1、浓缩  从溶液中除去部分溶剂的单元操作。
2、真空浓缩  在负压下，以较低温度进行浓缩的单元操作。
3、加热蒸汽（饱和蒸汽或生蒸汽）  乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。
4、二次蒸汽  物料中水分蒸发所形成的蒸汽。
5、不凝性气体  相对于水蒸汽，在一定的压力和温度下不能被凝结的气体，称为不凝性气体，一般是指空气。
6、雾沫挟带  对于气、液两相的分离设备或反应设备，若气相为连续相、液相为分散相（例如板式蒸馏塔），而气相速度较大，部分液体会被气体吹散成液滴并被气体带出。这种现象称为雾沫夹带。产生雾沫夹带会降低设备的分离效率。
1、除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存和运输费用。
2、通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。
3、满足后续加工工艺过程的要求。
蒸发过程的两个必要组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完成。如图所示 ：真空蒸发基本流程。
蒸发器实质上是一个换热器，如图所示，由加热室 1和汽液分离器 4两部分组成。加热室使用的加热介质应用**多的是水蒸汽。通过换热，使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室4中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。
四、常压蒸发和真空浓缩 
蒸发操作可以在常压、加压或减压条件下进行。常压蒸发是指冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或稍高于大气压力，此时系统中的不凝性气体依靠本身的压力从冷凝器中排出。
减压下的蒸发通常称为真空蒸发，食品工业广泛应用真空蒸发进行浓缩操作。因真空蒸发时冷凝器和蒸发器物料侧的操作压力低于大气压，必须依靠真空泵不断从系统中抽走不凝性气体来维持负压的工作环境。采用真空蒸发的基本目的是降低物料的沸点。
真空浓缩与常压蒸发比较所具有的优点：
1、溶液沸点降低，增大了蒸发器的传热温差，所需的换热面积减小。
2、溶液沸点低，可以应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热源，有利于降低产品成本和生产费用。
3、蒸发温度低，即物料受热温度低，有利于浓缩热敏性物料。
4、蒸发器操作温度低，系统的热损失小。
五、单效浓缩和多效浓缩
浓缩操作的效数是指二次蒸气被利用的次数。
如果浓缩生成的二次蒸汽不再被用作加热介质，而是直接送到冷凝器中冷凝的蒸发过程，称为单效浓缩，是浓缩中**简单的一种方法。如果两个蒸发器串联起来，**个蒸发器产生的二次蒸汽引入第二个蒸发器作为加热蒸汽，第二个蒸发器产生的二次蒸汽送到冷凝器被冷凝后排出，则称为双效蒸发，它是多效蒸发中**简单的一种方法。
多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统，后效的操作压力和沸点均较前效低，仅在压力**高的shou效使用生蒸汽作加热蒸汽，产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，亦即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，只有末效二次蒸汽才用冷却介质冷凝。可见多效蒸**显减少加热蒸汽耗量，节约了热能，也明显减少冷却水的耗量。
