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典型真空浓缩系统详解

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:各效产生的不凝气体均进入冷凝器,由水环式真空泵抽出。

典型真空浓缩系统详解

一、单效降膜式真空浓缩系统

图8-11所示为德国WIEGDN公司生产的单效降膜式真空浓缩设备流程图,适用于牛乳的浓缩。这套设备主要由降膜式蒸发器、蒸汽喷射器(热泵)、料液泵(离心泵螺杆泵)、水泵、真空泵及贮液筒等组成。降膜式蒸发器所有加热管束使用同一加热蒸汽,但管束内部分隔为加热面积大小不同的两部分,同时冷凝器设置于加热器外侧的夹套内,结构紧凑。这套设备设置有热泵,用来将部分二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽使用;同时,通过在进料缸内引入冷凝水管道及在分离室内设置夹套预热装置,对原料进行预热,回收了冷凝水和二次蒸汽的残留热量,提高了能量利用效率。

原料牛乳从贮料筒9经流量计进入分离器10,利用二次蒸汽直接加热,蒸发部分水分;然后由料液泵4送至加热器顶部第一部分加热管束顶部,经分布器使其均匀地流入各加热管内,呈膜状向下流动,同时受热蒸发;经第一部分加热管束蒸发浓缩后的牛乳,由料液泵5送入第二部分加热管束进一步加热蒸发,达到浓度后的浓缩牛乳由螺杆泵6送至下道工序。

图8-11 WIEGADN单效降膜式真空浓缩设备

1—加热室 2—冷凝器 3—热泵 4、5—料液泵 6—螺杆泵 7—冷凝水泵

8—水环泵 9—贮料筒 10—分离器 a、b、c、d—节流孔板

A—原料液 B—冷凝水 C—浓缩液 D—水环泵用水

经分离器排出的二次蒸汽,一部分由蒸汽喷射器增压后送入加热器作为加热蒸汽使用,另一部分进入位于加热室外侧夹套内的冷凝器,在冷却水盘管作用下冷凝成水,并与加热器内的冷凝水汇合在一起,由冷凝水泵7送出。

节流孔板a、b、c、d用于流量控制所需的在线流量检测。

本设备能量消耗少、操作稳定、清洗方便。

二、顺流式双效真空降膜浓缩设备

图8-12所示为一顺流式双效真空浓缩设备流程图,它主要由一、二效蒸发器、热泵、杀菌器、水力喷射器、预热器、液料泵等构成。一、二效蒸发器结构相同,内部除蒸发管束外,还设有预热盘管。杀菌器为列管结构。

工作时,料液由泵2从平衡槽1抽出,通过由二效蒸发器二次蒸汽加热的预热器14,然后依次经二效、一效蒸发器内的盘管进一步预热。预热后的料液在列管式杀菌器5杀菌(86~92℃),并在保持管6内保持24s;随后相继通过一效蒸发器(加热温度83~90℃,蒸发温度70~75℃)、二效蒸发器(加热温度68~74℃,蒸发温度48~52℃),最后由出料泵9抽出。

生蒸汽(500kPa)经分汽包16分别向杀菌器、一效蒸发器和热压泵供汽。一效蒸发器产生的二次蒸汽,一部分通过热压泵作为一效蒸发器的加热蒸汽,其余的被导入二效蒸发器作为加热蒸汽。二效蒸发器产生的二次蒸汽,先通过预热器14,在对料液进行预热的同时受到冷凝,余下二次蒸汽与不凝性气体一起由水力喷射器冷凝抽出。各处加热蒸汽产生的冷凝水由泵8抽出。贮槽10内的酸碱洗涤液用于设备的就地清洗。

图8-12 RP6K7型顺流式双效真空降膜浓缩设备流程(www.xing528.com)

1—平衡槽 2—进料泵 3—二效蒸发器 4—一效蒸发器 5—预热杀菌器 6—保温管

7—料液泵 8—冷凝水泵 9—出料泵 10—酸碱洗涤液贮槽 11—热泵 12—冷却水泵

13—水力喷射器 14—料液预热器 15—水箱 16—分汽包 17—回流阀 18—出料阀

该设备适用于牛乳、果汁等热敏性料液的浓缩,效果好,质量高,蒸汽与冷却水的消耗量较低,并配有就地清洗装置,使用、操作方便。

三、混流式三效降膜真空浓缩设备

图8-13所示,全套设备包括三个降膜式蒸发器、混合式冷凝器、料液平衡槽、热压泵、液料泵和水环式真空泵等,其中第二效蒸发器为组合蒸发器。

平衡槽9内(固形物含量12%)的料液由泵8抽吸供料,经预热器10预热后,先进入第一效蒸发器11(蒸发温度70℃),通过降膜受热蒸发,进入第一效分离器7分离出的初步浓缩料液,由循环液料泵3送入第三效蒸发器14(蒸发温度57℃)。从第三效分离器2出来的浓缩液由循环液料泵3送入第二效蒸发器13(蒸发温度44℃),最后由出料泵6从第二效分离器将浓缩液(固形物含量48%)抽吸排出,其中不合格产品送回平衡槽。

生蒸汽首先被引入第一效蒸发器11和与第一效蒸发器连通的预热器10;第一效蒸发器产生的二次蒸汽,一部分通过(与生蒸汽混合的)热压泵增压后作为第一效蒸发器和预热器的加热蒸汽使用:第二效分离器所产生的二次蒸汽,被引入第三效蒸发器作为热源蒸汽;第三效分离器处的二次蒸汽导入冷凝器15,经与冷却水混合冷凝后由冷凝水泵排出。各效产生的不凝气体均进入冷凝器,由水环式真空泵抽出。

该套设备适用于牛乳等热敏性料液的浓缩,料液受热时间短、蒸发温度低、处理量大,蒸汽消耗量低。例如,处理鲜乳3600~4000kg/h,每蒸发1kg水仅需0.267kg生蒸汽,比单效蒸发节约生蒸汽76%,比双效蒸发节约46%。

图8-13 混流式三效降膜真空浓缩设备

1—双级水环式真空泵 2—第二效分离器 3—循环液料泵 4—冷凝水泵 5—第二效分离器

6—出料泵 7—第一效分离器 8—进料泵 9—料液平衡槽 10—预热器 11—第一效蒸发器

12—热压泵 13—第二效蒸发器 14—第三效蒸发器 15—冷凝器

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