蒸发与蒸发流程.docx
《蒸发与蒸发流程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蒸发与蒸发流程.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
蒸发与蒸发流程
蒸发与蒸发流程
一、蒸发的含义
经过浮洗、拣选、破碎、预热、精制后从番茄中提取出来的原汁，所得的原汁浓度约为4～5°BX的原汁，经过在多效蒸发罐中加热蒸发除去大量的水分，浓缩至浓度为28～30%、或30～32%、或36～38%BX的酱体后，才能适应我们的需要。
在物理学中的分子运动学说告诉我们，当水溶液受热时，靠近加热面的溶剂（水）分子获得动能，克服了分子见的吸引力，便成为汽体从液面上跑出，这种由液态的水变为气态的水蒸汽，就是汽化现象。
在沸腾状况下，汽化速度快，故原汁的浓缩大都在沸腾条件下进行，这种受热沸腾而形成剧烈的汽化过程就叫蒸发。
由蒸发而产生的蒸汽（汁汽），若不能及时除去，蒸汽与溶液便渐趋于平衡，蒸发就不能继续进行，所以蒸发必须具备的条件是：
不断供给热能和不断排除所产生的蒸汽（汁汽）。
为了进一步说明蒸发的原理，下面先将有关的名词术语作简要的解释。
1.沸点
在一定的压力下，溶液沸腾时的温度叫做沸点。
水和其他溶液的沸点，并不是固定不变的，它受液体所受压力的影响（酱液的沸点还受浓度的影响）。
压力愈大，沸点越高，压力愈小，沸点越低。
根据沸点受压力影响的原理，利用抽真空减压的办法，就可降低原汁的沸点，实现真空蒸发，保证酱体的质量，同样，利用增大一效进汽压力的办法，也可以提高原汁的沸点，实现压力蒸发，为抽出汁汽制造有利条件，从而节省蒸汽的用量。
2.压力
在单位面积上所承受的力称为压力。
水蒸汽在密封容器中，在各个方向都有一种向外的推力，容器内每个单位面积上所受到的这种推力叫做蒸汽压力。
大气中的空气压力，叫大气压力。
在实际生产中，多用工业大气压来表示压力，一个工业大气压等于容器的1平方厘米面积上承受1公斤的力，相当于735.6毫米汞柱高度，也相当于10米的水柱高度。
压力也可用物理大气压表示，一个物理大气压等于1.033公斤/厘米²，相当于760毫米汞柱高度，也相当于10.33米的水柱高度。
我们常指的压力有两种，一种是表压力，另一种是绝对压力。
用压力表测出的压力是表压力，它是指压力大于大气压力的数值，或叫做“余压”。
绝对压力是压力表上指示的压力加上大气压力，也叫做“全压”。
所以：
绝对压力=表压力+大气压力
如不需要很准确计算，大气压力用1公斤/厘米²表示
于是
绝对压力=表压力+1
例如：
表压力为0.8公斤/厘米²时
绝对压力=0.8+1=1.8公斤/厘米²
3.真空
在完全没有压力或压力低于一个大气压力的状态，叫做真空。
真空有两种情况。
一种“完全真空”（绝对真空），是指在空间中完全没有任何空气或蒸汽存在的状态；另一种叫“未尽真空”，是指从空间中抽出一部分空气后的状态。
真空的大小一般用汞柱表示，它是通过真空表或水银计量度的（或传感器），真空是容器外的大气与容器内的绝对压力的差数，真空度愈大，绝对压力就愈小。
于是：
真空度=大气压力-绝对压力
或者，绝对压力=大气压力-真空度
列如：
650毫米汞柱的真空，相当的绝对压力为：
1-650/760=0.15公斤/厘米²
4.饱和蒸汽
将水加热至沸点后，由于产生蒸发作用而在沸点表面上形成的蒸汽，叫做饱和蒸汽。
它的温度等于该压力下沸水的温度。
在蒸汽锅炉中未经过热管加热处理而产生的蒸汽是一种饱和蒸汽，因此饱和蒸汽又叫做湿蒸汽。
5.过热蒸汽
在一定的压力下，将饱和蒸汽继续加热，使它的温度超过沸水的温度，所得的蒸汽，叫做过热蒸汽。
蒸汽机的废汽都属于过热蒸汽。
用过热蒸汽作蒸发热源，它对管壁的传热系数比饱和蒸汽低得多，同时，在近加热管口的一部分加热面又用于降低过热蒸汽的温度，因此，过热蒸汽的传热系数不高。
所以，除了动力设备的采用过热蒸汽外，蒸发罐和其他用汽宜采用饱和蒸汽作为热源。
