第四节 刮板式、离心式薄膜浓缩设备
一、刮板式薄膜浓缩设备
? 1．组成：
– 转轴
– 料液分配盘
– 带孔叶板
– 旋转刮板
– 轴承、轴封、驱动装置
– 蒸发室
– 夹套加热室等
带孔叶板
立式：
? 料 液从上部进 料 管稳定流量进入，经转轴带动旋
转分配盘，在离心力作用 下,被抛向 夹 套加热室
圆筒 内壁，料液受重力作用，沿 加热壁 向下流 动
? 同时旋转刮板将料液刮成薄膜, 料液受热蒸发,
在重力及离心力的作用, 不断更新液 膜, 浓缩,
最后浓缩物底部排出
? 产生二次蒸汽，与 浓缩 液并流方向进入汽液分离
器，分离排除或者以逆流方向上升到浓缩器顶部，
经旋转带孔叶板，把夹带液抹分离，从顶部排出，
进入冷凝器
? 料液在浓缩时成液膜状态，且不断更新，
总传热系数较高，达 1163— 3489瓦 /米 2·开，
适合于浓缩高粘度果汁、蜂蜜或含有悬浮
颗粒的料液
? 在浓缩过程液层很簿, 料液在加热器区域
停留时间, 随加热器高度, 刮板导向角与
转速等因素而变化, 一般加热时间 为 5— 45s
左右
? 加热室是一夹套圆简体，
? 圆筒直径 = 300—800mm
–过大，虽增加传热面积，但会增大转轴
递力矩，增加功率消耗
–过小，减少加热面积与蒸发空间，造成
二次蒸汽流越过大，液沐夹带增加，影
响蒸发效果
? 转轴转速一般 350—800转 /分，保证刮
板线速度在 2.5—9.6米 /秒左右
? 刮扳与转轴间有一夹角，称之为导向
角，一般与旋转方向相同，有利于料
液流动
? 导向角大，料液停留时间短，导向角
大小，根据料液流动使能而变化，约
10° 左右
二、离心式薄膜浓缩设备
? 1．主要构造：与碟式分离机相似
–旋转离心盘 ——梯形夹套的碟
–蒸发空间 ——离心盘间间隙，蒸发蒸汽
–分配管
–喷咀
–蒸汽进管、物料进管、冷凝水排出管、
浓缩液排出管等
2．原理：
? 通过旋转离心盘产生离心力，使料液分布
于离心盘外表面，形成薄膜
? 离心盘夹套内通入蒸汽后，对其外表面液
膜进行加热，在离心盘间的间隙蒸发
? 蒸汽放热后，成冷凝水受离心力作用甩到
夹套下边缘周边汇集，由中间空心轴疏水
装置排出，以保持加热面具有较高的给热
系数
3．过程：
? 经巴氏杀菌及冷却至 45℃ 料液，从上部中间分配
管 2上喷咀 3，喷入各离心盘间的间隙
? 在离心力作用下，均分布成薄膜状，且迅速向盘
周边运动，进行加热蒸发
? 浓缩液汇集于周边液槽内，由上部的吸料管 1，通
过真空吸出，经冷却器在真空条件下冷却成 20℃
? 二次蒸汽经离心盘中央孔汇集上升，进入片式冷
凝器冷凝，由水环式真空泵抽出
? 加热蒸汽由底部中间空心轴 8进入，经通道进入离
心盘夹套内，加热蒸汽与二次蒸汽由间隔盘 5隔开
? 料液的蒸发温度由蒸发室的真空度来控制，浓缩
液的浓度由调节供料泵的流量来控制
4．特点：
? 传热效率很高，蒸发强度大的浓缩设备
? 料液受热时间很短，约 1—2秒，形成 0.1毫
米液膜
? 离心盘间距离小，对粘度大、易结晶、易
结垢的物料不大适用
? 特别适合果汁和其它热敏性液体食品进行
浓缩
? 设备结构比统复杂，传动系统密封易泄漏，
影响高真空，造价较高
第五节 片式浓缩装置
? 1．组成：属于液膜式浓缩设备
–片式加热器加热片
–蒸发分离器
? 不锈钢板厚 1— 1.5mm，片与片由两端
压板及上下拉杆压紧
? 片四周用橡胶垫圈密封，同时使片与
片之间形成蒸汽与料液流动通道
蒸发分
离器
出料
加热板
2．原理：
? 料液和蒸汽流动方向如图所示，由四片传
热片组成一组
? 料液由 泵 系强制通入加热器体，由片 1与 2
之间上升，从片 3与 4之间下降。加热蒸汽
则通入片 2,3之间和 1,4之间，通过 板 片
壁时料液加热然后冷凝而排除
? 料液被加热后，部分水分蒸发为二次蒸汽
与浓缩液，一起进入底部通道，引入蒸发
分离室进行分离
3．优点,
? 设备装置紧凑，占地面积小，高度也小
? 内部料液量少，料液受热时间短，从进入
到排出整个过程所需时间约 1min,料液质
量、风味好
? 可浓缩较高浓度产品，易清洗，利于调节
生产能力
? 每蒸发 1公斤水，仅需 0.39公斤蒸汽 (如采用
第一效不配热泵的双效装置，则每蒸发 1公
斤水，需 0.5公斤蒸汽 )
? 缺点：加热片制造较复杂，密封橡胶圈易
