多效降膜蒸發(fā)器工作原理
降膜蒸發(fā)是將料液自降膜蒸發(fā)器加熱室上管箱加入,經(jīng)液體分布及成膜裝置,均勻分配到各換熱管內(nèi),并沿換熱管內(nèi)壁呈均勻膜狀流下。在流下過程中,被殼程加熱介質(zhì)加熱汽化,產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進入蒸發(fā)器的分離室,汽液經(jīng)充分分離,蒸汽進入冷凝器冷凝(單效操作)或進入下一效蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì),從而實現(xiàn)多效操作,液相則由分離室排出。
降膜蒸發(fā)器工藝流程
工藝流程有順流(并流)、逆流、混流(錯流)平流四種形式:
順流:溶液和蒸汽流向相同,都由一效順序流到末效。原料液用泵送入一效,依靠各效間的壓差,自動流入下一效,完成液自末效(一般是在負壓下操作)用泵抽出。由于后一效的壓力低,溶液的沸點也低,溶液從前效進入后一效時會閃蒸部分水分,產(chǎn)生的二次汽也較多,由于后效的濃度較前效高、操作溫度低,往往效的傳熱系數(shù)比末效高很多。順流流程一般適宜處理在高濃度的情況下為熱敏性的物料。
逆流:原料由泵從末效依次送入前效,完成液由一效排出,料液與蒸汽逆向流動。一般適宜處理粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液,不易處理熱敏性物料。
混流:是順逆流流程的結(jié)合,兼有順逆流的優(yōu)點避其缺點,但操作復(fù)雜,要求自控程度很高。
平流:各效都加料都出完成液,各效都有結(jié)晶析出,可及時分離結(jié)晶,一般用于飽和溶液的蒸發(fā)。
多效降膜蒸發(fā)器采用降膜式蒸發(fā)原理將稀溶液加熱沸騰使其中部份水分汽化而達到濃縮溶液的目的。整機組采用連續(xù)式生產(chǎn)過程。
多效降膜蒸發(fā)器廣泛適用于葡萄糖、淀粉糖、低聚糖、飴糖、山梨醇、鮮奶、果汁、維C、麥芽糊精等水溶液的濃縮。并可應(yīng)用于味精、酒精、魚粉等行業(yè)的廢液處理。
該設(shè)備在真空低溫條件下進行連續(xù)操作,具有蒸發(fā)能力高、節(jié)能降耗、運行費用低、能保持被處理物料原有的色、香、味和成分。在食品、醫(yī)藥、糧食深加工、飲料、輕工、環(huán)保、化工等許多行業(yè)均得到廣泛的應(yīng)用。
TNJM03型蒸發(fā)器系列(即三效降膜蒸發(fā)器)可以根據(jù)不同被處理物料的特點,設(shè)計成不同的工藝流程,也可根據(jù)不同用戶要求配備自動化控制系統(tǒng)。
具有濃縮比大(1/5-1/10),粘度范圍廣(<400cp),傳熱效果好,處理量大等優(yōu)點,適合于熱敏性,濃度較高,粘度較大及具有腐蝕性物料的蒸發(fā),適用于淀粉行業(yè)的玉米漿及表芽糖汁,食品行業(yè)果汁及味,乳品行業(yè)的奶液,制糖行業(yè)糖汁及酒精行業(yè)的酒精糟濾液的濃縮。
還有多效逆流、順流、降膜蒸發(fā)器系列設(shè)備,是玉米漿、發(fā)酵糖汁工業(yè)、果汁、飲料工業(yè)、奶液、酒槽濾液、制藥工業(yè)、發(fā)酵料液、高濃度有機或化工廢水的蒸發(fā)濃縮的設(shè)備。
具有節(jié)能、受熱時間短,適用粘度較高物料的蒸發(fā)、濃縮和濃縮比大等優(yōu)點,還可獲得品質(zhì)優(yōu)良的去離子水以滿足工業(yè)鍋爐用水的需要。
并可組合成雙效、三效、四效及五效蒸發(fā)系統(tǒng)。還可以利用管束或盤式干燥機頂部廢汽及其它低熱值熱源(如凝結(jié)水蒸汽)作為蒸發(fā)器熱源而成為廢熱蒸發(fā)器,由此可以減少生蒸汽用量,達到節(jié)能效果。當(dāng)廢熱蒸汽有充分供應(yīng)量時,可*不用生蒸汽、取得顯著的經(jīng)濟效益。
