多效蒸发器常见问题，你知道哪些？

1.问题分析

（1）温度差损失和有效温度差

▲ 当完成液浓度相同时，多效蒸发中各效温度差损失之和大于单效蒸发；即：温度差损失   多效蒸发＞ 单效蒸发

▲ 当理论传热温度差一定时，多效蒸发的各效有效传热温度差之和小于单效蒸发。即：有效传热温      多效蒸发 < 单效蒸发

(2) 经济性

▲ 多效蒸发的生蒸气经济性理论值与效数成正比，其经济值也随效数增多而增加，但不成正比。即：多效蒸发，可提高生蒸汽的经济性。

(3)生产能力和生产强度

▲ 在相同条件下，虽然多效蒸发传热面积为单效蒸发的m倍，但生产能力小于单效蒸发；

▲ 当多效蒸发的 及各效Ai，Ki ，与单效相同时，多效蒸发的生产强度小于单效的1/m；

▲ 为完成相同的生产任务，多效蒸发所需要的传热面积大于单效蒸发的m倍，多效蒸发经济性的提高是以增加设备费为代价的。即：生产能力：多效蒸发 <单效蒸发; 生产强度：多效蒸发 <单效蒸发

(4) 多效蒸发中效数的限制和选择

▲ 传热温度差的限制；

▲ 设备费用的限制；

▲ 效数选择：生蒸汽经济性随效数提高幅度减小，而设备费用始终正比于效数。

选取原则：设备费用和操作费用总和朂小，通常选取2-3效。

2.操作要点

（1）、传热性质：属于壁面两侧流体均有相变化的恒温 传热过程。

（2）、溶液性质：热敏性、腐蚀性、结晶性、结垢性、泡沫、粘度等。

（3）、沸点升高：当加热蒸气一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发纯水的温度差。

（4）、泡沫挟带：二次蒸气中带有大量泡沫，易造成物料损失和冷凝设备污染。

（5）、能源利用：mvr蒸发器对二次蒸气的利用是蒸发操作中要考虑的朂关键问题。

3.辅助装置

蒸发器的辅助装置主要包括除沫器、冷凝器、真空装置、冷凝水排除器，简述如下：

1.除沫器

   在蒸发器的上部需有较大空间的分离室,该分离室可以使液滴借重力下降，使二次蒸汽夹带的液滴减少。但二次蒸汽中仍夹带有许多液沫，故在分离室的上部与二次蒸汽出口处要设除沫装置，作用是将雾沫中的溶液聚集并与二次蒸汽分离。几种常用的除沫器，它们的原理都是利用液沫的惯性以实现汽液的分离。

２．冷凝器和真空装置

     二次蒸汽需要回收时应采用间壁是换热器，否则采用汽、液直接触的混合式换热器。当蒸发减压操作时，无论用哪一种冷凝器，均需要在冷凝器后安装真空装置，不断抽出冷凝液中的不凝性气体，以维持蒸发操作所需的负压。常用的真空装置有喷射泵水环真空泵及往复式真空泵等。

３．冷凝水排除器（又称疏水器）

蒸发进行时要不断排出加热蒸汽冷凝后生成的冷凝水，以保证良好的传热效果。冷凝水排除器的作用是在排除冷凝水的同时，阻止蒸汽排出。常用冷凝水排除器有三种：浮杯式、膨胀式和热动力式。热动力式结构简单，操作性能好，因而在生产上使用较为广泛。

4.效数限定

在工业生产中，采用多效蒸发提高了生蒸汽的利用率，消耗同样多的生蒸汽，可以 蒸发比单效蒸发器多得多的水。如果料液在沸点下进入蒸发器，并忽略热损失、温度差损失和不同压力下汽化热的差别，理论上，单效蒸发器中，1㎏生蒸汽可以汽化1㎏的水；双效蒸发器中，1㎏生蒸汽可以汽化2㎏的水；三效蒸发器中，1㎏生蒸汽可以汽化3㎏的水。但实际上由于存在各种温差损失和热损失，多效蒸发根本达不到上述的经济性。

  随着效数的增加，所节省的生蒸汽量愈来愈少，但设备费则随效数增加而成正比增加。当增加一效的设备费和操作费之和不能小于所节省的加热蒸汽的收益时，就没有必要再增加效数了，因此多效蒸发的效数是有一定限度的。即蒸发器的效数存在更佳值，须根据设备费和操作费之和朂小来确定。

  通常，工业上使用的多效蒸发装置，其效数并不是很多的。一般对于电解质溶液，如NaOH等水溶液的蒸发，由于其沸点升高（即温度差损失）较大，故采用2～3效；对于非电解质溶液，如葡萄糖的水溶液或其他有机溶液的蒸发,由于其沸点升高较小所用效数可取4～6效。