真空浓缩的缺点：蒸发温度低，料液黏度大，传热系数较小，系统内为负压，完成液排出需用泵，冷凝水排出也需要用泵或高位产生压力(液位差)排出。真空泵和输液泵能耗增加。
真空浓缩的操作压力取决于冷凝器中水的冷凝温度和真空泵的性能。冷凝器操作压力的极限是冷凝水的饱和蒸汽压，所以它取决于冷凝器的温度。真空泵的作用是抽走系统中的不凝性气体，真空泵的工作能力愈大，就使得冷凝器内的操作压力愈易维持，愈接近冷凝水的饱和蒸汽压。一般真空蒸发时，冷凝器的压力为10～20kPa。
急剧蒸发简称闪蒸，是一种特殊的减压蒸发。将热溶液的压力降到低于溶液温度下的饱和压力，则部分水将在压力降低的瞬间沸腾汽化，就是闪蒸。水在闪蒸汽化时带走的热量，等于溶液从原压下温度降到降压后饱和温度所放出的显热。
在闪蒸过程中，溶液被浓缩。常见闪蒸的具体实施方法是直接把溶液分散喷入低压大空间，使闪蒸瞬间完成。
闪蒸的**大优点是避免在换热面上生成垢层。闪蒸前料液加热但并没浓缩，因而生垢问题不突出。而在闪蒸中不需加热，是溶液自身放出显热提供蒸发能量，因而不会产生壁面生垢问题。#p#分页标题#e#
为提高热能利用率，除采用多效蒸发外，还可通过一种通称为热泵的装置，提高二次蒸汽的压力和温度，重新用作蒸发的加热蒸汽，称为热泵蒸发，或称为蒸汽再压缩蒸发。
热泵是以消耗一部分高质能（机械能、电能）或高温热能为代价，通过热力循坏，将热由低温物体转移到高温物体的能量利用装置。
常用的热泵有蒸汽喷射热泵和机械压缩式热泵。
蒸汽喷射热泵使用的蒸汽喷射器类似于蒸汽喷射真空泵，称为热压泵，是在喷嘴附近低压吸入蒸发产生的二次蒸汽，与高温高压的驱动蒸汽混合后，在扩压管处达到蒸发所需加热蒸汽的压力和温度后用作蒸发的加热介质。
机械压缩式热泵利用电动机或汽轮机等驱动往复式或离心式压缩机，将二次蒸汽压缩，提高其压力和温度，重新用作蒸发的加热蒸汽。
1、根据二次蒸汽被利用的次数分类
(3)带有热泵的浓缩装置
(2)循环式：自然循环与强制循环
3、根据加热器结构分类
(2)中央循环管式浓缩器
乳品厂中所使用的加热器都属于管式换热器，又称列管式换热器。管束固定在管板上，管板焊接于壳体，管子、管板和壳体焊在一起。物料走列管内，列管外、壳体内走加热蒸汽。
乳品厂中使用的蒸发器都是非循环型的，物料在蒸发器内经过一次加热、汽化和分离，离开时即达到要求的浓度。料液一般不打循环，在加热器内停留时间短，这对热敏性物料的蒸发有利。这类蒸发器加热室中液体多呈膜状流动，因此又通称为膜式蒸发器。
常有以下几种型式：长管式、刮板式和板式等。乳品厂应用**多的是长管式蒸发器。
长管式蒸发器根据液膜的流动方向，又分为升膜式蒸发器和降膜式蒸发器 。
三、升膜蒸发原理 
对于升膜式蒸发器，物料从管束下部引入。工作时，物料在加热管内全程形成上、中、下三个不同区域，如图所示，物料在下部，因液层静压作用，物料不沸腾，只起加热作用。在中部温度上升物料沸腾，二次蒸汽形成，蒸汽体积急速增大，管芯形成高速上升气流将液体在管壁压成薄膜向上流动，形成很好的传热条件，传热系数大大增加，使蒸发加快。到达上部后进入饱和区，汽液混合物经管顶进入汽液分离器进行汽液分离。而在降膜式蒸发器中，物料从顶部进入，然后呈膜状蒸发。
第三节 蒸发器的附属设备
冷凝器的作用：将二次蒸汽冷凝，同时将不凝性气体分离，以减轻真空系统负荷。
冷凝器的分类：直接式和间接式。
二次蒸汽与冷却水间接换热。有列管式、板式、螺旋板式、淋水管式等。
间接式冷凝器的特点：冷却水可回收利用，但价格较高，用水量大，传热效率低。
（二）直接式(混合式)冷凝器
直接式冷凝器分为逆流式和喷射式。
二次蒸汽与冷却水直接接触而冷凝。
1、孔板式冷凝器：冷凝器是一个用钢板制成的圆筒，直径为400-2,000mm。高度为1,200—5,000mm。如图所示，内装有若干块钻有许多小孔的淋水板，淋水板为交替放置的圆缺型或交替放置的盘环型。冷却水自上引入，经淋水板小孔穿流而下，同时也经板边缘溢流而下，二次蒸汽自下而上与冷却水逆流接触，换热冷凝。混合的冷却水和冷凝水由下部排出，不凝性气体由上方排出。