降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特性
1、三效降膜蒸發(fā)器是目前廣為應(yīng)用的產(chǎn)品,也是我公司定型產(chǎn)品,根據(jù)蒸發(fā)能力分類有:蒸發(fā)量1000~50000kg/h(系列);
2、接觸物料材質(zhì):全部采用不銹鋼SUS304或316L材料;
3、設(shè)備由一、二、三至多效加熱器,一、二、三至多效蒸發(fā)分離器、預(yù)熱器、混合式冷凝器、熱壓泵、真空泵、物料泵、平衡槽、電控箱、工作臺及所有管路、閥門組成。
4、蒸汽耗量低,1kg蒸汽可蒸發(fā)3.5k。
5、蒸發(fā)溫度低,部分二次蒸汽經(jīng)噴射式熱壓泵重新吸入下一效加熱器,熱量得到充分利用,蒸發(fā)溫度相對較低。
6、濃縮比大,降膜式蒸發(fā),使粘度較大的料液容易流動蒸發(fā),不容易結(jié)垢,濃縮時間短,濃縮比可達到1:5。
7、電源、各進、出物料泵、真空泵等控制及真空系統(tǒng)儀表及溫度儀表全集中于操作箱控制盤控制,實現(xiàn)自動化操作生產(chǎn)。
多效降膜蒸發(fā)器操作
多效降膜濃縮蒸發(fā)器設(shè)備屬于自然循環(huán)的液膜式濃縮設(shè)備,具有傳熱率高,受熱時間短,適合于果汁及乳制品生產(chǎn)。
它的構(gòu)造是料液由加熱器體頂部加入,液體在重力作用下,沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動,由于向下加速,克服加速壓頭比升膜式小,沸點升高也小,加熱蒸汽與料液溫差大,所以傳熱效果較好。汽液進入蒸發(fā)分離室,進行分離,二次蒸汽由分離室頂部排出,濃縮液則由底部抽出。
為了使料液能均勻分布于各加熱管,沿管內(nèi)壁流下,所以在管的頂部或管內(nèi)安裝降膜分布器,分配板,它為一個多孔板,其孔的位置,正好交錯于加熱器列管之間。降膜分布器對提供其傳熱效果有很大作用。
在降膜式的料液,經(jīng)蒸發(fā)后,流下的液體基本達到需要的濃度。所以,管子要有足夠的長度,才能保證傳熱效果。由于料液受熱時間短,有利于對食品營養(yǎng)成分的保護,其次,它在蒸發(fā)時,是以薄膜狀進行的,故可避免泡沫的形成,清洗較方便。
熱泵技術(shù)在降膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用:
噴射式熱泵技術(shù)是將低品質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源進行利用,可以起到節(jié)能效果。熱泵因其沒有轉(zhuǎn)動部件,不易損壞,易維修,也便于對現(xiàn)有設(shè)備進行改造等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。但蒸發(fā)系統(tǒng)是否帶熱泵還要根據(jù)所提供的生蒸汽的條件等具體情況來選擇。
蒸汽消耗:
帶熱泵的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)的能耗與不帶熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸汽消耗情況如下表。
表1 單位蒸汽消耗量(單位噸汽/噸水)
效數(shù) | 單效 | 雙效 | 三效 | 四效 |
不帶熱泵 帶熱泵 | 不帶熱泵 帶熱泵 | 不帶熱泵 帶熱泵 | 不帶熱泵 帶熱泵 | |
蒸汽消耗量 | 1.1 0.85 | 0.57 0.44 | 0.40 0.36 | 0.32 0.28 |
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