5.操作原理

由蒸发器的热量恒算可知，在单效蒸发器中每蒸发1㎏的水需要消耗1㎏多的生蒸汽。在大规模的工业生产中，水分蒸发量很大，需要消耗大量的生蒸汽。如果能将二次蒸汽用作另一蒸发器的加热蒸汽，则可减少生蒸汽消耗量。由于二次蒸汽的压力和温度低于生蒸汽的压力和温度，因此，二次蒸汽作为加热蒸汽的条件是：该蒸发器的操作压力和溶液沸点应低于前一蒸发器。采用抽真空的方法可以很方便地降低蒸发器的操作压力和溶液的沸点。每一个蒸发器称为一效，这样，在******效蒸发器中通入生蒸汽，产生的二次蒸汽引入第二效蒸发器，第二效的二次蒸汽再引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝，冷凝器后接真空装置对系统抽真空。于是，从******效到朂末效，蒸发器的操作压力和溶液的沸点依次降低，因此可以引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅******效需要消耗生蒸汽，这就是多效蒸发的操作原理。  

6.特点和影响

一、mvr蒸发器用于食品物料蒸发浓缩的特点

热敏性 ：加热温度和加热时间

腐蚀性 ：酸性食品

粘稠性：蛋白质、糖分、果胶  

结垢性：蛋白质、糖分、果胶过热

泡沫性 ：物料沸腾时形成

易挥发成分：芳香成分和风味成分  

二、mvr蒸发器蒸发对食品的影响

风味、风味物质损失

解决方法包括：A将浓缩物与部分新鲜物料混合，以提高风味；B风味物质回收

风味：劣变

颜色：加深

营养物质损失

7.沸点升高原因

1. 溶液蒸汽压降低引起的沸点升高

为溶液在常压下因溶质存在而较纯溶剂（水）的沸点升高值

2.液柱静压头引起的沸点升高

mvr蒸发器加热室中有一定液位，因液面下的压力比液面表面压力高，则液面下的沸点比液面上的高，二者之差称为液柱静压头引起的溶液沸点升高

3.二次蒸汽阻力损失引起的沸点升高

该损失是二次蒸气由分离室出口到冷凝器之间的压降所造成的温度差损失。

8.操作特点

mvr蒸发器蒸发操作的特点

   蒸发操作是从溶液中分离出部分溶剂，而溶液中所含溶质的数量不变，因此蒸发是一个热量传递过程，其传热速率是蒸发过程的控制因素。蒸发所用的设备属于热交换设备。但与一般的传热过程比较，MVR蒸发器蒸发过程又具有其自身的特点，主要表现在：

（1）溶液沸点升高 被蒸发的料液是含有非挥发性溶质的溶液，由拉乌尔定律可知，在相同的温度下，溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸气压。换言之，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶 剂的沸点。因此，当加热蒸汽温度一定，蒸发溶液时的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液的浓度越高，这种影响也越显著。在进行蒸发设备的计算时，必 须考虑溶液沸点上升的这种影响。

（2）物料的工艺特性 蒸发过程中，溶液的某些性质随着溶液的浓缩而改变。有些物料在浓缩过程中可能结垢、析出结晶或产生泡沫；有些物料是热敏性的，在高温下易变性或分解；有些 物料具有较大的腐蚀性或较高的粘度等。因此，在选择蒸发的方法和设备时，必须考虑物料的这些工艺特性。

（3）能量利用与回收 蒸发时需消耗大量的加热蒸汽，而溶液汽化又产生大量的二次蒸汽，如何充分利用二次蒸汽的潜热，提高加热蒸汽的经济程度，MVR蒸发器正是解决了这个问题。

9.蒸发原理

1.按照分子运动学观点，溶液受热时，溶剂分子获得了动能，当一些溶剂分子的能量足以克服分子间的吸引力时，溶剂分子就会逸出液面进入上部空间，成为蒸汽分子，这就是汽化。

2.如果不设法除去这些蒸汽分子，则汽相与液相之间，水分的化学势将渐趋平衡，汽化过程也相应逐渐减弱以至停止进行。

3.蒸发的必要条件：热能的不断供给（饱和蒸汽）和生成的蒸气的不断排除。

10.蒸发分类

1．按蒸发方式分：自然蒸发：溶液在低于沸点温度下蒸发，如海水晒盐，这种情况下，因溶剂仅在溶液表面汽化，溶剂汽化速率低。沸腾蒸发：将溶液加热至沸点，使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。

   2．按加热方式分：直接热源加热它是将燃料与空气混合，使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。间接热源加热容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。

   3．按操作压力分：可分为常压、加压和减压（真空）蒸发操作。很显然，对于热敏性物料，如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热（如导热油、熔盐等）进行蒸发。

   4．按效数分：可分为单效与多效蒸发。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，称为单效蒸发。若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽，并将多个蒸发器串联，此蒸发过程即为多效蒸发。

5. 按用蒸汽和电分：蒸发过程全部采用生蒸汽和蒸发过程中用电驱动压缩机压缩二次蒸汽的mvr蒸发器。MVR蒸发器在蒸发过程中，只要系统开机时需要生蒸汽，正常运行后就不需要通蒸汽了。

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