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食品工程原理课程设计说明书 升膜蒸发器的设计 姓名： 唐 学号： 2011 班级： 目 录 — 《食品工程原理》课程设计任务书 2 PAGE PAGE 11 (2)．设计条件： 2 (2)．设计条件： 2 (3).设计要求： 3 (4).设计意义 3 (5).主要参考资料 3 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 4 （1）估算各效浓度: 4 （2）沸点的初算 5 （3）温度差的计算 5 计算两效蒸发水量V ，V 1 2  及加热蒸汽的消耗量 S 1  7 总传热系数 K 的计算 8 (6)分配有效温度差，计算传热面积 10 3.3.重算两效传热面积 10 （1）.第一次重算 10 计算结果 12 蒸发器主要工艺尺寸的计算 12 （1）加热室 12 (2)分离室 12 四.简图（见附图） 13 — 《食品工程原理》课程设计任务书 (1)．设计课题：桃汁浓缩工艺装置的设计计算(2)．设计条件： 题目 1：桃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：4200kg/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% 料液加入温度：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 试设计一套双效升膜蒸发系统，满足上述工艺要求。 设计要求： 设计一套双效升膜蒸发系统（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）； 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）； 工艺布置简图一幅（可附在设计计算书上）； 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。 设计意义 蒸发可以除去桃汁中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。蒸发还能提高桃汁的糖分浓度，增加桃汁的耐贮藏性。 选用升膜蒸发，果汁在器内经过一次加热、汽化、分离过程，不打循环，在器内停留时间短，这对热敏性的桃汁是有利的。 蒸发操作是一个能耗大的过程。采用多效蒸发是降低能耗的最有效方法。随着效数的增加，总蒸发量相同时所需新鲜蒸汽量减少，操作费用降低；但效数越多，设备费用越高，而且随着效数的增加，所节约的新鲜蒸汽量越来越少。因此本次设计效数选为Ⅱ 效。 本次设计选择的蒸发流程为并流加料，此种加料方式前效压强较后效高，料液可借此压差自动地流向后一效而无需泵输送。同时，由于前效中溶液的沸点比后效高，当料液进入后效时会产生自蒸发，且桃汁浓度依效序增加，高浓度桃汁处于较低温度时对热敏性的桃汁是有利的。 主要参考资料 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 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 化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社. 1992 丛德滋等, 化工原理详解与应用, 化学工业出版社. 2002，7, 151-158 张承翼 李春英，化工工程制图，化学工业出版社. 1997 张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计. 1996（6）：6-10 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 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： 减少包装、运输和贮藏的费用； 防止腐败； 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桃汁进行浓缩操作；由处理物料（原料）的性质及设计要求知，桃汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效升膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效升膜式蒸发器蒸发。选用 2m 长 φ38×3mm 的无缝不锈钢管作加热管。 三 设计计算 总蒸发水量 ? V ? F (1 ? ?F P ) ? 4200 ? (1 ? 0.10) ? 3033.3(kg / h) 0.36 加热面积初算 ）估算各效浓度: F? ? ???F 1 F ? V 1 有经验公式：V :V ? 1:1.1, 1 2 V ? V 1 2 ? V ? 3033.3(kg / h) 得：V 1 ? 1444.4kg / h, V ? 1588.9kg / h 4200 4200 ?10 0 0 F? 00?? 0 0 1  F F ? V 1 ? ? 15.24 4200 ?1444.4 （暂取 15%） 沸点的初算 查表 T=100℃时，p=101.33kpa;T=25℃