降膜蒸发器的设计

食品工程原理,降膜蒸发器

课

食品工程原理 设计说明书

降膜蒸发器的设计

姓名： 学号： 班级：

2013年 12月 27日

程

食品工程原理,降膜蒸发器

一 《食品工程原理》课程设计任务书

一 《食品工程原理》课程设计任务书 ............................................................................. 2 (1)．设计课题 ....................................................................................................................... 3 (2)．设计条件 ....................................................................................................................... 3 (3).设计要求.......................................................................................................................... 3 (4).设计意义 ...................................................................................................................... 3 (5).主要参考资料 .............................................................................................................. 4 二 设计方案的确定 ............................................................................................................. 4 三 设计计算 ....................................................................................................................... 4 3.1.总蒸发水量 ................................................................................................................. 4 3.2.加热面积初算 ............................................................................................................. 5 （1）估算各效浓度 ............................................................................................................. 5 （2）沸点的初算 ................................................................................................................. 5 （3）温度差的计算 ............................................................................................................. 5 （4）计算两效蒸发水量W1，W2及加热蒸汽的消耗量 D1 ......................................... 6 （5）总传热系数K的计算 ................................................................................................. 7 （6）分配有效温度差，计算传热面积 ............................................................................. 9 3.3.重算两效传热面积 ......................................................................................................... 9 （1）.第一次重算 ................................................................................................................ 9 3.4 计算结果 ...................................................................................................................... 11 四.简图 ................................................................................................................................ 13

食品工程原理,降膜蒸发器

(1)．设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的设计计算 (2)．设计条件：

题目1：番茄汁低温浓缩工艺装置的设计 设计任务及操作条件

生产能力：1500kg/h 原料固形物含量：10%

浓缩要求：使固形物质量分数浓缩至36% 液加入温度料：25℃

原料最高许可温度：58℃

浓缩液经冷凝后出口温度：25℃ 加热介质：100℃的饱和蒸汽。 物料平均比热为3.50 kJ/(kg·K)，忽略浓缩热

试设计一套双效降膜蒸发系统，满足上述工艺要求。

(3).设计要求：

1.设计一套双效降膜蒸发系统（满足上述工艺要求并包括料液输送系统，蒸发系统，冷凝水分离排除系统及真空系统）；

2.提交设计计算说明书一份，（应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算及设备选型、简略的技术经济分析、参考文献资料等。须打印）；

3.工艺布置简图一幅（可附在设计计算书上）； 4.注意收集、阅读参考资料，形成设计方案； 5.提交日期：2013年12月27日。

(4).设计意义

食品工程原理,降膜蒸发器

(5).主要参考资料

1. 夏清、陈常贵主编，姚玉英主审，化工原理,天津大学出版社，2005，1 2. 华南理工大学化工原理教研组，化工过程及设备设计,华南理工大学出版社.1995

3. 化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社. 1992

4. 丛德滋等, 化工原理详解与应用, 化学工业出版社. 2002，7, 151-158 5. 张承翼 李春英，化工工程制图，化学工业出版社. 1997

6. 张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计. 1996（6）：6-10 7. 蒋迪清等，食品通用机械与设备，华南理工大学出版社，2001，7，111-13 8. 各类化学工程学报、期刊、化工设备手册及其化工机械设备产品广告

二 设计方案的确定

一．对果汁进行浓缩的好处： 1.减少包装、运输和贮藏的费用； 2.防止腐败； 3.改善口感。 二.确定设计方案：

考虑到高温会破坏果汁的品质，故采用真空低温蒸发来对番茄汁进行浓缩操作；由处理物料（原料）的性质及设计要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效降膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效降膜式蒸发器蒸发。选用2m长φ38×3mm的无缝不锈钢管作加热管。

三 设计计算

3.1.总蒸发水量

W F(1

X00.10

) 1500(1 ) 1083.3kg/h X20.36

食品工程原理,降膜蒸发器

3.2.加热面积初算 （1）估算各效浓度:

第一效蒸发后

X1

FX0

F W1

由经验公式：W1：W2 1:1.1

而 W1 W2 W 1083.3kg/h

解得 W1 515.8k7g h/

W2 567.46kg/h

X1 15.24%（暂取15%）

（2）沸点的初算

查表：T=100℃时，P=101.33kpa；T=25℃时，P2=3.1684kpa 设两效蒸汽压强相等

P P P2 101.33 3.1684 98.1616kpa

P1 P

P98.1616

101.33 52.2492kpa 22

查的P1时，沸点tw1 82.19℃；tw2 T 1 26℃，第二效加热蒸汽T2=tw1—

1=81.19℃

（3）温度差的计算

将该溶液当作蔗糖溶液处理，有沸点的温度损失差为： 第一效时：

0.0162 (T1 273)2

1 f a 0.2

2315.5

食品工程原理,降膜蒸发器

0.0162 (82.19 273)2 0.2

2301.7

0.18℃

第二效时：

0.0162 (T2 273)2

2 f a 0.84

2432.7

0.0162 (26 273)2 0.84

2432.7

0.50℃

对于降膜式蒸发器，不存在由液柱静压力引起的温度差损失，即 0 取管路引起的损失 1 2 1℃，

'''

第一效沸点 t1 T1' 1 1 82.19+0.18+0=82.37℃