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1、第九章 蒸发与结晶设备,第一节 常压与真空蒸发设备 第二节 结晶设备,第一节 常压与真空蒸发设备,蒸发 将含有不挥发性溶质的 稀溶液中部分溶剂汽化、 除去的单元操作，称为 蒸发。,蒸发目的,利用蒸发操作取得浓溶液；将溶液蒸发并将蒸汽冷凝、冷却，以达到纯化溶剂的目的。 获得浓缩的溶液 获得固体溶质 除去杂质,二次蒸汽,不凝性气体,（生蒸汽）,（间壁式换热器）,蒸发器(加热室,蒸发室) 除沫器 冷凝器 真空装置,蒸 发范例,蒸发过程特点,按操作室压力分： 常压、加压、减压（真空）蒸发,单效蒸发： 将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸发操作。 多效蒸发 若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发
2、器作为加热蒸气，则可提高加 热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。,单效和多效蒸发（按二次蒸气的利用情况分）,设计蒸发器的基本要求,应防止或减少浓溶液在加热表面上析出溶质而形成结垢。 对于热敏性的物质减少溶液在蒸发器内停留时间。 充足的加热热源，以维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所带走的热量，并节能。,蒸发设备分类,间壁式蒸发器： 直接接触式蒸发器：浸没燃烧蒸发器,-溶液在蒸发器中作 循环流动,-溶液在蒸发器中只通过 加热室一次，不作循环 流动。 溶液通过加热室 时，在管壁上呈膜状流动 ，故习惯上又称为液膜式 蒸发器。,中央循环管式 悬框式 列文式（外循环） 外热式,升膜式蒸发器
3、-价廉 降膜式蒸发器-价廉 升-降膜式蒸发器 刮板式蒸发器,连续式、间歇式 常压式、减压式、加压式,常压蒸发设备 循环式蒸发设备 非循环式蒸发设备,一、常压蒸发设备,主要为啤酒厂的麦芽汁煮沸锅： 将糊化，糖化，过滤后的麦芽汁煮沸，浓缩到一定的发酵糖度 两种类型：夹套加热式和内置加热式(加热器位于锅体内) 夹套加热式麦芽汁煮沸锅流程图 排不凝性气体管 冷凝槽 搅拌器 外夹套加热区 中心加热区 （耐压能力差） （ 较高温度） 冷凝水排放管,麦芽汁煮沸锅,(夹套加热式),夹套,(内置加热式),列管式内加热器的煮沸锅,具两段内加热器的煮沸锅,麦芽汁煮沸锅,二、循环式蒸发设备,中央循环管式 悬框式 列文
4、式（外循环） 外热式 强制循环式,优点：结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等，应用十分广泛。 缺点： （1）循环速度较低，管内流速0.5m/s； （2）溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液粘度大、沸点高，有效温度差小。 （3）设备的清洗和维修也不够方便。,中央循环管式蒸发器（自然循环型）,其截面积一般为其它加热管总截面积的40100%,料液,生蒸汽,应用：广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。,工作原理 中央粗管内溶液受热慢，密度大， 下行；周围细管内溶液受热快， 密度小，上行；循环流动的速度 可达0.10.5m/s。,中央循环管式蒸发器 （垂直短管式）,原理