如图所示，在圆筒型冷凝器中，上部装有洒水盘，在其中部装有“隔筒”，用于预热物料的双螺旋盘管盘绕在上面。二次蒸汽和不凝性气体进入混合式冷却器时shou先沿“隔筒”的周围从上向下流动，将盘管内的物料预热后，大部分二次蒸汽被冷凝，剩余的二次蒸汽再由“隔筒”的下口向上运动与下落的冷却水相遇混合后被冷凝。因此，确切地说，这种冷凝器是直接混合式与低位组合式冷凝器。
上述两种冷凝器，当真空蒸发时，其内部处于负压状态。若无适当措施，冷凝水无法排出。通常采取的措施分两种：低位式和高位式。
高位式冷凝器置于10m以上的高位，下部连接一根很长管子，称为气压管（俗称大气腿），靠集于气压管中液体的静液压作用把冷凝水排出。为了防止外部空气进入真空系统，气压管应插入溢流槽中。低位冷凝器可直接安装在地面上，由于高度降低冷凝器产生的冷凝水需用泵抽出。
为水力喷射器，由器盖、喷嘴、喷嘴托板、导向盘、器体、扩散管等组成。工作时具有一定压力的冷水由上部进入后，通过喷嘴喷射，形成低压，将二次蒸汽吸入，在混合室汽与水直接混合，二次蒸汽凝结，并被水束带入下部扩散管，一部分动能转为压力能，从下部管排出。喷射式冷凝器及水力喷射器除有混合冷凝作用外，还具有抽真空的作用，不再需要另装真空泵。#p#分页标题#e#
二、汽液分离器(捕沫器 )
1、泡沫  物料中存在具有表面活性的物质，它降低料液的表面张力，使其在汽化时易形成泡沫。在分离室中，泡沫破裂，其液膜分裂成小雾滴群，易被二次蒸汽夹带。
2、蒸汽高速流动  蒸汽流速快，必然携带雾沫流动。
3、溶液急剧蒸发  溶液加热较大，易发生闪急蒸发，形成雾沫。
为了汽液更好的分离，分离室要有一定空间，使蒸汽流速降低，较大的液滴在重力作用下返回液面。乳品生产中常采用离心型分离器。
2、影响浓缩效率和蒸发能力，造成物料损失；
3、若是多效蒸发，二次蒸汽夹带的雾沫将使下一效加热器传热面形成污垢和腐蚀。
(一)真空系统的作用是抽吸系统内的不凝性气体，保证蒸发器内处于真空状态。
蒸发器内不凝性气体的主要来源：
2、溶解在冷却水中的不凝性气体；
3、加热蒸汽带入的不凝性气体；
4、物料中携带的不凝性气体。
不凝性气体的存在不仅影响设备的真空度，而且也使传热效率下降，所以必须将不凝性气体排出。常用的真空装置有蒸汽喷射器、往复式真空泵和水环式真空泵。大多数乳品厂现在使用水环式真空泵。
结构简单，易于制造，操作可靠，转速较高，可与电机直联，内部不需润滑，可使排出气体免受污染，排气量较均匀，工作平稳可靠。但因高速运转，水的冲击使叶轮与轮壳磨损，造成真空度下降，需经常更换零件。效率较低，为30％～50％。真空度较低，为2.0～4.0kPa。
四、牛乳预热器 
适用于在真空条件下蒸发浓缩，呈降膜蒸发，受热时间短，热交换效果好，对粘稠性、热敏性物料的浓缩更为适宜。
整套设备由加热室、热压泵、分离器、冷凝器、平衡槽、物料泵、冷凝水泵、真空泵、螺杆泵等组成。
1、加热室  全部用不锈钢制成，直径Φ620mm，用隔板将列管分成两部分。**部分列管由直径Φ40mm，长6m的43根加热管组成。第二部分由直径Φ40mm，长6m的11根加热管组成。列管两端涨接在两端的花板上。
2、分离室  用不锈钢制成的圆筒，直径Φ600mm，高度1,650mm,内外表面抛光，设有灯孔及视孔，内上部有一圆盘捕沫器固定在器底上，借以捕集二次蒸汽所带走的液沫。
3、冷凝器  冷凝器位于加热器中部壳体外的夹套内，冷凝器与蒸发器连成一体。此外还有热压泵、真空泵等。
杀菌后75℃的牛乳从贮料桶（平衡槽）内，经流量计计量后吸入分离室，部分水分蒸发后，由物料泵送**加热器的**部分列管，进入

