真空濃縮設(shè)備
掌握真空濃縮設(shè)備的構(gòu)和原、空的的空濃縮設(shè)備的操作方法。
真空濃縮設(shè)備是生產(chǎn)濃縮果蔬汁、煉乳、乳粉、混合油等食品的主要設(shè)備之一。
真空濃縮鍋,真空蒸煮鍋,真空浸糖鍋用于加工食品的原料含有大量的水分(75%~90%),而糖類、蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分只占5%~10%,且熱敏感性很強(qiáng)。所以在加工食品時(shí),既要保持食品原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,又要提高制品營(yíng)養(yǎng)成分的濃度,這對(duì)濃縮工藝流程的設(shè)計(jì)、濃縮設(shè)備的選型和使用都有較高的要求。
第一節(jié)概述
真空濃縮設(shè)備是在18~8kPa的低壓狀態(tài)下,以蒸汽間接加熱方式對(duì)料液加熱,使其在低溫下沸騰蒸發(fā)。真空濃縮設(shè)備廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥等工業(yè)部門,其主要優(yōu)點(diǎn)包括:
①能降低物料的沸點(diǎn),加速水分的蒸發(fā),避免對(duì)物料進(jìn)行高溫處理,有利于保全物料的營(yíng)養(yǎng)成分;
②通過提高加熱蒸汽與物料間的溫度差,提高設(shè)備在單位面積及時(shí)間內(nèi)的傳熱量,加快濃縮過程,增強(qiáng)生產(chǎn)能力;
③可利用低壓蒸汽為加熱蒸汽,減少熱損失。真空濃縮設(shè)備的缺點(diǎn)是濃縮需有抽真空系統(tǒng),增加附屬機(jī)械設(shè)備及動(dòng)力;由于蒸發(fā)潛熱隨沸點(diǎn)降低而增大,所以熱量消耗大。
真空濃縮設(shè)備的分類
真空濃縮設(shè)備的形式很多,一般按如下方法分類按加熱蒸汽被利用的次數(shù)可分為單效真空濃縮設(shè)備和多效真空濃縮設(shè)備。在濃縮過程中,液體汽化所生成的蒸汽稱為二次蒸汽。單效就是二次蒸汽不再作為熱源利用,直接進(jìn)入冷凝器冷凝。
它在中小型果醬、乳粉和煉乳廠中應(yīng)用較廣。多效是幾個(gè)蒸發(fā)器相連,將前面一臺(tái)濃縮器產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一濃縮器的加熱蒸汽,多次利用。以生蒸汽加熱的蒸發(fā)器為第一效,利用第一效產(chǎn)生的二次蒸汽加熱的蒸發(fā)器為第二效,依次類推。食品加工廠的多效濃縮設(shè)備一般采用雙效、三效,效數(shù)越多,越有利于節(jié)能,但設(shè)
備投資費(fèi)用越高按照液料的流程可分為循環(huán)式濃縮設(shè)備和單程式濃縮設(shè)備。循環(huán)式濃縮設(shè)備又分為自然循環(huán)濃縮設(shè)備和強(qiáng)制循環(huán)濃縮設(shè)備。
按料液蒸發(fā)時(shí)的分布狀態(tài)分為薄膜式濃縮設(shè)備和非膜式濃縮設(shè)備。薄膜式濃縮設(shè)備中的料液蒸發(fā)時(shí),在蒸發(fā)器內(nèi)分散成薄膜狀。
薄膜式濃縮設(shè)備有升膜式、降膜式、片式、刮板式和離心式等。由于蒸發(fā)面積大,熱利用率高,薄膜式濃縮設(shè)備的水分蒸發(fā)快,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
非膜式濃縮設(shè)備中的料液蒸發(fā)時(shí),在蒸發(fā)器內(nèi)聚集,僅做翻滾或流動(dòng),形成大蒸發(fā)面。非膜式濃縮設(shè)備有盤管式和中央循環(huán)管式。
二、真空濃縮設(shè)備的選擇與要求
1.真空濃縮設(shè)備的選擇
真空濃縮設(shè)備必須根據(jù)濃縮物料的特性,按照不同需要進(jìn)行選擇
(1)熱敏性
食品物料的成分在高溫下或長(zhǎng)期受熱時(shí)產(chǎn)生變性、氧化等作用的特性稱作熱敏性。為了滿足熱敏性強(qiáng)的成分對(duì)蒸發(fā)過程的特殊要求,生產(chǎn)中常在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,或在較高溫度下進(jìn)行瞬時(shí)受熱蒸發(fā)濃縮,一般選用薄膜式濃縮設(shè)備或真空度較高的濃縮設(shè)備。
(2)結(jié)垢性
液料在濃縮過程中在加熱面上生成垢層的特性稱作結(jié)垢性。液料結(jié)垢后將增加熱阻,降低傳熱系數(shù),嚴(yán)重時(shí)可使生產(chǎn)能力下降以致停產(chǎn)。所以對(duì)結(jié)垢性強(qiáng)的液料,通常采用強(qiáng)制循環(huán)式濃縮設(shè)備、管內(nèi)流速很大的升膜式濃縮設(shè)備或帶攪拌器的濃縮設(shè)備,利用高流速來防止垢層的形成。有時(shí)也采用電磁防垢、化學(xué)防垢方法,或采用清洗垢層較為方便的濃縮設(shè)備。
(3)結(jié)結(jié)晶性
料液在濃度增加時(shí),會(huì)有晶粒析出的特性稱作結(jié)晶性。晶粒沉積將影響加熱面的熱傳導(dǎo),嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞加熱管。對(duì)易結(jié)晶的料液,要選擇強(qiáng)制循環(huán)濃縮設(shè)備或帶攪拌器的濃縮設(shè)備。
(4)黏滯性
有些料液在濃度增加時(shí),黏度也隨之增大,致使流速降低、傳熱系數(shù)降低、生產(chǎn)能力下降。所以對(duì)甜度較高或加熱后黏度增大的料液,應(yīng)選用強(qiáng)制循環(huán)式、刮板式或降膜式濃縮設(shè)備。
(5)腐蝕性
有些料液酸度較高,具有腐蝕性。為提高抗腐蝕能力,通常采用不銹鋼或具有防腐涂層鋼材制成的濃縮設(shè)備。
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