5、溶液沿加热管中央上升，而后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。溶液循环速度比标准式蒸发器大，可达1.5m/s。 优点 这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行清洗、检修或更换，而且热损失也较小。 缺点 结构复杂，单位传热面积的金属消耗较。,加热室,悬框式蒸发器（自然循环型）,列文式蒸发器（外循环式）,原理 加热室中的溶液不沸腾，在沸腾室内才开始沸腾，因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室，从而避免了加热管内结晶或污垢的形成。溶液循环速度可达2.5至3 m/s以上，故总传热系数亦较大。,缺点 液柱静压头效应引起的温度差损失 较大，要求加热蒸汽有较高的压力。 设备庞大
6、，消耗的材料多，需要高大 的厂房。,加热室,沸腾室,蒸发室,循环管,除沫器,其截面积约为加热管的总截面积的23倍。,挡板,外热式蒸发器,蒸发室,循环管,加热室,原理 加热室单独放置，好处之一是可以降低整个蒸发器的高度，便于清洗和更换；好处之二是可将加热管做得长些，循环管不受热，从而加速液体循环。循环速度可达1.5m/s。,外热式蒸发器 结构： 如图所示。其主要特 点是采用了长加热管 （管长与直径之比 50100），且液体下 降管（又称循环管） 不再受热。 优点： 循环速度较大（可达 1.5m/s）；加热室便 于清洗和更换。,对于循环型蒸发器，除了上述自然循环外，还可以采用强制循环，循环速度的大
7、小可通过泵的流量调节来控制，一般在2.5m/s以上。,强制循环型,优点 循环速度大 （23.5m/s）； 可用于蒸发粘度大， 易结晶结垢的物料； 传热系数较大。 缺点 能耗大。,强制循环式蒸发器,三、非循环式蒸发设备,真空蒸发设备 流程,真空蒸发主要设备,蒸发器 冷凝设备 气液分离器（除沫器） 真空系统,真空蒸发设备特点,由于减压，沸点降低，有利于溶液汽化。蒸发器的热损失较少。 适用于热敏性溶液和不耐高温的溶液； 可利用二次蒸汽作为加热热源； 需要有抽真空装置，保持真空度，消耗额外能量。,管式薄膜蒸发器 升膜式 降膜式 升降式 刮板式蒸发器 离心式薄膜蒸发器,针对受热后会发生化学或物理变化的热
8、敏性物质及高温下蒸发浓缩时会发生呈色反应的大分子物质。,真空蒸发设备类型,管式薄膜蒸发器,特点：液体沿加热管壁成膜而进行蒸发。 按液体的流动方向可分为 升膜式 降膜式 升降膜式,膜蒸发,让溶液在蒸发器的加热表面以很薄的液层流过，溶液很快受热升温、汽化、浓缩，浓缩液迅速离开加热表面。 特点：浓缩时间很短，一般为几秒到几十秒，保证了产品质量。,二次蒸汽,从溶液中汽化出来的蒸汽称为二次蒸汽 作为热源的水蒸汽做加热蒸汽或一次蒸汽,薄膜蒸发有关概念,1、升膜式蒸发设备,在蒸发器中形成的液膜与蒸发的二次蒸汽气流方向相同，由下而上并流上升。 升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。
9、,升膜蒸发器,结构： 加热室由许多垂直长管组成 管束直径为2050mm; 高度为212m 高径比100150 加热蒸汽走壳程 料液走管程 真空/常压操作。,形成的液膜与蒸汽流的方向相同，由下而上的并流上升。 适用于蒸发量大（较稀的溶液），热敏性及易起泡的溶液；不适用于较浓溶液、高粘度、易结晶、结垢的溶液。,升膜式蒸发器特点：,升膜式蒸发器特点,传热效率高 物料受热时间短；特别对于发泡性、粘度较小的热敏性物料、蒸发量较大物料、比较合适。 不适用于粘度较大0.05Pas以上、受热后易产生积垢的、或浓缩后有结晶析出的物料。,管式升膜蒸发器,BM系列薄膜蒸发器 ：蒸发器为升膜式列管换热器；设备与物料接
10、触部分均采用不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能。,升膜式蒸发器 工作原理： 物料从加热器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。,升膜式蒸发器,对于加热管子直径、长度选择要适当，管径不宜过大，一般在2528毫米之间，管长与管径之比一般为 100150 ，这样才能使加热面供应足够成膜的汽速。,液膜形成过程,预热区(a 、b) ： 温度升至沸点 ，管中液面高度(1/41/5)。 大气泡形成区(c 、d、e）： 气液湍流，气柱上升带动其周围的部分液体一起运动。 爬膜区( f )
