升膜式蒸發設備是指料液從加熱器的底部進入，屬於液膜式濃縮器的一種。其特點是液體沿管壁呈膜狀流動，進行連續傳熱蒸發，液體在濃縮器停留時間較短，幾秒至幾十秒，傳熱效率良好，適合於果汁及乳製品生產。
基本介紹
- 中文名：單效升膜蒸發設備
- 套用鄰域：食品、藥品、化工
設備結構,工作原理,蒸發過程,特點,注意事項,
設備結構
單效升膜式濃縮設備屬外加熱式自然循環的液膜式濃縮設備。主要由加熱器、分離器、霧沫捕集器、水力噴射器、循環管等部分組成。加熱器為一垂直豎立的長形容器，內有許多垂直長管。對於加熱管的直徑和長度的選擇要適當，管徑不宜過大，一般在35～80mm之間，管長與管徑之比恰當，一般為100～150。這樣才能使加熱面供應足夠成膜的氣速。事實上，由於蒸發流量和流速是沿加熱管上升而增加，故爬膜工作狀況也是逐步形成的。
工作原理
料液從加熱器的底部進入管內，經加熱蒸汽加熱沸騰後迅速汽化，所產生的二次蒸汽及料液沿其內壁呈膜狀高速上升，進行連續傳熱蒸發。這樣料液從加熱器的底部至管子頂端出口處逐漸被濃縮，濃縮後的料液以高速進入蒸發分離室，通過蒸發分離室的離心分離作用，二次蒸汽從分離室頂部排出；達到濃度要求的濃縮液從分離室底部排出，沒有達到濃度的濃縮液通過循環管，再回到加熱器底部，進行二次濃縮。
蒸發過程
工作時，物料自加熱器體的底部進入管內，加熱蒸汽在管問傳熱及冷凝，將熱量傳給管內料液。料液被加熱沸騰，便迅速汽化，所產生的二次蒸汽及料液，在管內高速上升。在常壓下，管的出口處二次蒸汽速度一般為20～50m/s，在減壓真空狀態下，可達100～160m/s，濃液被高速上升的二次蒸汽所帶動，沿管內壁成膜狀上升，不斷被加熱蒸發。這樣料液從加熱器底部至管子頂部出口處，逐漸被濃縮，濃縮液並以較高速度沿切線方向進入蒸發分離室，在離心力作用下與二次蒸汽分離。二次蒸汽從分離室頂部排出，未達到濃度的濃縮液通過循環管，再進入加熱器體底部，繼續濃縮，另一部分達到濃度的濃縮液，可從分離室底部排出。二次蒸汽夾帶的料液液滴從分離器頂部進入霧沫捕集器進一步分離後，二次蒸汽導入水力噴射器冷凝。
特點
單效升膜式濃縮設備有以下特點：
(I)結構簡單，製造方便，占地面積及占空閱位置小，設備投資少，經濟使用。
(2)生產能力大，傳熱係數高，傳熱係數K可達到1745(W/m2·K))。
(3)熱能利用率較盤管式濃縮設備高，而蒸汽消耗量較低。
(4)可連續出料，相應地縮短了料液的受熱時間，有利於提高產品質量，為連續生產創造了條件。
(5)設備內基本上無料位，由物料靜壓強引起的料液（如濃縮乳）的沸點升高几乎為零，從而提高了熱媒與料液間的溫度差，增加了傳熱量，加快了蒸發速率。
(6)生產需連續進行，應儘量避免中途停車，否則易使加熱管內表面結垢，甚至結焦。
(7)由於料液在管內速度較高，故特別適用於牛乳等易起泡沫的物料，同時還能防止結垢的形成及粘性物料的沉澱。
(8)該設備檢修方便，但管子較長，清洗較不方便，且不大適於粘稠性或高濃度物料的濃縮。
注意事項
操作時，要很好控制進料液量，一般經過一次濃縮的蒸發水分量，不能大於進料量的80%，如果進液量過多，加熱蒸汽不足，則管的下部積液過多，會形成液柱上升而不能形成液膜，失去液膜蒸發的特點，使傳熱效果大大降低。如果進液過少，會發生管壁結焦現象。料液最好預熱到接近沸點狀態進入加熱器體，這樣增加液膜在管內的比例，從而提高沸騰和傳熱係數。
該設備在工作時，料液沿加熱管成膜狀流動而進行連續傳熱和蒸發。其主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，蒸發時間較短(10～20s)，適合於熱敏性料液的蒸發濃縮，由於高速的二次蒸汽具有良好的破沫作用，故適合於易起泡沫的料液，料液薄膜在管內上升時要克服重力與管壁的摩擦阻力，故不宜用於黏度較大的溶液。對蒸發量較大(較稀)的料液較適宜。在食品工業中用於果汁及乳製品的濃縮。一般組成雙效或多效流程使用。
