结合可获得较好的冰晶与溶液分离的效果。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备食品工业的浓缩设备食品浓缩可以采用真空蒸发浓缩设备、冷冻浓缩设备和膜浓缩设备等。目前，食品工业使用最广泛的浓缩设备是真空蒸发浓缩设备。冷冻浓缩设备对于含热敏性和挥发性成分料液的浓缩有很大吸引力。膜浓缩设备本质上是膜分离设备，本章不作介绍，可参见本书第四章内容。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备第一节真空蒸发浓缩设备真空蒸发浓缩设备主要由蒸发器、冷凝器及真空系统等构成。具体形式较多，主要差异表现在蒸发器的形式和效数、二次蒸汽利用以及操作连续性等方面。真空蒸发浓缩设备特点一、蒸发器二、真空蒸发浓缩系统的辅助设备三、典型真空浓缩系统食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备真空蒸发浓缩设备特点优点：（1）在真空状态下料液的沸点降低，加速了水分蒸发，避免了料液的高温处理，适合于处理热敏性物料。（2）热源可以采用低压蒸汽或废热蒸汽。（3）由于料液的沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。（4）对料液起加热杀菌作用，有利于食品的保藏。缺点：（1）须有抽真空系统，从而增加附属机械设备及动力。（2）由于蒸发潜热随沸点降低而增大，所以热能消耗大。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备一、蒸发器（一）夹套式蒸发器（二）盘管式蒸发器（三）外加热式蒸发器（四）长管式蒸发器（五）刮板式蒸发器（六）板式蒸发器（七）离心薄膜蒸发器蒸发器是真空蒸发浓缩系统的主体，由加热室与分离室两部分构成，食品料液在此受到加热发生汽化，产生浓缩液和二次蒸汽。食品物料蒸发浓缩往往需要考虑其热敏性、结垢性、发泡性、结晶性、黏滞性等特点，要求的浓缩程度也不一致，因此蒸发器有多种形式。蒸发器的分类食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备蒸发器的分类蒸发器按料液流程可分为循环式（有自然循环式与强制循环式之分）和单程式；按加热器结构可分为夹套式、盘管式、中央循环管式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、离心外加热式浓缩器等。食品工厂机械与设备——第八章浓缩设备（一）夹套式蒸发器又称为搅拌式真空浓缩锅，属于间歇式中小型食品浓缩设备。如图8.1所示，主要由圆筒形夹套壳体、犁刀式搅拌器、汽液分离器等组成。被浓缩的料液投入锅内，通过供入夹套内的蒸汽进行加热，在搅拌器的强制性翻动下，料液形成对流而受到较为均匀的加热，并释放出二次蒸汽。二次蒸汽从上部抽出。夹套式蒸发器的特点食品工厂机械与设