11、： 气柱之间的液膜消失，蒸汽占据整个管的中部空间，液体只能分布于管壁，形成环状液膜，在上升的蒸汽的拖带下形成“爬膜”。 膜消失（g、h )： “干壁现象”非正常运行。,液膜形成过程,预热区(a),加热管中液面一般为管高度的1415; 自然对流运动加热阶段,沸腾区(b),物料溶液开始沸腾，产 生蒸汽气泡分散于连续的 液相中;由于蒸汽气泡的密 度小，故气泡通过液体而 上升,气泡区 (C),液体继续受热，温度不断上升。随着气泡量的不断增加，小气泡结合形成较大的气泡，气体上升的速度则加快。液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降。,柱状气泡(d),当气泡继续增大形成柱状， 占据管子中部的大部分空间 时,气
12、体以很大的速度上升， 而液体受重力作用沿气泡边 缘下滑。,湍流区(e),液体下降较多时，大个 柱状汽泡则被液层截断。 此时液相仍然是连续相。 这时混合流体处于一种强 烈的湍流状态，气柱向上 升并带动其周围的部分液 体一起运动。,爬膜区(f),管壁上的液体受热不断 蒸发，气柱不断增大，最 后气柱之间的液膜消失， 蒸汽占据了整个管的中部 空间，形成连续相，液体 只能分布于管壁，形成环 状液膜，并在上升蒸汽的 拖带下形成“爬膜”。,溶液在加热管中产“爬膜”必要条件,要有足够的传热温差和传热强度，使蒸发的二次蒸汽量和蒸汽速度达到足以带动溶液成膜上升。 加热蒸汽和蒸发温度的温差2035 常压下二次蒸汽的
13、气速达到2050m/s 真空条件下100160m/s,雾沫夹带区(g),液体蒸发时蒸汽会把溶 液以雾沫夹带离开液膜， “液膜”迅速减薄。,干壁区(h),如果汽速进一步增加，使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度，则加热管上的液膜将会出现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等不正常现象。,管膜式蒸发的最佳操作时机,形成爬膜到出现喷雾流之间(d到f)。 传热系数最大，最佳工作状态。,应维持在爬膜状态的温度差。并控制一定的蒸发浓缩倍数，一般为5倍;保持真空度稳定 对浓缩倍数要求高的工艺，如果物料非热敏性，可进行回流 适用于发泡性强、黏度较小的热敏性物料较为适用。不适用于黏度较大, 受热后易产生积垢或浓缩时有晶体
14、析出的物料 升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜 液面一般为加热管高度的1415，液面面太高，设备效率低，出料达不到要求的浓度 控制适当的进料量和进料温度,升膜蒸发器的操作注意事项,升膜式蒸发器,优点： 溶液在蒸发器中不循环，停留时间很短，因而特 别适用于热敏性物料的蒸发； 整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完 成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差较大。 由于溶液呈膜状流动，因而对流传热系数较大。 缺点： 对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不适 当时不易成膜，此时，对流传热系数将明显下降。,其他升膜蒸发器,套管式升膜蒸发器 套筒升膜蒸发器 板式升膜蒸发器,