6.加热蒸汽
在多效蒸发罐中，加入一效用来蒸发原汁用的蒸汽，叫做加热蒸汽。
生汽（未作工的蒸汽）和废汽都可作为加热蒸汽使用。
7.二次蒸汽
原汁在蒸发罐中受热沸腾时，由于蒸发水分所产生的蒸汽，叫做二次蒸汽。
我们习惯叫做汁汽。
从一效一、一效二抽出的蒸汽（汁汽）供二效加热使用，二效的加热蒸汽（汁汽）供三效使用时，所抽出的蒸汽（汁汽）叫做额外蒸汽。
在多效蒸发罐中，前效的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，汁汽经过多次使用，便可达到节省蒸汽的目的。
我们所使用的蒸发器进料和进汽是相反的；三效进料，一效进蒸汽。
8.显热
显热又叫做液体热，它是液体在不发生物态变化的条件下，升高或降低温度时所吸收或放出的热量。
比如，1公斤水从20℃升高100℃，需要吸收的显热为80千卡。
水的显热在数值上等于它的温度。
1公斤80℃的热水，它的显热就是80千卡。
饱和蒸汽的显热在数值上也等于蒸汽的温度，1公斤100℃的饱和蒸汽，它的显热是100千卡。
9.潜热
潜热又称汽化热，它是指液体或蒸汽在发生物态变化时所吸收或放出的热量，水在沸点下蒸发成蒸汽所吸收的热量，或蒸汽凝结成同温度的水放出的热量，都叫潜热。
例如在1大气压下，1公斤温度为100℃的沸水要变成100℃的蒸汽，就需吸收539.4千卡的热量，这个热量就是汽化潜热。
这里还要指出，在不同压力下，由于水的沸点不同，汽化潜热也有所不同。
例如，在一个大气压，温度为100℃的状况下，水蒸发成蒸汽的潜热为539.4千卡/公斤，在1.461大气压和温度110℃的状况下，水蒸发成蒸汽所需的潜热为533.1千卡/公斤。
10.浓度
用Brix氏重锤度计测得的酱的重量百分数称浓度（糖锤度）浓度单位，以符号“Bx”表示。
则浓度（糖锤度）表示酱中干固物的重量百分数。
例如100公斤不纯的酱液的浓度为5°Bx，就是说在酱液中有5公斤干固物（酱和非酱分）和100-5=95公斤水；如100公斤纯的酱液的浓度为5°Bx，表示酱液中含有5公斤酱和95公斤水。
浓度随温度而变，温度愈高，浓度愈低，温度愈低，浓度愈高。
为了便于比较，通常我们把酱的温度降到20℃进行测量。
11.粘度
酱的浓度对重度、粘度和比热都有影响，而以粘度的影响为最大，酱浓度高时，使重度和粘度增加，比热减少，从而降低循环速度，在处理质量不好的番茄时，原汁中胶体物质多，而使粘度和泡沫增加，从而影响加热；在控制粘度时加热温度因根据番茄的质量进行调节和控制。
常用的蒸发工艺计算
1.总蒸发水量的计算
根据物料平衡的原理，蒸发过程中原汁的固性物重量不变，既入罐原汁的固性物重与一效原汁或酱的固性物重量相等。
W=G1（1-B0/Bn）
式中W-总蒸发水量（公斤/小时）
G1——入罐原汁的重量（公斤/小时）
B0——入罐原汁的浓度（°Bx）
Bn——成品酱的浓度（°Bx）
例题：
某厂每小时入罐原汁为62.5吨，浓度为4.5°Bx。
蒸发后酱的浓度为31°Bx，求总蒸发水量。
解：
总蒸发水量
W=G1（1-B0/Bn）=62.5*750（1-4.5/31）
=46875*0.1451613
=40.07吨/小时
任一效蒸发罐水量和浓度的计算
1.根据入罐原汁量，各效原汁浓度和酱浓度可求出任一效的蒸发水量。
假设：
G1-入罐原汁的重量（公斤/小时）
B1，B2，…Bn-1，Bn——各效原汁的浓度（°Bx）
于是，任一效的蒸发水量可按下式计算
Wn=Gn（1-Bn-1/Bn）公斤/小时
例：
某一1500吨酱厂，每小时入罐原汁量为62.5吨，浓度4.5°Bx，三效出口原汁浓度为8°Bx，二效出口原汁浓度为12°Bx。
求三效和二效的蒸发水量：
解：
根据公式Wn=Gn（1-Bn-1/Bn）
第三效蒸发水量n=1
W1=G1（1-Bn-1/Bn）=62.5*750（1-4.5/8）
=46875*0.4375
=17578.125=17.578吨/小时
第二效蒸发水量n=2