使物料均匀地流入分配板上的小孔，然后流入加热列管内，沿管内壁呈膜状向下流动，在下降的同时与管外的加热蒸汽进行热交换，物料产生激烈的沸腾，在此所形成的二次蒸汽以相同的方向向下流动，使膜加速下降。经**部分列管加热蒸发的物料，由物料泵送入第二部分列管加热蒸发。经两部分列管加热蒸发后，达到浓度要求的物料，由螺杆泵泵出。牛乳在加热器内的沸腾蒸发温度为68℃。二次蒸汽进入分离室后一部分再由热压泵增压，送入加热室作为热源。
牛乳经加热器加热蒸发，产生的二次蒸汽和部分牛乳沿切线方向进入分离室，借离心力的作用使二次蒸汽与物料分离。从分离器内排出的二次蒸汽，部分抽入热压泵，其余则进入冷凝器冷凝。分离器内蒸发温度为50℃。
1、物料（牛乳）杀菌后以75℃的温度超沸点进料；
2、物料先进入分离器，分离器内的蒸发温度为50℃；
3、物料在蒸发器内流经两次（双程）；
4、冷凝器安装在蒸发器壳外的夹套中，节省了占地面积和空间。
§7-5 双效降膜式蒸发器
4、物料预热杀菌温度℃
   采用经过标准化后的合格乳，shou先进入由浮球阀控制的平衡槽，然后经离心式进乳泵、流量计、调节进料的针形直角阀后进入混合式冷凝器的预热双螺旋盘管，出口温度约42℃。再进入二效蒸发器上部壳层的预热盘管，出口温度约64℃，而后**一效蒸发器上部壳层的预热盘管，出口温度约72℃，再进入杀菌器的盘管（生蒸汽加热段），温度达到95～98℃物料由此进入保温管，其流速由1.1m/降**0.1m/s在保温管流经时间约24s，**此完成物料的预热杀菌阶段，物料流经的全程约90m，其中预热盘管80m。
物料shou先进入一效蒸发器顶部的液体分配器（分配盘），均匀分布于35根内径40mm、长5m的蒸发管内，物料沿管壁呈膜状下降，蒸发产生的二次蒸汽与物料同**底部，再与物料一起进入离心式分离器。此时一效蒸发器加热壳层的加热温度为83～85℃,管内蒸发温度为70～72℃。经分离器与二次蒸汽分离的物料浓度约24%（干物质），然后由中间离心式物料泵送**二效，重复上述过程。加热温度为70～72℃，蒸发温度为45～50℃。由二效分离器出来的物料浓度达到48%左右。**后由离心式出料泵送**喷雾工段。当出料浓度与要求浓度相差不太大时，调节出料阀与出料管支路上的再循环阀，使部分物料返回二效蒸发器再次循环（小循环），此阀可视为浓度微调阀。当出料浓度与要求浓度相差很大时，关闭出料阀，打开回流阀，物料回到平衡槽进行大循环（与清洗时一样）。
3、各效的加热蒸汽（加热热源）
  一效蒸发器的热源是一效产生的二次蒸汽的50%与生蒸汽以1：1的比例通过热压泵混合后作为一效加热器的加热热源。
   二效蒸发器的热源是一效产生的二次蒸汽的另外的50%。
（1）杀菌器加热盘管内物料，由生蒸汽加热，形成的冷凝水靠压差进入一效蒸发器壳层。
  （2）一效蒸发器加热蒸汽形成的冷凝水，汇同杀菌器的冷凝水靠压差进入二效蒸发器壳层，与二效蒸发器加热蒸气形成的冷凝水一起由冷凝水泵排出。
  （3）二效（末效）蒸发器产生的二次蒸汽进入冷凝器被冷却水冷凝后排出。这台设备二效的二次蒸汽进入混合式冷凝器，先被盘在内筒上的盘管内的物料冷却（同时将物料预热）剩余部分被由上而下的冷却水直接冷凝，**后经冷却水泵排出。
在蒸发器内的液体占有很小的体积，可以忽略不计，占有较大体积的二次蒸汽被冷凝器冷凝，真空系统抽吸的只是不凝性气体。这台设备采用的是G内不常见的双级蒸汽喷射泵。
   正常操作时，混合式冷凝器内的真空度约为101.3kpa，即混合式冷凝器内的压力接近于零，二效分离器内的真空度为91.32kpa,一效分离器内的真空度为69.32 kpa。一、二效蒸发器壳层上有上、下两条不凝性气体管路与混合式冷凝器相连，出口处装有不同孔径的流量控制板。
主要用于中间冷凝器，冷却水来冷凝一级蒸汽喷射泵喷入的蒸汽，以减轻二级喷射泵的负担，并在混合式冷凝器中冷凝二效的二次蒸汽。冷却水由中间冷凝器(列管式冷凝器）下端进入冷凝管内，由上端排出，从上端进入混合式冷凝器内部洒水盘，由上而下经两道伞式折流板分散，把由下而上的二次蒸汽冷凝。冷凝水与冷却水一起由冷却水泵排出。
1．顺流进料  加热蒸汽和物料的流动方向一致。物料浓度依效序递增。低浓度料液在高温下蒸发，而浓度高，粘度大的料液在低温下蒸发，这对热敏性物料十分有利。
   3．物料预热温差小  物料经三段盘管预热，一段盘管式杀菌，各段物料开始温度及加热温度、**终温度见下表。从表中可见，**高温差为46℃，而且只是在预热温度只有50℃的低温阶段，有利于产品的质量。

