食品工程原理课程设计----降膜蒸发器的设计.doc

食品工程原理 课程设计说明书 降膜蒸发器的设计 姓名： 学号： 200948030215 班级： 2011年 12月 27日 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 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 （4）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 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 10 四.简图 12 (1)．设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的设计计算 (2)．设计条件：粮工0902班（学号为前15号） 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 原料固形物含量：10% 浓缩要求：使固形物质量分数浓缩至% 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 (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：2011年月日 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： 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 3.2.加热面积初算 （1）估算各效浓度: 第一效蒸发后 由经验公式：：1:1.1 而 解得 15.24%（暂取15%） （2）沸点的初算 查表：T=100℃时，P=101.33kpa；T=25℃时，=3.1684kpa 设两效蒸汽压强相等 查的时，沸点℃；℃，第二效加热蒸汽=—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： ℃ 第二效时： ℃ 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 取管路引起的损失℃， 第一效沸点 82.19+0.18+0=82.37℃ 有效温差 100—82.37=17.63℃ 第二效沸点 26+0.50+0=26.50℃ 有效温差 81.19—26.50=54.69℃ 有效总温差 ℃ 效数 二次蒸汽压强（kpa） 二次蒸汽温度（℃） ） 52.2492 82.19 2301.7 2 3.7622 26 2432.7 （4）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 由题意知溶液比热为，查表得水的比热为 作第一效热量衡算，得 其中 所以 ----------------------① 同理作第二效热量衡算，得 ----------------② 其中 所以 整理得 代入①式可得： 由②式可得： （5）总传热系数K的计算 查表得不锈钢管的导热率为 浓度 15％ 1029.2 36％ 1153.6 第一效时： 由降膜蒸发器的管内沸腾传热系数的关联式有： 41828 饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得： 4332 传热外表面的总传热系数K由下公式计