W2=G2（1-B1/B2）=（G1-W1）（1-B1/B2）
=（62.5*750-17578）（1-8/12）
=29297*0.33
=9668=9.668吨/小时
一效一浓度20°Bx、一效二浓度31°Bx。
求蒸发水量
一效一蒸发水量n=3
W3=G3（1-B2/B3）=（G1-W1-W2）（1-B2/B3）
=（62.5*750-17578-9668）（1-12/20）
=19629*0.4
=7851.6=7.852吨/小时
一效二的蒸发水量n=4
W4=G4（1-B3/B4）=（G1-W1-W2-W3）（1-B3/B4）
=11777*0.355
=4180.835=4.182吨/小时
2.根据总蒸发水量和各效抽出汁汽量，可求任一效的蒸发水量。
任一效蒸发水量按下式计算
Wn=W-E1-2E2……-（n-1）En-1/n（公斤/小时）
式中W-总蒸发水量（公斤/小时）
Wn-任一效的蒸发水量（公斤/小时）
E1,E2,……En-1-各效抽出汁汽量（公斤/小时）
n-任一效的效数
例如：
某1500吨/日酱厂，采用四效真空蒸发罐，入罐原汁量62.5吨/小时，浓度为4.5°Bx。
蒸发后酱浓度为31°Bx。
各效抽出的汁汽分别为三效17578公斤/小时，二效9668公斤/小时，一效一7852公斤/小时。
求一效二的蒸发水量。
解：
蒸发罐的总蒸发水量为：
W=G（1-B0/Bn）=62.5*750*（1-4.5/31）
=40.07吨/小时
一效二蒸发水量
n=3
Wn=W-E1-2E2…-（n-1）En-1/n
=W-E1-2E2…-2E2/3
=40070-17578-2*9668-2*7852/3
=4183=4.183吨/小时
任一效原汁浓度的计算
设Bn表示任一效原汁浓度（°Bx）
Wn表示任一效蒸发水量（公斤/小时）
则：
任一效原汁的浓度为
Bn=G1*B0/G1-W1-W2…-Wn（°Bx）
例：
已知蒸发器的入罐原汁量62.5吨/时，原汁浓度为4.5°Bx，各效蒸发水量分别为W1=17.578吨/小时，W2=9.668吨/小时，W3=7.852吨/小时，求二效的出口原汁浓度。
解：
二效出口原汁浓度为
B3=G1*B0/G1-W1-W2-W3=62.5*4.5/62.5-17.578-9.668-7.852
=281.25/27.402
=10.26°Bx
加热面积的计算
蒸发罐的传热面积按下式计算
F=3.1416*d外+d内/2*1*n
式中F-加热面积（米²）
d外-加热管的外径（米）
d内-加热管的内径（米）
1-加热管的长度（米）
n-加热管的数量
例如：
某酱厂的一效蒸发罐，有加热管293根，加热器管长4米，管外径为0.034米，内径为0.032米，求该效的加热面积：
解：
加热管的平均直径为
0.034+0.032/2=0.033
蒸发器的加热面积为
F=3.1416*d平*1*n
=3.1416*0.033*4*293
=121.5045216平方米
酱在蒸发中停留的时间计算
可按下式计算
T=V*C*B1/G*B0
式中T-原汁在蒸发的停留时间（分钟）
V-蒸发罐内原汁的容积（米³）
B1-罐内原汁的浓度（°Bx）
C-罐内原汁的重度（公斤/米³）
G-入罐原汁的重量（公斤/分钟）
B0-入罐原汁的浓度（°Bx）
罐内原汁的固性物重量=V*C*B1（公斤）
每分钟入罐的原汁固性物重量=G*B0（公斤/分钟）
例如：
某酱厂生产3000吨/日，入罐原汁对番茄比为117.6%，入罐原汁浓度13.5°Bx，一效一蒸发罐内原汁容积为6.3米³，罐内原汁浓度为19.4°Bx，求原汁在一效一罐内的停留时间。
解：
先从浓度与比重换算出19.4°Bx的重度是多少公斤/米³（假如是1080公斤/米³）
入罐原汁重量G=3000*1000*1.176/24*60
=2450公斤/分钟
代入上式求得原汁在一效一内的停留时间为
T=V*C*B1/G*B0=6.3*1080*19.4/2450*13.5