4．节约蒸汽  一次蒸汽消耗量与蒸发量即二次蒸汽量的比值为蒸汽系数，从这台设备技术参数上可以看出500∕ ，扣除物料杀菌所用的蒸汽后，蒸发系数为0.32，即蒸发1kg水分耗用生蒸汽量仅为0.32kg。   5．冷却水耗量低，由于二次蒸汽被充分利用，使冷却水的消耗量大大降低。当进水温度为20℃时冷却水耗量仅为12m3/h，这是由于末效的二次蒸汽的量较少，温度较低。#p#分页标题#e#
6．将杀菌与浓缩两种工序结合在一起的好处：
   由于双效降膜式蒸发器的工艺特点，从而为生产过程的连续化、自动化创造了有利条件。
   7、如下图所示，液体分布器采用盘式折流分配装置。物料进入降膜式蒸发器后如果没有液体分布器，物料就不能均匀地分布到各个加热列管中，就会造成物料在管内局部过热，严重时会造成焦管、堵塞。所以，对于降膜式蒸发器，在蒸发器的上部必须安装液体分布器。
8、在一效上部的预热盘管和杀菌器的盘管内设计了内部始终充满物料的“自锁”结构，这样可以避免当发生停电等事故时，因加热蒸汽不能及时关闭，一效上部的预热盘管和杀菌器内温度不能降下来的物料而造成的挂壁、焦管甚**堵塞现象的发生。
   9、真空的形成采用G内不多见的双级蒸汽喷射泵，中间用表面（中间）冷凝器串联的双级蒸汽喷射泵。为了在启动时尽快达到所要求的真空度，配有启动蒸汽喷射泵。这种真空装置具有抽气量大、真空度高、安装运行简便、价格便宜、占地面积小等优点。其缺点是要求蒸汽压力较高及蒸汽量稳定。
10、液体、气体流量的控制    多处采用了结构简单的孔板，这些孔板是在1mm厚的不锈钢圆板中心开一小孔，孔径因流量的不同而不同。这些孔板安装在与设备连接的活接处，更换、调整均很方便，使用孔板部位如下（仅供参考） ：
11、一效、二效蒸发器的结构基本相同，各连接管路的孔径，方位，标高也一致，这样，结构稍作改动，现用一效蒸发器可作为另一种较大系列设备的二效蒸发器；同样现在的二效蒸发器可以作为另一种较小系列设备的一效蒸发器，有利于设备的系列化。
   12、杀菌器位于蒸发器下部的壳层内，节省了占地面积。但容易发生焦管甚**堵塞现象
（一）带水力喷射泵的双效降膜式蒸发器
1．结构：成套设备由平衡槽、物料泵、杀菌器、蒸发器、分离器、预热器、水力喷射泵等组成。
1）将上下两层操作部分改成只在地面上操作，使操作更加方便；
2）根据我GG情，使用蒸汽的压力更适合我GG情；
3)进口蒸发器的杀菌器位于一效加热器中下部的夹层内。物料在螺旋盘管内被管外加热蒸气加热，由于加热温度较高，在生产中，特别是生产全脂加糖奶粉时易产生挂壁、焦管甚**堵塞，而且不易清洗维修。G产的杀菌器改成列管式，单独放在加热器的旁边，这样不易发生堵塞现象。而且清理、维修、清洗都很方便。
4）冷凝器和真空系统的改变。末效的二次蒸汽大多被冷凝器中的螺旋盘管内的物料冷凝，物料同时被预热，所以称为预热器。剩余少部分二次蒸汽及不凝性气体被水力喷射泵排出。由于使用水力喷射器使耗水量大大增加。目前常见的为混合式冷凝器与水环式真空泵配合使用。
（二）G产双效带热压泵降膜式蒸发器
如图所示，与样机相比，有以下变化：
1、杀菌器安装在外部并且是列管式的；
2、不凝性气体由水环式真空泵抽出。
其它方面基本相似，参考样机即可学习工艺流程、设备操作等。
    14、管路、管件、阀门    用于连接上述设备，包括物料、二次蒸汽、生蒸汽、冷凝水、上下不凝性气体等管路，以及温度计、压力表等。
    16、仪表电控柜  1台    集中监控蒸发器中心仪表盘。仪表盘包括所有电机的启停按钮，所有电机和电动阀的模拟图都用灯光指示，流程图、蒸汽压力显示、杀菌温度显示、真空度显示都在仪表盘上。
  1、预热杀菌:预处理完5℃的物料进入平衡槽，经过进料泵、控制阀、流量计进入混合式冷凝器的预热盘管内**次预热，然后分别进入三效加热器、二效加热器、一效加热器上部壳程的预热盘管内预热。然后再进入列管式杀菌器加热杀菌后进入保温管保温，这样预热过程就完成了。
