一、蒸發(fā)濃縮設(shè)備的分類

濃縮設(shè)備的型式很多，一般可按下列方法分類：

1、按蒸發(fā)面上的壓力分：

（1）常壓濃縮設(shè)備 溶劑從蒸發(fā)面汽化后進入常壓的大氣。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資省維修方便，但蒸發(fā)速率低。

（2）真空濃縮設(shè)備 溶劑從蒸發(fā)面汽化后進入負(fù)壓狀態(tài)。真空濃縮設(shè)備是食品工廠生產(chǎn)過程主要設(shè)備之一。它利用真空蒸發(fā)或機械分離等方法來達到，目前多采用真空蒸發(fā)，它具有許多優(yōu)點：

A加熱蒸汽與沸騰液體之間的溫度差可以增大。

B對料液起加熱殺菌作用，有利于食品保藏。

C可利用壓強較低的蒸汽作為加熱蒸汽。

D由于溶液沸點較低，使?jié)饪s設(shè)備的熱損失減少。

E由于低溫濃縮有利于食品溶液進行濃縮，減少體積及重量，便于運輸及貯存。

但也存在一些不足之處：

A由于真空濃縮，須有抽真空系統(tǒng)，從而增加附屬機械設(shè)備及動力。

B由于蒸發(fā)潛熱隨沸點降低而增大，所以熱量消耗大。

2、根據(jù)料液的流程分：

A循環(huán)式，有自然循環(huán)式與強制循環(huán)式之分；

B單程式。一般來說，循環(huán)式比單程式的熱利用率高。

3、按加熱蒸汽被利用的次數(shù)分：

A單效濃縮裝置；

B雙效和多效濃縮裝置；

C帶有熱泵的濃縮裝置。

食品工廠的多效濃縮裝置，一般采用雙效、三效，有時還帶有熱泵裝置。效數(shù)增多有利于節(jié)約熱能，但設(shè)備投資費用增加，所以效數(shù)的確定，必須全面分析，細致考慮。

4、根據(jù)加熱器結(jié)構(gòu)型式來分：

A非膜式 料液在蒸發(fā)器內(nèi)聚集在一起，只是翻滾或在管中流動，形成大蒸發(fā)面。非膜式蒸發(fā)器又可分為：1．盤管式濃縮器；2．中央循環(huán)管式濃縮器，

B薄膜式 料液在蒸發(fā)時被分散成薄膜狀。薄膜式蒸發(fā)器又可分為：1．升膜式濃縮器2．降膜式濃縮器3．片式濃縮器；4．刮板式濃縮器5．離心式薄膜蒸發(fā)器等。薄膜蒸發(fā)器的水份蒸發(fā)快，因其蒸發(fā)面積大。熱利用率高，但結(jié)構(gòu)比非膜式復(fù)雜。

二、選擇與要求

食品溶液的性質(zhì)是多種多樣的，所以選擇濃縮設(shè)備時，必須考慮溶液是否具有下列幾種性質(zhì)：

(1)結(jié)晶性   有些溶液在濃度增加時，會有晶粒析出，而且沉積于傳熱面上，從而影響傳熱效果，有的嚴(yán)重會堵塞加熱管。對于這類料液，宜采用夾套帶攪拌的濃縮器或強制循環(huán)濃縮器。

(2)結(jié)垢性   有些溶液在加熱濃縮時，會在加熱面上生成垢層，從而增加熱阻，降低傳熱系數(shù)，嚴(yán)里時使設(shè)備生產(chǎn)能力下降，甚至因此停產(chǎn)。垢層常用化學(xué)藥品清洗，也有用機械方法剝除的，對垢層要定期清洗。所以，對容易生成垢層的料液，最好選取流速較大的強制循環(huán)型或升膜式濃縮設(shè)備。

 

(3)熱敏性   食品工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要考慮到產(chǎn)品的熱敏性，如番茄漿在溫度過高時，會使其色澤加深，從而降低產(chǎn)品質(zhì)星。所以這類溶液應(yīng)采用停留時間短、蒸發(fā)溫度低的設(shè)備，一般運用各種薄膜式或真空度較高的濃縮器為好。