=4分钟
冷却水用量的计算
根据热量平衡的原理，蒸汽冷凝时所放出的热量应等于冷却水所吸收的热量。
D*（i-t2）=W*（t2-t1）
所以冷却水量可用下式计算
W=D*（i-t2）/t2-t1
式中W-冷却水量（公斤/小时）
D-进入冷凝器的汁汽量（公斤/小时）
i-汁汽的热含量（千卡/公斤）
t1-进入冷凝器的冷却水温度（℃）
t2–排除冷凝器的冷却水温度（℃）
举例：
从末效蒸发罐进入冷凝器的汁汽量为4100公斤/小时，末效真空度620毫米汞柱，冷却水温度20℃，排除冷凝器水温为45℃。
解：
从饱和蒸汽表查得620毫米汞柱下蒸汽的热含量为621.4千卡/公斤，故冷却水量
W=D*（i-t3）/t2-t1=4100（621.4-45）/45-20
=2363240/25
=94529.6公斤/小时
=94.5296吨/小时
煤的折算
煤的质量好坏，是由多种因素决定的。
其中主要是测定煤的水分、挥发分、灰分和固定碳的百分率以及煤的比重等。
煤的质量有好有坏，在工业上为了计算和比较工业产品用煤数量，一般都折成标准煤计算，即把应用煤的低位发热量定为29308KJ（7000Kcai）.标煤的计算公式如下：
标煤（吨）=燃煤低位发热量/29308*燃煤吨量
煤完全燃烧、无过剩空气时的燃烧产物为二氧化物（二氧化碳和二氧化硫）、水蒸气、氮气等，实际工作中很难实现完全燃烧。
在燃烧产物中将包含有可燃气体一氧化碳，其余如氢等在烟气内含量极微，可忽略不计。
通常要将CO在干燥烟气中所占的体积百分率控制在.0.5%以下。
CO的生成既造成大气污染，又产生能源损失。
碳生成CO与生成CO2相比，要损失约72%的燃烧放热量。
我国工业锅炉生产的方针是“以多品种适应多煤种”。
工业锅炉用煤分为十一类供锅炉设计选择，我公司锅炉设计用煤为二类烟煤，挥发分大于或等于20%，低位发热量大于15491KJ（3700Kcai）~19678KJ（4700Kcai）。
锅炉中汽、水参数对吸热量的影响表现在：
（1）当汽、水参数不同时，加热每公斤给水使之达到出口蒸汽装态所需的热量是不同的。
因而，蒸发量相同而汽、水参数不同的锅炉中工质的总吸热量并不相同。
（2）汽、水参数不同时，工质吸热量中用于预热、汽化和过热的热量的分配比例不同。
汽、水参数对吸热量的影响：
出口汽压
MPa
出口汽温
℃
给水温度
℃
比焓增量
热量分配（%）
Kj/kg
预热
汽化
过热
0.4
151
20
2662.4
20.8
79.2
0.7
170
20
2682
23.6
76.4
1.0
183
60
2526.7
20.8
79.2
1.3
194
60
2534.7
22.6
77.4
1.3
350
105
2711.0
14.9
71.7
13.4
1.6
350
105
2704.7
16.5
70.5
13.0
2.5
400
105
2798.0
19.6
64.7
15.7
表中比焓增量为出口蒸汽热焓与给水热焓的焓差。
在能量管理中，为了进行统计与比较，将不同参数的蒸汽量统一折算为标准蒸汽量。
规定：
生产1㎏标准蒸汽，工质吸热量为2680kj/kg（640Kcai/kg）。
此值约相当于在标准大气压下由0℃的水变为100℃的干饱和汽的比焓增量。
折算方法：
标准蒸汽量=实际比焓增量/2680*实际蒸汽量
锅炉房向外供出的标准饱和蒸汽约等于实际向外供出的饱和蒸汽量（饱和蒸汽折算系数近似等于1）
BGCJJ34-2002规定
确定热水热力网主干线管径时,宜采用经济比摩阻.经济比摩阻数值宜根据工程具体条件计算确定.一般情况下,主干线比摩阻可采用30~70Pa/m。
饱和蒸汽管道蒸汽流速设计一般取20~30m/s。
室内热水流速流速一般为1m/s。
外网最大流速不大于3m/s。
1500T/D蒸发器技术参数
型号：
Fmc3514
-番茄原汁固形物含量：
5（°BX）
-成品固形物含量:
36（°Bx）
-额定蒸发量：
55000（Kg/h）
