單效降膜式濃縮設備

（一）單效降膜式濃縮設備的結構

降膜式濃縮設備與升膜式濃縮設備一樣，都屬于自然循環(huán)的液模式濃縮設備。為了使料液能均勻分布于各管道，沿管內壁流下，在管的頂部或管內安裝有降膜分配器，其結構形式有鋸齒式、導流棒式、旋液導流式等多種。它與升膜式蒸發(fā)器一樣，具有傳熱效率高和受熱時間短的特點，適用于果汁及乳制品生產(chǎn)。但料液較難均勻地分布于管內。

它的結構與升膜式蒸發(fā)器大致相同,只是料液自蒸發(fā)器頂部加入，在頂部有料液分布器，使料液均勻地分布在每根加熱管中。二次蒸汽與濃縮液一般并流而下，料液沿管內壁流下時因受二次蒸汽的作用使之成膜裝。由于加熱蒸汽與料液的溫差較大，所以傳熱效果好。汽液進入蒸發(fā)室后進行分離，二次蒸汽由頂部排出，濃縮液則由底部抽出。

要使降膜蒸發(fā)器高效低操作，***關鍵的問題是能使料液均勻地分布于各加熱管，不使之發(fā)生偏流。料液分布器的作用原理可分為3類：一是利用導流管（板）使料液均布；二是利用篩板或噴嘴使料液均布三是利用旋液噴頭。

工業(yè)裝置中通常采用的液體分布器有幾種。（1）為篩孔板式，篩板一般采用二層；（2）為噴霧型分布器，料液經(jīng)泵加壓后再經(jīng)噴嘴噴成均勻液滴；（3）為具有鋸齒形緣口的導流管，四周有3~4個徑向支腳，安放在每根加熱管口上；（4）為一種帶有2~3條螺旋溝槽的導流管，四周有一個環(huán)形支架，此環(huán)形支架面將管口蓋蔽，料液沿螺旋溝槽均勻布于管內壁；（5）為一種典型的導流管，導流管下部擴大段的沿口直徑與加熱管內徑相等，而且沿口加工成鋸齒形，料液通過齒縫均布于管壁內；（6）為篩孔板與導流板相結合的形式；（7）為旋液式，料液經(jīng)泵加壓后進入旋流式分布器，利用離心力使料液均布于管的四周。

降膜式蒸發(fā)器一般為單流型，即料液一次通過加熱管蒸發(fā)就基本上達到所需濃度，故管子要有足夠的長度，才能保證傳熱效果，其長徑比一般為100~250.若用泵也可成為循環(huán)式蒸發(fā)器。在食品工業(yè)中，降膜蒸發(fā)器大多組成雙效、多效及熱泵式的蒸發(fā)設備。

（二）典型設備生產(chǎn)流程

圖6—12所示為我國由德國WIEGADN公司引進的單效降膜式真空濃縮設備流程圖。

由于由加熱室、分離室、熱壓泵（蒸汽噴射器）、物料泵、泠凝水泵、水環(huán)式真空泵、螺桿泵及貯料筒等組成。適用于牛乳濃縮。作業(yè)時鮮乳從貯料桶9經(jīng)流量計進入分離器10，利用二次蒸汽間接加熱、蒸發(fā)部分水分；然后由物料泵4送至加熱器***部分列管頂部，通過分配器使乳液均勻地流入加熱列管內，呈膜狀向下流動、同時受熱蒸發(fā)；經(jīng)***部分列管加熱蒸發(fā)的乳液，由物料泵5送入第二部分列管內進一步加熱蒸發(fā)，達濃縮要求后由螺桿泵6送出。二次蒸汽進入分離室后，其中一部分由熱壓泵增壓，送入加熱室作熱源。泠凝器安裝在蒸發(fā)器殼體夾套中，部分二次蒸汽在冷凝器內冷凝，并與從加熱器內吸入的冷凝水合在一起，用冷凝水泵7排出。

這種濃縮設備的主要技術參數(shù)：

水分蒸發(fā)量：800kg/h

進料量：1210kg/h(進料總乳固體含量25.65%)

生產(chǎn)率：410kg/h(出料總乳固體含量74%)

蒸汽耗量：465kg/h（蒸汽表壓800kpa）

耗水量：水壓0.3Mpa（表壓）22℃，15m³/h

電機總功率：約10.4kW

本設備的特點是能量消耗少，操作穩(wěn)定，清洗方便。

（三）單效降膜式濃縮設備的特點

（1）系為單程式濃縮設備，雖有物循環(huán)，由于利用液膜重力作為降膜，故能蒸發(fā)粘度較大的物料，物料的受熱時間僅2min左右，故適合于熱敏性物料的濃縮；

（2）物料在加熱管表面形成膜狀，傳熱系數(shù)高，并可避免泡沫的形成，受熱均勻；

（3）采用熱泵，熱能經(jīng)濟，冷卻水消耗量減少，但生蒸汽的穩(wěn)定壓力需要較高；

（4）每根加熱管上端進口處，雖安有分配器，以期獲得厚度一致的薄膜，但由于液位的變化，影響薄膜的形成及厚度的變化，甚至會使加熱管表面暴露而結焦；

（5）利用二次蒸汽作為熱源，由于其夾帶微量的料液液滴，加熱管外表面易生成污垢，影響傳熱；

（6）加熱管長度較長，若結焦后清洗極為困難，不適宜于高濃度或粘稠性物料的濃縮；

（7）生產(chǎn)過程中，不能隨意中斷生產(chǎn)，否則易結垢或結焦。

（四）單效降膜式濃縮設備的操作

其操作方法與單效升膜式設備相似，具體操作程序如下：

（1）              開啟真空泵及冷凝水排出泵，并輸入冷卻水；

（2）              開啟進料泵，使料液自加熱器頂部加入，黨分離器切線口有料噴出時，即可開啟加熱蒸汽，必要時還需進行壓氣；

（3）              當蒸發(fā)一開始或正常操作后，開啟熱壓泵，待濃度達到要求后，即可開始出料；

（4）              調整出料量，務使達到平衡，并調整生蒸汽的流量、冷卻水的流量及溫度，使參數(shù)均達到工藝要求。