经预热、杀菌、保温后的物料超沸点进入一效蒸发器，经液体分布器均匀分布到各个加热列管内，借重力和二次蒸汽作用在管内呈膜状向下流动，同时与管外的加热蒸气进行热交换而蒸发。物料与二次蒸汽沿切线方向进入分离器，汽液分离后用物料泵泵入二效蒸发器蒸发后，再泵入三效蒸发器，三效蒸发器中属于双程蒸发。随着蒸发的进行，物料浓度的增加，物料逐渐减少。物料进入三效蒸发器采用双程蒸发提高了流速，增大了传热效果。物料达到要求浓度后由出料泵排出。
一效蒸发器产生的二次蒸汽除部分引入第二效蒸发器作为第二效蒸发器的热源外，其余部分为热压泵增压后作为**效的热源。第二效产生的二次蒸汽与一效流程一样，第三效产生的二次蒸汽则导入混合式冷凝器，经冷凝后由冷却水泵排出。
采用混合式冷凝器与水环式真空泵共同作用，末效的二次蒸汽和不凝性气体一同进入混合式冷凝器，二次蒸汽被冷凝后，不凝性气体被水环式真空泵抽出，蒸发器内形成真空。
§7-7  关于降膜式蒸发器几个问题的探讨
一、关于降膜式蒸发器几个问题的探讨
（一）降膜是如何形成的？
shou先取决于蒸发器内部的液体分布器，若不能把物料均匀分布到各个加热列管中，不仅影响传热效果，还会产生物料挂壁、焦管，严重时会发生堵塞列管。因此，液体分布器的使用**关重要；
其次，大量二次蒸汽的产生对液膜的形成非常重要。
管内的液膜下降的三个动力：一是物料本身的重力；二是在蒸发器顶部的物料由于超沸点进料所产生的大量的二次蒸汽向下的冲力；三是蒸发器下部的真空度较大。  
1、多效的应用  除一效使用生蒸汽外，其他各效都使用前一效产生的二次蒸汽，大大节省了生蒸汽的用量。
2、热压泵的应用  部分二次蒸汽通过热压泵与生蒸汽混合，重新作为一效加热器的热源，节约了加热蒸汽。
3、冷凝水显热的应用  杀菌器的冷凝水进入一效，汇同一效加热器的冷凝水进入二效，冷凝水不仅可以自动流动，还会放出热量，这部分热量被回收利用。
4、末效二次蒸汽的利用  末效二次蒸汽进入混合式冷凝器后可以将螺旋盘管内的物料预热，末效二次蒸汽的热能部分回收。这样，不仅节约了热能，而且节约了冷却水。#p#分页标题#e#
在双效降膜式蒸发器中，列管式杀菌器内每小时产生200kg、98℃的冷凝水进入一效壳程时，降温98-83=15℃，这部分冷凝水放出显热。
在混合式冷凝器中，冷却水主要用来冷却末效二次蒸汽，冷却水的用量与二次蒸汽的多少和二次蒸汽温度的高低有关。对于多效蒸发器，只需冷凝末效的二次蒸汽。这样，二次蒸汽的量不仅少，而且温度低，加上末效的二次蒸汽部分用来预热物料，使**后需冷凝的二次蒸汽的量更少，温度更低，节约了冷却水。
（四）操作不当，一效从何处跑奶？
操作不当时，物料随一效二次蒸汽分别进入一效加热器壳程和二效加热器壳层，跑到冷凝水中，**后由冷凝水泵排出。这样，不仅造成了物料的损失，而且污染了设备和冷凝水。
热压泵又称蒸汽喷射器或蒸汽压缩器，热压泵是将多效蒸发的前一效产生的二次蒸汽再压缩，使其温度及压力上升，再作为前一效的加热源。
在通常的条件下，1kg生蒸汽可将1kg 70℃的蒸汽上升到84℃，1kg生蒸汽吸收压缩1kg二次蒸汽，使其变为高温蒸汽，用于再次加热。结果1kg生蒸汽可蒸发2kg牛乳的水分。这样，安装热压泵等于新增一台蒸发罐的热效率。  
二、真空浓缩设备常见故障及原因
1、设备或管路的连接处密封不严；
2、形成真空的系统有故障；
3、冷却水的温度较高，冷却水的量少；
4、上下不凝性气体管路部分堵塞；
5、热压泵的工作蒸汽压力过高或喷嘴磨损；
（二）管内壁结垢较多（焦管）
2、进料量不足或短时断料；
4、液体分布器的部分小孔堵塞；
4、蒸发器壳层内冷凝水未及时排出。
（四）倒罐（冷却水进入蒸发器）
1、未按顺序停车。停车时应先破坏蒸发器内的真空，然后再关闭形成真空的系统，以免冷却水倒入罐内；
2、突然断电，未能及时在关闭蒸汽后破坏真空度；
3、冷却水泵出现故障；
4、冷却水进水量太大；
5、抽真空设备有故障。
（五）跑料（物料沿二次蒸汽管路排出）
2、设备内真空度过高；
3、分离器分离效果不好；
4、加热蒸汽温度过高；
5、物料进料时温度过高。

