本设备采用离心式滑 动沟槽转子，是目前国外 最新结构蒸发器，在流量 很小的情况下也能形成薄 膜，在筒体蒸发段内壁表 面附着处理液中的淤积物 可被活动刮板迅速移去， 和固定间隙的刮板蒸发器 相比，蒸发量可提高40%69%。
适用范围： 适于粘度高、混杂结晶的液体浓 缩，一般浓缩比可达7。
板式蒸发器
目前在工业上应用较成功的膜浓缩主要 有以压力为推动力的反渗透 (Rever Osmosis, 简称 RO) 、超滤(Ultra Filtration,简称 UF)， 以及以电力为推动力的电渗析(ED) 。
1. 反渗透
在左图中，我们用半透膜隔开两种浓度不同的溶 液，刚开始时两侧水平是平齐的，但由于浓度不同， 工作原理： 在所有膜浓缩技术中，反渗透的应用 浓度差造成两侧的化学势不同, 稀溶液中的水透过 反渗透是与自然渗透方向相反的一种 是最多的，它对于水溶液中的有机物，金 影响反渗透效率的因素： 半透膜向浓溶液一侧流动，直到两侧达到平衡为至； 膜浓缩技术，在渗透与反渗透的过程中 属离子，微生物，其它胶体类物质具有较 压强、温度、浓度差极化、膜的 现在浓溶液一侧加上一个外来压力P2 ，渗透速度 都是由半透膜的作用才能完成的。 高的去除能力；尤其在水中含盐量大于 压实、膜的降解、膜的结垢等 会逐步下降，当压力超过某一数值时渗透停止，即 据下图我们来分析一下反渗透的工作原 400mg/L时效果更好。 1＝π （π即为渗透压差） 达到了渗透平衡。P2－P 理： 2进一步增大时,浓溶液中的水就会反其原来的 反渗透的基本工作原理 当P 渗透方向进入稀溶液侧，这就叫做反渗透。
（4） 可实现全自动化生产。
刮板式薄膜蒸发器
设备简介： 可用于易结晶、易结垢、高 粘度或热敏性的料液浓缩。 但该结构较复杂、动力消耗 大，处理量较小，浓缩比一 般小于3。 设备特点： （1）滞留层薄，热阻影响小， 传热系数大，蒸发效率高。 （2）物料在蒸发面上的停留 时间短，不结焦、不结垢、不 需清洗去垢。 （3）适用的粘度范围宽广， 既可以处理高粘度，也可以处 理含固体的溶液。 （4）操作弹性大，浓度调节 方便，可以实现自动化操作。 （5）结构独特，刮板工作可 靠，维护方便，内筒精加工光 洁度高，使刮板不易磨损。
食品浓缩和结晶
本章内容简介
第一节 浓缩的目的和分类
第二节 蒸发浓缩
第三节 冷冻浓缩
第四节 膜浓缩
第一节 浓缩的目的和分类
浓缩：从溶液中除去部分溶剂（通常 是水）的操作过程，也是溶质和溶剂 均匀混合溶液的部分分离过程。
一、目的
减少重量和体积 浓缩去除食品中 大量的水分，可减少食品包装、贮 藏和运输费用。 提高制品的浓度、增大渗透压、阵 低水分话性、延长制品的保质期。
一、蒸发浓缩的基本原理
按照分子运动学观点，溶剂受热时分 子获得了动能，当某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 逸出液面而进入上部空间，成为蒸汽分子， 如果热能不断地供给，生成的蒸汽被不断 地排除，则可打破溶剂气相和液相之间化 学势的平衡，溶剂的气化将持续地进行。
真空蒸发的主要特点
（二）蒸发器的类型
1、循环型蒸发器 特点：溶液在蒸发器中循环流动，以 提高传热效率。 （1）中央循环管式蒸发器 （2）外循环管式蒸发器