15、套管式升膜蒸发器,套筒式升膜蒸发器,套管式升膜蒸发器,结构特点： 外管1174mm 内管893mm 管子间隙11mm 链霉素浓缩 缩短管长,套管式升膜蒸发器特点,传热面积为内、外管子面积总和。由于 间隙截面积小，而加热周边面积大，能吸收足够的热量，产生大量的蒸汽，沿着内、外管子壁面形成爬膜。 故加热管较短，只有1.4m.,套筒式升膜蒸发器,内外加热面同时通入蒸汽加热，蒸发料液即在筒间间隙爬膜上升。 圆筒间隙为4mm 浓缩核苷酸溶液,板式升膜蒸发器,将板式加热交换器的板纹 压成半管状，二块板合起来 就形成很多垂直的管子，由于 板间距很小，故形成加热管的 直径就很小（图示二块板叠合后 形成的六角形
16、管道的断面图） 设备紧凑，传热系数高。,形成的液膜与蒸汽流的方向相同，由上而下的并流下降。 由蒸发器、分离器、液体分布器组成。 适用于浓度较高，粘度较大的物料；不适用于易结晶的物料。,2.降膜式蒸发器,1-料液分配器 2-加热列管 3-蒸汽挡板 4-分离器 5-冷凝水液位计 a-料液进口 b加热蒸汽进口 C-不凝性气体排除口 D-冷凝水出口 E-浓缩液出口 f-二次蒸汽出口,降膜蒸发器结构,降膜式蒸发器参数,管径 20-50mm L/d=50-70 浓缩倍数7倍 蒸发强度 80-100kg水/m2hr 传热系数 4190-20900（kJ/m2hr）,降膜式蒸发器工作原理,物料溶液从加热管子上
17、部进入，经分配器导流管进入加热管，沿管壁成膜状向下流 。 操作关键：液料分配均匀。,为什么降膜蒸发器要配 料液分布装置?,料液进入加热列管时要均匀分配，使每根管子的内壁都能被液体所润湿，否则容易发生干壁现象而严重影响蒸发效果，甚至使产品质量降低，阻塞加热管。因此降膜蒸发器加热列管的上部都要设置料液分配装置。,齿形溢流口 导流棒 旋液导流器 （螺纹导流管、切线进料旋流器） 分配筛板,降膜式蒸发料液分配装置,降膜式蒸发器的分配器,齿形溢流口,导流棒,螺纹导流管,切线进料旋流器,齿形溢流口,在加热管的上方管口周边切 成锯齿形，以增加液体的溢流 周边。当液面稍高于管口时， 则可以沿周边均匀地溢流 而下
18、。 由于加热管管口高度一致， 溢流周边比较大，致使各管子 间或管子的各向溢流量比较均 匀。 当液位稍有差别时，不致 引起很大的溢流差别，但当液 位差别比较大，液位高度有变 化时，深液分布还是不够均 匀,导流棒,在每根加热管的上端管口内插入一根呈八字形的导流棒。 液体在均匀环形间距中流入加热管内周边，形成薄膜。,螺纹导流管,在加热管口插入刻有螺旋形沟槽的导流管，当液体沿着沟槽下流时，则使液体形成一个旋转的运动方向。 液体沿管壁周边旋转向下，这样可以减少管内各向物料的不均匀性，同时又可以增加液体流动速度，减速薄加热表面的边界层，降低热阻，提高传热系数。,切线进料旋流器,旋流器插放在加热 管口上方，
19、液体以 切线方向进入而形 成旋流。 但是设计时要注意各 切线进口的均匀分布， 否则会互相影响而造成 进料不均匀,它是利用液体的自流作用进行分配的。在管板上方一定距离水平安装一块筛孔板，筛孔对准加热管之间的管板，当筛板上面保持一定液层时，液体从筛孔淋洒到管板上，液体离各加热管口距离相等，就沿管板均匀流散到各管子的边沿，成薄膜状沿管壁下流。 为了保证液流的分布均匀，可采用二层或三层筛板，多次分配，这种分配设备虽然很简单，但只是作稀薄液体的分配，对粘稠物料难以分配均匀。,分配筛板,降膜式蒸发器特点,可以浓缩高粘度的液体（1,000厘泊以下）。 停留时间短，可以处理热敏性物料。 一次通过的浓缩比不大于
20、7。 加热管内高速流动的蒸汽使产生的泡沫极易破 坏消失，适用于容易发泡的料液。 制造费用不高，投资少，占地面积小。,升膜、降膜式蒸发器的比较,升膜式蒸发器： 成膜方便，不存在液体分配不匀的问题，但是不适合粘度大的液体浓缩 降膜式蒸发器： 成膜均匀度不如升膜式，适合粘度较高的物料浓缩。 因重力的影响增加了蒸汽的抽拉作用和液膜的流动速度，所以在同样条件下降膜蒸发器的液膜比升膜要薄，传热系数也较大；传热系数4190-20900（kJ/m2hr）,降膜式蒸发器,3.升降膜式蒸发器,结构： 主要由升膜蒸发器、降膜 蒸发器、分离器及高位计 量罐、预热器等组成。 应用： 可用于多泡沫性料 液的浓缩。,升降膜