信然XR水蒸气压缩机是全球为数不多的采用全不锈钢生产压缩机的高科技企业,信然XR水蒸气压缩机的壳体、转子、轴、轴承座、盖板、紧固螺栓等金属件全部采用304/316L/2205等不锈钢材料,上海信然压缩机有限公司非金属星轮片采用欧洲进口复合材料,星轮片材料具有耐高温280度,高强度,高耐腐蚀,高屈服性,高耐磨,而且由于是非金属的星轮片和不锈钢的转子啮合,使得气体压缩过程无静电火花等特点,压缩机采用电机直接驱动的最简单的方式,无增速齿轮或者星齿轮,使得传动更加可靠。单螺杆压缩机具有高压比、无外泄漏、内泄露小、效率高、噪音低、体积小等特点被广大客户使用,并已配套到台湾石化、宝钢集团、中材水泥、发电厂蒸气余热等企业使用,信然XR业绩遍布中石油、中石化、中海油等各大行业领域的知名公司,于2008年成为中国国家能源的入网供应商。

1、压比高达9,并且在高压比条件下泄露率低;

2、针对MVR系统优化设计的单螺杆压缩机,能够最大限度提升吸排气温度差。以95℃吸气温度为例,可获得最高150℃的排气温度,节能效果明显,为业界领先水平,和其他压缩机相比优势明显;