-蒸汽消耗量：
25000（Kg/h）3barmin5max
6000（Kg/h）末段
19000（Kg/h）三段
-一效温度：
78-80（℃）
-二效温度：
64（℃）
-三效温度：
44（℃）
-水消耗量：
15m3
-耗电量：
1005Kw
冷破热破在工艺上的区别
1、粘度要求不同
2、|a/b值要求不同
3、感官要求不同
4、浓度要求不同
AF-3H-1000无菌灌装机技术参数
罐装能力：
上限60桶（200-250Kg）/小时
上限15箱（1000Kg）/小时
安装尺寸：
长7.5m
宽8.3m
高5m
重10000Kg
能源消耗：
蒸气220Kg/h（8-10bar）
水1.2m3/h
压缩空气9Nm3/h（6-8bar）
安装功率：
20Kw
95/150A闪蒸器技术资料
生产能力：
34000千克/小时
总体尺寸：
长度5.65米
宽度5.26米
高度22.5米
重量50000千克
能源消耗：
蒸气5978Kg/h（8-10bar）
水0.542m3/h
压缩空气25Nmc/h（6bar）
安装功率：
155Kw
填料密封与机械密封的区别与优缺点:
填料密封
填料密封是一种传统的压盖密封,他靠压盖产生压紧力,从而压紧填料,迫使填料压紧在密封表面（轴的外表面和密封腔）上,长生密封效果的径向力,因而起到密封效果的径向力。
径向力沿整个填料长度按指数分布。
为了保持填料的“干”状态，内侧泉上的径向力至少要等于系统的内压力，这就意味着外侧泉的径向压力高的多。
特点：
它能用于大型填料涵和重载的场合。
主要用于清洗泵等低粘度液体泵。
她结构简单、操作维修方便、成本低廉、不足之处，消耗功率大、密封可靠性差、适用过程会对轴造成磨损。
机械密封
机械密封有叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指有至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防治流体泄漏的装置。
它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为难泄漏的端面密封。
它包括动密封环、静密封环、弹簧加载装置和精密封元件等。
特点：
密封性可靠、寿命长、磨擦功率消耗小、对于旋转轴的振动和对壳体的偏斜部敏感。
机械密封结构和制造复杂，动、静环端面加工要求高，摩擦副和其他元件材料不易选配，成本较高。
可编程控制控制器主要有那几部分组成？
各有什么作用？
PLC一般有电源、主机、输入组件、输出组建、扩展元件、通讯组件等组成。
电源：
电源用于将外部供电电源变成主机所需电源，如果安装备用电池则可在外电断电时保证主机中RAM中的数据不丢失。
主机由微处理器、随机存储器、可擦除可编程只读存储器、系统总线等。
微处理器用于执行控制程序、系统程序、进行运算、处理和控制；
随机存储器：
用于暂存微处理器需要的程序和I/O结果；
可擦除可编程只读存储器：
用于存储用户程序。
只读存储器：
用于存储系统程序；
系统总线：
用于传输地址、数据、控制信号。
输入组件：
用于将各种输入信号调制成微处理器可是别的接受信号。
输出组件：
用于将微处理器运算结果输出到现场控制部件或信号灯。
扩展单元：
用于扩展I/O或其他功能。
通讯组件：
用于和其他PLC或上位PC机等进行通讯。
产量的计算
产量计算
日处理原料量（吨）
原料利用率（％）
原料固形物（％）
产品平均浓度（％）
日产量（吨）
小时产量（吨）
小时桶（箱）数
平均桶（箱）重
料酱比
1000
96.5
4.45
29
148.077586
6.16989943
2.68256E-05
230
6.75321651
日处理原料量＝日产量＊产品平均浓度／（原料利用率＊固形物含量）
理论日产量＝日处理原料量＊原料利用率＊固形物含量／产品平均浓度
原料利用率：
冷破取96.5,超级冷破取97－99（视筛网孔径），热破取97.5-98。
升级会员 