21、式蒸发器结构,1-升膜管， 2-降膜管， 3-冷凝水出口； 4-料液进口； 5加热蒸汽进口 6-二次蒸汽出口 7-浓缩液出口,升降膜式蒸发器,工作原理 物料先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发。 浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。,升降膜蒸发器的特点,符合物料的要求。 经升膜蒸发后进入降膜蒸发，有利于降膜的液体均匀分布，同时也加速物料的湍流和搅动，以进一步提高降膜蒸发的传热系数。 用升膜来控制降膜的进料分配，有利于操作控制。 将两个浓缩过程串联，可以提高产品的浓缩比，降低设备高度,刮板
22、式蒸发器是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。 由转动轴、物料分配盘、刮板、轴承、蒸发室和夹套加热室等部分构成。,刮板式蒸发器,1.转动轴 2.进料口 3.加热蒸汽管 4.排料口 5.冷凝水排出口 6.刮板 7.物料分配盘 8.除沫器 9.二次蒸汽排除管,离心刮板式蒸发器结构,刮板式蒸发器工作原理,液料从进料管以稳定的流量进入随轴旋转的分配盘中，在离心力的作用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩； 浓缩液同时受重力作用下流；瞬间另一块刮板将浓缩料液翻动下推，并更新薄膜。,固定刮板式,转子式,刮板式薄膜蒸发器 原理示意图,
23、刮板式蒸发器特点,物料的适应性很强，对于高黏度（如栲胶、蜂蜜等）和易结晶、结垢、含固、热敏的物料都能适用。 蒸发器在离心力场的作用下具有很高传热系数，一般可达 (40008000)kJ(m2h)。 液料在加热区停留时间很短，一般只有几秒至几 十秒； 因具有转动装置，且要求真空，故设备加工精度 要求较高（蒸发器加热室的圆筒内表面必须经过精加工）。 轴要有足够的机械强度 动力消耗大，处理量也很小。,离心式薄膜蒸发器,具有旋转的空心碟片的蒸发器， 利用旋转的离心盘所产生的离心 力使溶液在碟片上形成厚度约 0.11mm的薄膜。 特点： 高传热系数（可达30000kJ/h m2 ）,离心式薄膜蒸发器 结
24、构,1-蒸发器 2-离心转鼓 3-O形密封垫圈 4-加热蒸发通道 5-套环 6-下碟片 7-上碟片 8-压紧环 9-进料管及喷嘴 10-视镜 11-浓缩液吸出管 12-套环的垂直通道 13-二次蒸汽排出管 14-冷凝水排出管 15-空心转轴,离心式薄膜蒸发器,离心式薄膜蒸发器,是利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液的周边分布作用而形成薄膜而浓缩。,离心式薄膜蒸发器是一种具有旋转的空心碟片的蒸发器（离心碟片组相隔的空间即蒸发空间），料液在碟片上形成0.11mm厚的薄膜，由于离心力作用，加热时间仅1min左右。 物料经过过滤器，进入可维持一定液面的贮槽，由螺杆泵将料液输送至蒸发器，由喷嘴将料液喷在
25、离心盘背面，并在离心力的作用下使其形成薄膜。离心转鼓的夹层内，通入加热蒸汽。 浓缩液在通过膨胀式冷却器时，冷却为成品，由浓缩液泵排出。二次蒸汽经板式冷凝器冷凝，再经真空泵排出。,工作原理,离心式薄膜蒸发设备流程,由物料平衡槽、进料螺杆泵、离心薄膜蒸发器、水力喷射泵、冷却水循环泵、浓缩液贮罐和出料螺杆泵。,1.平衡槽 2.进料螺杆泵 3.蒸发器 4.喷射泵 5.水池 6.水泵 7.浓缩液贮罐 8.出料螺杆泵,汽液分离器（捕沫器）,从蒸发器溢出的二次蒸汽带有液沫，需要加以分离和回收。在分离室上部或分离室外面装有阻止液滴随二次蒸汽跑出的装置，称为分离器或捕沫器。,装于蒸发器顶盖下面的分离器,真空蒸发