2、膜式蒸发器
根据蒸发器内物料的流动方向及成膜 原因可分为以下几种类型。 （1）升膜式蒸发器 （2）降膜式蒸发器 （3）升/降膜蒸发器 （4）刮板式薄膜蒸发器 （5）离心式薄膜蒸发器 （6）板式蒸发器
三、蒸发器的类型及选择
蒸发器主要由加热室、分离室组成。 加热室：利用水蒸气为热源来加热被 浓缩的物料。 分离室：将二次蒸汽中夹带的雾沫分 离出来。
蒸发器的类型及选择
（一）选用蒸发器的基本要求 1.符合工艺要求，溶液的浓缩比适当； 2.传热系数高，有较高的热效率，能耗低； 3.结构合理紧凑，操作、清洗方便，卫生、 安全可靠； 4.动力消耗低，设备便于检修，有足够的机 械强度。
五、蒸发浓缩过程香味的保护与回收
果蔬香味成分主要是由各种有机化合物 如酯、醇、酸、醛、内酯等所组成．其 量少于 0.1mg/kg，却是影响果蔬汁品质 的主要因素。 果蔬香味多具挥发性，因此香味回收是 蒸发液缩过程必须考虑的措施。
措施
采用低温蒸发浓缩设备，减少香味 成分的挥发 采用短时蒸发浓缩设备 蒸馏法回收 浆液浓缩工艺
二 冷冻浓缩的过程与控制
（一）冰晶生成及控制 １．冰晶生成速率 （１）冻结速度 （２）冻结方法 （３）搅拌方式 （４）溶液浓度 （５）食品成分
（一）冰晶生成及控制
２．冰晶生成的方式 （１）层状冻结 是在管式、板式、转鼓式以及带式设 备中进行，又称为规则冻结。 （２）悬浮冻结 在受搅拌的冰晶悬浮液中进行的冰晶 成长过程称为悬浮冻结。
100t含固形物6%的番茄肉（去除皮 和种子），若将其浓缩成32％的番 茄酱，则重量喊至18.7t，体租为原 来的1／6，可将贮运要求及费用大 大降低。
浓缩是结晶操作的预处理过程及结 晶控制的一种手段。 降低食品脱水过程的能耗真空浓缩 尤其是多效真空浓缩，常常是食品 千燥的前处理过程。 改善产品质量。
四 单效蒸发与多效蒸发
（一）单效蒸发 凡溶液在蒸发器内蒸发，所产生的二 次蒸气不再加以利用则此种操作称为单效 蒸发。 为了浓缩热敏性物料，常采用单效真 空蒸发。
（二） 多效蒸发
原理
一台蒸发器实质上是一台特殊的热交换器。 就加热蒸发冷凝侧而言，它是冷凝器，就溶液沸 腾侧而言，它又是低压蒸气发生器。对此低压蒸 气，可利用它作为另一蒸发器的热源。这时后一 蒸发器就可看作是前一台发生的二次蒸气的冷凝 器。通常称前者为第一效，后者为第二效。这种 串联操作还可推广至三效、四效、五效等，统称 为多效蒸发。
第二节 蒸发浓缩
一、蒸发浓缩的基本原理
食品工业上应用最为广泛的浓缩 方法。不少食晶物料是水溶液，因 此蒸发指的是水溶液的蒸发。
一、蒸发浓缩的基本原理
蒸发可以在常压、真空和加压下进行，按操作 压力分，可分为常压蒸发、真空蒸发和加压蒸发。 在食品工业中，多采用真空蒸发。 按蒸发操作的方式分：间歇式；连续式；循环 式。 蒸发是食品工业上应用最为广泛的浓缩方法。 水蒸发浓缩的必要条件是：不断供给热能和不断排 出二次蒸汽。 为了强化蒸发过程，工业上采用的蒸发设备都 是在沸腾状态下汽化。
剂的过程。两相由膜隔开，分离不是靠两相的接 触。产透膜不仅用于分离溶质和溶剂，也可以用 于分离各种不同分子大小的溶质，又称膜分离。
按浓缩的方法分类
