文档介绍：第九章蒸发与结晶设备
第一节真空蒸发设备
第二节结晶设备
第一节蒸发设备(p304)
蒸发:将部分溶剂从溶液中汽化后除去,得到浓度较高的料液的过程。
常压蒸发——麦汁煮沸锅
真空蒸发
真空蒸发的优点: (生物制品的热稳定性)
(1)沸点温度低,避免物料受高温变性。
(2)二次蒸汽可再度利用,可采用多效蒸发,节能。
(3)沸点低,蒸发器热损失少。
(4)沸腾温度降低,提高了热交换的温度差,增加了传热强度。
100 ℃
65 ℃
40℃
生物产品的特性
生物工业中大部分中间产物和最终产物是受热后会发生化学或物理变化的热敏性物质。
例如:
酶被加热到一定的温度会变性失活,酶液只能在低温,或短时间受热的条件下进行浓缩,以保证一定的酶活力。
又如甘油,如在较高温度下进行蒸发浓缩,这些大分子物质将会发生呈色反应,影响产品质量。
一、真空蒸发设备
升膜式(及套管式)
管式薄膜蒸发器降膜式
升降膜式
套筒式(升膜式)
刮板式蒸发器
(一)管式薄膜蒸发器

(1)结构: 由加热室、气液分离器、加热管组成
加热管为多根垂直的长管,
管长:3~15m,
直径:25~80mm,
管长︰管径=100~500
液面高度1/4~1/5
升膜式蒸发器
1-浓缩液,
2-蒸汽入口,
3-原料进料,
4-冷凝液出口,
5-加热管,
6-闪蒸器,
7-二次蒸气出口
(2)工作原理
物料预热后,从加热室的底部进入加热管,蒸汽进入加热室,在管外加热。物料受热沸腾汽化,所产生的二次蒸汽在管内高速上升,带动液体沿管内壁呈膜状向上流动(爬膜),浓缩液在二次蒸汽带动下一起上升,从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器,完成液与二次蒸汽分离,浓缩液从分离器底部排出,二次蒸汽进入冷凝器。
(3)液膜形成的过程
a——沸腾
b——以液相为主但混有蒸汽气泡
c——小气泡结合成大气泡
d——气泡增大成柱状形成环状液膜
e——气柱上升并带动液体向上运动
f——气柱之间膜消失,液体蒸发,蒸汽占据了整个管的中部空间,液体
只能分布于管壁并在上升蒸汽的
拖带下形成爬膜。
g——如果蒸发强度过高,蒸汽流速太快,蒸汽会把溶液以雾沫形式夹带离开液膜,进入管中部的高速蒸汽流,在管内形成带有雾沫的喷雾流,“液膜”迅速减薄。
h——如果汽速进一步增加,雾沫夹带进一步严重,使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度,则加热管上的液膜将会出现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等不正常现象。