26、器的配套设备,装于蒸发器外面的分离器,（a）隔板式、 （b）（c）（d）旋风分离器，其分离效果较好,在蒸发操作过程中，二次蒸汽若是有用物料或会产生严重污染时，应 采用间壁式冷凝器回收；二次蒸汽不被利用时，必须冷凝成水方可排 除，同时排除不凝性气体。对于水蒸气的冷凝，可采用汽、水直接接 触的混合式冷凝器。 无论使用哪种冷凝器，都要设置真空装置，不断排除不凝性气体并向 系统提供一定的真空度。,蒸汽冷凝器,真空蒸发器的配套设备,真空装置 水环真空泵、往复式真空泵及喷射泵是常用作抽真空的设备。,水环泵,水力喷射泵,往复泵,真空蒸发器的配套设备,蒸发浓缩过程的节能,蒸发浓缩过程需要解决的问题：如何减少能
27、耗降低生产成本。 节能的重要措施： 多效蒸发 热泵蒸发,多效蒸发,循环利用热能，将高能二次蒸汽作加热介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。 二次蒸汽作为加热蒸汽的条件： 该蒸发器的操作压力和溶液的温度应低于前一蒸发器。 从理论上来说，蒸发可以做成很多效，但实际效数不能增加太多，最多达67效。,三效顺流降膜蒸发器装置,最低能耗0.44kg,热泵蒸发,借压缩机的绝热压缩作用,或借蒸汽喷射压缩作用,将蒸发器所产生的二次蒸汽的饱和温度提高,并送回原蒸发器用作加热蒸热。因此,蒸汽的潜热可得到反复利用,除了在开工时外,不需要另行供给加热蒸汽,即可进行蒸发。,单效热泵蒸发流程,1 稀物料 2 输料泵 3 流量
28、计 4 生蒸汽 5 液体分布器 6 加热室 7 气液分离器 8 冷凝器 9 大气平衡管 10 真空 11 冷却水进 12 液封槽 13 冷却冷凝水出 14 浓物料 15 冷凝水出 16 热泵,第二节 结晶设备,结晶有关概念,特点：结晶过程是复杂的，有时会出现晶体大小不一，形状各异甚至形成晶簇等现象，因此附着在晶体表面及空隙中的母液难以完全除去，需要重结晶，否则将直接影响产品质量。,结晶： 物质自溶液中成结晶状态析出或从熔融状态受 冷成晶体凝结的过程。,结晶方法,冷却结晶： 将一定浓度的溶液冷至过饱和状态。 蒸发结晶： 将溶液加热蒸发至呈过饱和状态。 真空结晶： 利用真空使溶液蒸发，达到过饱和状
29、态。,结晶设备分类,按操作方式,冷却结晶设备 结晶箱 浓缩结晶设备 煮晶锅 其他结晶设备 等电点结晶设备,间歇结晶设备 简单、方便 连续结晶设备 复杂、晶体小、不采用,改变溶液浓度方法分,设计结晶设备应注意的条件,应考虑溶液的粘度、杂质的影响，结晶温度，结晶 体的大小、形状以及结晶长大速度等条件，保证结 晶良好，结晶速度快。 通常结晶设备应有搅拌装置: 合适搅拌器速度及形式的选择； 使结晶颗粒保持悬浮于溶液中，同溶液有一个相对运动，以减薄晶体外部境界膜的厚度，提高溶质点的扩散速度，以加速晶体长大。 结晶器的内壁光滑、光洁，避免诱发新的晶核； 防止晶体堵塞管道。,搅拌速度和搅拌器的形式应选择得当
30、: 若速度太快，则会因刺激过剧烈而自然起晶，也可能使已长大了的晶体破碎，功率消耗也增大； 太慢则晶核会沉积。,常用结晶设备的搅拌器,作用： 使颗粒保持悬浮状态，溶液浓度、温度均匀一致。 形式： 锚式 （煮晶锅） 框式 （立式结晶箱） 螺旋式 （卧式结晶箱） 桨式（等电点结晶罐）,结晶设备的特点： （1）搅拌器的设计应根据溶液流动的需要和功率消耗情况来选择。,煮晶锅采用的锚式搅拌,对于一般煮晶锅多采用锚式搅拌，配合溶液在沸腾时的自然循环，可使晶体悬浮;,立式结晶箱多采 用框式搅拌器,卧式结晶箱多采用螺旋式搅拌器。,（2）当晶体颗粒比较小，容易沉积时，为了防止堵塞，排料阀要采用流线形直通式，同时加