日光浓缩法(Solar concentration) 釜(Open kettles) 瞬间蒸发/急剧蒸发 ( Flash evaporation） 薄膜蒸发(Thin-Film evaporation) 真空浓缩(vacuum concentration) 冷冻浓缩(Freeze concentration) 超率法(Ultrafiltration) 逆渗透(Reverse osmosis)
升/降膜蒸发器
设备简介：升/降膜蒸发器是将加热器分成两程，一程做稀溶液 的升膜蒸发，另一程为浓稠液的降膜蒸发，这种蒸发器集中了 升、降膜蒸发器的优点。 设备特点：
（1） 由板片式加热器、分离器、预热器、 冷凝器、真空泵、热压泵和控制系统组成 （2）具有大蒸发量、高效率、高浓缩比、 低能耗、快速、升降膜式蒸发； （3）采用板式镜面换热、清洗方便。 蒸发 温度低、部份二次蒸汽经喷射式热压泵重 新吸入一效加热器，热量得到充分利用， 蒸发温度为75℃－45℃，而耗汽量是单效 25%；
甘蔗汁经净化、蒸发浓缩去除水 分，并进行浓缩结晶是蔗糖生产 的必经工艺过程。
二、分 类
按浓缩的原理分类
平衡浓缩
蒸发浓缩 冷冻浓缩
非平衡浓缩--膜分离
平衡浓缩：是利用两相在分配上的某种差异而
获得溶质浓缩液和溶剂的浓缩（分离）方法，常 用的平衡浓缩方法有：蒸发浓缩和冷冻浓缩。
非平衡浓缩：是利用半透膜等来分离溶质和溶
（二）冰晶与浓缩液的分离
冰晶分离有压榨、过滤式离心和洗涤 等方法。
（三）冰晶的洗涤
在冰晶形成过程中，存 在着溶质夹带现象，在实际 冷冻浓缩中，夹带主要由冰 晶表面吸附造成，溶质主要 存在于冰晶表层。为避免损 失，可采用稀溶液、冰晶融 化后的水及清水对冰晶洗涤， 将冰晶表面吸附的溶质洗脱 焉，用清水洗涤容易造成浓 缩液稀释。
设备简介：板式蒸发器／冷凝器是唯一能将蒸发器和冷凝 器两种工况结合在一个换热器完成的。它是由一组激光焊 接和传统的垫片密封通道交替组成。 设备特点： （1）通道宽，蒸汽角孔大，适合真空和 低压蒸发及冷凝 （2） 设备占地少，易于安装和清洗 （3）制造复杂，造价较高，周边密封橡 胶圈易老化。 适用范围： 适于果蔬汁物料的浓缩，酒精的蒸发， 沉淀物的浓缩等。
（三）基本原理
3、冷冻浓缩过程中的冰结晶量和 浓缩液量
设原蔗糖溶液的总量为Ｍ kg，生成冰晶量为Ｆ kg，蔗糖浓缩液量为Ｐkg，根据溶质的物料衡算 应有：ＭX1=PX2 ,即（Ｆ＋Ｐ）X1=PX2或 Ｆ／Ｐ＝（X2 －X1）／X1
（三）基本原理
4、冷冻浓缩过程中的溶质夹带和溶质脱除 （1） 溶质夹带 冷冻浓缩过程中析出的冰结晶中有或 多或少的溶质混杂其中 （2） 溶质脱除 是指水分冻结时，排斥溶质，保持冰 晶纯净的现象，只有保持在极缓慢冻结的 条件下，才有可能发生。 5、浓缩终点
1.在真空条件下，液体的沸点低，有利于蒸发 2.减少对热敏性食品成分的破坏 3.便于采用低压蒸汽或废蒸汽作为加热源，利于多 效蒸发 4.真空蒸发需要配套的真空系统，增大设备投资及 动力损耗 5.热量消耗大
二、蒸发浓缩过程食品物料的变化
（一） 食品成分的变化 （二）粘稠性 （三）结垢性 （四）起泡性 （五）结晶性 （六）风味形成与挥发性 （七）腐蚀性
多效蒸发加料方法
1. 2. 3.
பைடு நூலகம்