老化而泄漏等
一、刮板式薄膜浓缩设备
? 1．组成：
– 转轴
– 料液分配盘
– 带孔叶板
– 旋转刮板
– 轴承、轴封、驱动装置
– 蒸发室
– 夹套加热室等
带孔叶板
立式：
? 料 液从上部进 料 管稳定流量进入，经转轴带动旋
转分配盘，在离心力作用 下,被抛向 夹 套加热室
圆筒 内壁，料液受重力作用，沿 加热壁 向下流 动
? 同时旋转刮板将料液刮成薄膜, 料液受热蒸发,
在重力及离心力的作用, 不断更新液 膜, 浓缩,
最后浓缩物底部排出
? 产生二次蒸汽，与 浓缩 液并流方向进入汽液分离
器，分离排除或者以逆流方向上升到浓缩器顶部，
经旋转带孔叶板，把夹带液抹分离，从顶部排出，
进入冷凝器
? 料液在浓缩时成液膜状态，且不断更新，
总传热系数较高，达 1163— 3489瓦 /米 2·开，
适合于浓缩高粘度果汁、蜂蜜或含有悬浮
颗粒的料液
? 在浓缩过程液层很簿, 料液在加热器区域
停留时间, 随加热器高度, 刮板导向角与
转速等因素而变化, 一般加热时间 为 5— 45s
左右
? 加热室是一夹套圆简体，
? 圆筒直径 = 300—800mm
–过大，虽增加传热面积，但会增大转轴
递力矩，增加功率消耗
–过小，减少加热面积与蒸发空间，造成
二次蒸汽流越过大，液沐夹带增加，影
响蒸发效果
? 转轴转速一般 350—800转 /分，保证刮
板线速度在 2.5—9.6米 /秒左右
? 刮扳与转轴间有一夹角，称之为导向
角，一般与旋转方向相同，有利于料
液流动
? 导向角大，料液停留时间短，导向角
大小，根据料液流动使能而变化，约
10° 左右
二、离心式薄膜浓缩设备
? 1．主要构造：与碟式分离机相似
–旋转离心盘 ——梯形夹套的碟
–蒸发空间 ——离心盘间间隙，蒸发蒸汽
–分配管
–喷咀
–蒸汽进管、物料进管、冷凝水排出管、
浓缩液排出管等
2．原理：
? 通过旋转离心盘产生离心力，使料液分布
于离心盘外表面，形成薄膜
? 离心盘夹套内通入蒸汽后，对其外表面液
膜进行加热，在离心盘间的间隙蒸发
? 蒸汽放热后，成冷凝水受离心力作用甩到
夹套下边缘周边汇集，由中间空心轴疏水
装置排出，以保持加热面具有较高的给热
系数
3．过程：
? 经巴氏杀菌及冷却至 45℃ 料液，从上部中间分配
管 2上喷咀 3，喷入各离心盘间的间隙
? 在离心力作用下，均分布成薄膜状，且迅速向盘
周边运动，进行加热蒸发
? 浓缩液汇集于周边液槽内，由上部的吸料管 1，通
过真空吸出，经冷却器在真空条件下冷却成 20℃
? 二次蒸汽经离心盘中央孔汇集上升，进入片式冷
凝器冷凝，由水环式真空泵抽出
? 加热蒸汽由底部中间空心轴 8进入，经通道进入离
心盘夹套内，加热蒸汽与二次蒸汽由间隔盘 5隔开
? 料液的蒸发温度由蒸发室的真空度来控制，浓缩
液的浓度由调节供料泵的流量来控制
4．特点：
? 传热效率很高，蒸发强度大的浓缩设备
? 料液受热时间很短，约 1—2秒，形成 0.1毫
米液膜
? 离心盘间距离小，对粘度大、易结晶、易
结垢的物料不大适用
? 特别适合果汁和其它热敏性液体食品进行
浓缩
? 设备结构比统复杂，传动系统密封易泄漏，
影响高真空，造价较高
第五节 片式浓缩装置
? 1．组成：属于液膜式浓缩设备
–片式加热器加热片
–蒸发分离器
? 不锈钢板厚 1— 1.5mm，片与片由两端
压板及上下拉杆压紧
? 片四周用橡胶垫圈密封，同时使片与
片之间形成蒸汽与料液流动通道
蒸发分
离器
出料
加热板
2．原理：
? 料液和蒸汽流动方向如图所示，由四片传
热片组成一组
? 料液由 泵 系强制通入加热器体，由片 1与 2
之间上升，从片 3与 4之间下降。加热蒸汽
则通入片 2,3之间和 1,4之间，通过 板 片
壁时料液加热然后冷凝而排除
? 料液被加热后，部分水分蒸发为二次蒸汽
与浓缩液，一起进入底部通道，引入蒸发
分离室进行分离
3．优点,
? 设备装置紧凑，占地面积小，高度也小
? 内部料液量少，料液受热时间短，从进入
到排出整个过程所需时间约 1min,料液质
量、风味好
? 可浓缩较高浓度产品，易清洗，利于调节
生产能力
? 每蒸发 1公斤水，仅需 0.39公斤蒸汽 (如采用
第一效不配热泵的双效装置，则每蒸发 1公
斤水，需 0.5公斤蒸汽 )
? 缺点：加热片制造较复杂，密封橡胶圈易
老化而泄漏等