31、大出口，以减少阻力，必要时安装保温夹层，防止突然冷却而结块。,煮晶锅采用的流线形直通式排料阀,（3）为防止搅拌轴的断裂，应安装保险装置，如保险连轴鞘等。遇结块堵塞，阻力增大时，保险鞘即折断，防止断轴，烧坏马达或减速装置等严重事故。其他如排气装置、管道等应适当加大或严格保温，以防止结晶的堵塞。,常用结晶设备,立式结晶箱 等电点结晶罐 卧式结晶箱 真空煮晶锅,立式结晶箱,结构 圆筒、锥底、内设蛇管冷却装置、 框式搅拌器 操作 柠檬酸溶液结晶箱冷却结晶放料,立式结晶箱应用 对于产量较小，结晶周期较短的，多采用立式结晶箱 间歇式（柠檬酸结晶）,1.马达 2.减速器 3.搅拌轴 4.进料口 5.冷却蛇管
32、 6. 框式搅拌器 7.出料口,立式搅拌结晶箱的结构,立式搅拌夹套冷却结晶器,立式结晶箱,外加热结晶锅,制糖结晶锅,等电点结晶罐,用于味精厂利用调节等电点来降低味精的溶解度，使味精析出。 立式大罐，高径比11.2可增至1.51.8， 可作成锥底或平底 关键是搅拌均匀，转速2836r/min 浆叶直径为罐径的1/31/2 ，具有一定的倾角,卧式结晶箱,1.马达 2.减速器 3.轴封 4. 轴 5.左旋搅拌桨叶 6.右旋搅拌叶桨 7. 夹套 8.支脚 9.排料阀,产量较大，周期比较长的，多采用卧式结晶箱 （谷氨酸钠的助晶；葡萄糖结晶）,卧式结晶箱结构,结构：半圆底的卧式长槽或敞口的卧式圆筒长槽，
33、槽身高的3/4部分用夹套冷却，螺条形搅拌桨叶二组。,卧式结晶箱特点 体积大，晶体悬浮搅拌所消耗的动力较小； 对于结晶速度较快的物料可串联操作，进 行连续结晶。 连续操作的 最佳控制是使溶液在进口处即开 始生成晶核，进入设备后很快就生成足够的晶核， 这些晶核悬浮在溶液中，随着溶液在槽中的慢慢 移动长大成晶体；最后从结晶槽的 另一端排出。,真空煮晶锅 适于结晶速度比较快，容易自然起晶，且要求结晶晶体较大的产品； 可控制溶液的蒸发速度和进料速度，结构较简单。,真空煮晶锅,蒸发室 加热夹套 汽液分离器 搅拌器,真空煮晶锅 1.二次蒸汽排出口 2. 汽液分离器 3 清洗孔 4.视镜 5 吸液管 6.人孔
34、 7.压力表孔 8.蒸汽进口管 9.锚式搅拌器 10.排料阀 1l.轴封填料箱 12搅拌轴,二次蒸汽升汽管速度815m/s 或锅内二次蒸汽速度13m/s,底有半球型、碟型、锥型密封要求严格（真空） 半球型底H/D=23,1一电动机 2一减速器 3一排料阀 4一夹套 5一锚式搅拌器 6一温度计 7一视镜 8一气液分离器 9一淋水管 10一比重计,真空煮晶锅结构,真空煮晶锅特点,结构比较简单，是一个带搅拌的夹套加热真空蒸发罐；蒸发、结晶同时进行。 适用于结晶速度比较快，容易自然起晶，且要求结晶较大的产品。 可以控制溶液蒸发速度和进料速度，以维持溶液一定的过饱和度进行育晶。 产品形状一致，大小均匀。
35、,实现结晶的连续化 连续结晶的要求 (1) 不形成结垢; (2 )设备内各部位溶液浓度均匀; (3) 避免促使晶核形成的刺激; (4) 连续结晶过程中同时具有各种大小粒子的晶体; (5) 及时清除影响结晶的杂质; (6) 设备内溶液的循环速度要恰当。,结晶设备的新动向,用不锈钢板制作，外部有夹套通冷却水以对溶液进行冷却降温；连续操作的槽式结晶器，往往采用长槽并设有长螺距的螺旋搅拌器，以保持物料在结晶槽的停留时间。槽的上部要有活动的顶盖，以保持槽内物料的洁净。槽式结晶器的传热面积有限，且劳动强度大，对溶液的过饱和度难以控制；但小批量、间歇操作时还比较合适。,1-脱色液高位罐 2-凝结水罐 3-板式换热器 4-真空结晶罐 5-育晶槽 6-分离机 7-味精母液罐 8-水力喷射器 9-吊车 10-湿味精分配器 11-味精干燥筛 12一热风机 13-旋风分离器,味精结晶整体过程,本章总结,常压蒸发设备类型及结构特点 循环式蒸发设备类型及结构特点 非循环式发设备类型及结构特点 升膜式蒸发设备的工作原理 常用结晶设备类型及结构特点,