(4)粘滯性   有些料液隨濃度增加粘度也隨著增加，使流速降低，傳熱系數(shù)隨之減少，生產(chǎn)能力下降。故對粘度較高的料液，不宜選用自然循環(huán)型，可選強制循環(huán)型、刮板式或降膜式薄膜濃縮器等。

(5)腐蝕性   在食品料液中，有些是酸度較高的，同時考慮食品衛(wèi)生法規(guī)要求，所以濃縮設(shè)備的材料，必須能抵抗腐蝕的，通常使用不銹鋼材科或者采用各種防腐涂層材料的鋼材，加工制造。

(6)發(fā)泡性   有些溶液在濃縮過程中，會產(chǎn)生大量汽泡，這樣泡沫易被二次蒸汽帶走，一方面污染其它加熱設(shè)備另一方面增加產(chǎn)品的損耗，嚴(yán)重時會造成不能操作。這樣在濃縮器的結(jié)構(gòu)上，要考慮消除發(fā)泡可能性，同時要設(shè)法分離回收泡沫，一般采用強制循環(huán)型和長管薄膜濃縮器，以提高料液在管內(nèi)流速增加。

所以對濃縮設(shè)備的要求：

(1)傳熱效果好，熱能利用率高，即傳熱系數(shù)高和有效溫度差大。

(2)具有足夠的機械強度，金屬消耗量少，耐腐蝕。

(3)結(jié)構(gòu)緊湊、操作清洗方便，安全可靠。

(4)易于制造、檢修、清洗。

(5)設(shè)備性能適應(yīng)食品料液的性質(zhì)，符合生產(chǎn)工藝要求和食品衛(wèi)生。

(6)動力消耗小，且汽液分離效果好。

三、真空濃縮裝置操作流程

(一)單效真空濃縮裝置流程

它由一臺濃縮鍋和冷凝器及抽真空裝置組合而成。扇形扎口機料液進入濃縮鍋后，加熱蒸汽對溶液進行加熱濃縮，二次蒸汽進入冷凝器冷凝，不凝結(jié)氣體由真空裝置抽出，使整個裝置處于真空狀態(tài)。溶液根據(jù)工藝要求的濃度，可間歇或連續(xù)排出。目前，在果醬類生產(chǎn)中，采用這種流程較多。

 (二)多效真空濃縮裝置流程

常見的流程為三種：

1．逆流法

蒸汽與溶液進入濃縮器的流向相反，故稱為逆流法。原料液由末效進入，依次用泵送入前一效，最終的濃縮液，由第一效排出，加熱蒸汽從第一效通入，二次蒸汽則順序通入各效以至末效。圖示為蒸發(fā)量4噸／小時的雙數(shù)番茄醬濃縮裝置就屬于這種流程。

2．并流法

溶液與蒸汽的流動方向相同，即均由第一效順序至末效。A／A型兩效三罐番茄醬濃縮裝置基本屬于這種類型，它是由兩臺中央循環(huán)管式蒸發(fā)器和一臺環(huán)管帶夾套加熱的攪拌式蒸發(fā)器所組成的，如圖。原料液由I效到末效順序流動，面包扎花機加熱蒸汽由I效通入，所產(chǎn)生的二次蒸汽供II效A、B罐作為加熱蒸汽，由于II效A、B罐沒有壓力差，故A罐料液進入B罐時，用濃醬泵輸送，II效的B罐濃縮液用濃醬泵不斷抽出。

3．平流法

此法系把原料液向每效加入，而濃縮液自每效放出的方式進行操作，故溶液在各效的濃度均相同，而加熱蒸汽的流向仍由第一效順序至末效，其流程如圖示。

除了上述幾種常用的濃縮裝置流程外，還可根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，采取一些其它操作流程。例如：在末效采用一個單效濃縮鍋與前幾效濃縮鍋組合成新的流程，它有利于克服末效溶液粘度較大，流動性差的缺點，在末效采用生蒸汽或熱泵加熱，金絲扎花機以提高其溫度差，強化傳熱效果。但是增加生蒸汽的消耗量。

E對料液起加熱殺菌作用，有利于食品保藏。