3、受力平衡,结构部件少,故障率低;

1.2.2模块化乏汽增压系统概述

1.2.2.1模块化乏汽增压系统原理

模块化乏汽增压系统是采用具有一系列优点的单螺杆压缩机作为核心设备,用于各类气体再压缩的成套系统。

单螺杆压缩机吸入蒸汽,蒸汽由单螺杆压缩转子的6个齿槽增压,通过星轮转子与压缩腔形成密封空间形成密封,此时压缩机喷水形成润滑,高压气体通过单螺杆压缩机排气通道排出。

1.2.2.2模块化乏汽增压系统特点

n 自动控制,无人值守

PLC控制机组运行,启停机方便,无需人工值守;

把蒸汽压缩机需要的所有单元集成在一个模块内,而且是标准的室外规格;

有宽广的工作区间,气量和转速成线性关系,可以在25-100%转速范围内无级调节气量;

对工况变化不敏感,有很强的适应性,在入口压力和出口压力波动工况下可以稳定运行;

单螺杆压缩机结构简单,无易损件,介质中还有腐蚀介质的工况下可以稳定运行而不会腐蚀和磨损,除星轮非金属材料外,其它全部采用304,316L或2205不锈钢材料,连续运行时间可达30000小时;

通常单螺杆压缩机系统的COP值可以达到5以上;噪音分贝控制在80BP以内

n 单螺杆压缩机壳体承压高可做增压机

壳体耐压高,承压达15MPa 。

单级压缩机压比可达25,即可实现较高温升10 - 100℃,星轮为极限温度280度的特殊材料。

95%的故障均可现场更换,无需返厂

设备核心部件润滑为水润滑,设备运行期间,对大气不产生环境污染源,能够实现节能减排,为实现蓝天白云保卫战提供有力的保障。

1.2.2.3模块化乏汽增压系统适用场合

n 高温冷凝水/闪蒸汽升温再利用

工厂蒸汽使用装置在使用后,都会产生一定量的高温冷凝水或低压蒸汽。如直接排放,会造成大量的能源浪费。即使对工厂蒸汽使用装置的冷凝水进行封闭式回收。一旦回收率提高,供水装置无法吸收闪蒸汽的热量,供水罐就会沸腾,产生大量的蒸汽。如果将没有用途的低压蒸汽升压到有用途的高压蒸汽,就可实现资源的最大化利用。系统最高能升压1.1MPa,可轻松实现蒸汽升压。废蒸汽得到回用,既节约能源又节约成本。

很多时候,企业生产购买的蒸汽压力无法达到使用要求,这是需要通过蒸汽压缩机,将低压蒸汽压缩成高压蒸汽,从而满足生产需求。

模块化乏汽增压系统,可轻松实现这一过程,系统最高能升压1.1 MPa ,可轻松实现蒸汽升压。

1.2.2.4 模块化乏汽增压系统简图

1.2.3核心部件介绍

1.2.3.1.1单螺杆压缩机的产业史

单螺杆技术于 1960 年法国提出设想并取得专利权,七十年代主要用作喷油空压机,八十年代由于采用了浮动星轮技术,单螺杆压缩机在技术上才真正成熟, 应用范围也日益扩大。美国、日本公司相继引进专利,70 年代中期英国 Hall 公司将此机种扩展到制冷领域。美国海军认为它是当今虽好的压缩机,有的国家将它作为 21 世纪的战略产品,目前仅美、日等少数国家在引进法国专利的基础上掌握了它的生产技术。

在制冷领域,目前全球仅极少数公司设计生产单螺杆制冷压缩机,英国的 Hall 公司(90 年代被美国麦克维尔收购),美国的麦克维尔(目前已被日本大金收购)、日本大金、日本三菱。日本三井的单螺杆空压机也在国际享有盛名。国内厂商多用于单螺杆空压机。

单螺杆技术专利(2008)的到期,更多的厂家将此技术推向市场。

信然XR蒸气压缩机总体构成较为复杂,主要由压缩系统、冷却降温系统和润滑系统三个基本单元组成。但整体结构紧凑,有 10 余年的技术经验积累和沉淀。并通过不断的优化设计,从而造就了我们的单螺杆压缩机工作可靠,运行效率高,噪音低,寿命长, 应用领域广,且能根据客户的各类输送介质和实际工况进行特殊压缩机的定制生产, 例如采取对压缩区域喷液降温、对轴承喷油润滑等保护压缩机的措施。是广大客户的最优选择。

单螺杆技术由一个主动转子与两个星轮啮合旋转时产生周期性容积变化。如下图所示,中间球面蜗杆转子为主动,两侧星形轮片为从动。在电机驱动主动转子后实现被压缩气体的吸气、压缩、排气。从而将低压低温的气体压缩成为高温、高压气体。

1.轴向力平衡(轴承载荷小,采用SKF球轴承)

2.径向力平衡(轴承载荷小,采用SKF球轴承)

3.轴承寿命长达10万小时(独立润滑油站)

4.复合材料星轮片(欧洲原装进口,为玻璃纤维和树脂的复合材料层压板,强度高 、耐磨性好。最高耐热温度可达280度),星轮片更换周期10万小时

5.采用德国KTR联轴器

6.美国约翰克兰机械密封、德国特瑞堡轴封、岚兹垫片密封,整机的可靠性高

7.体积小,结构简单、振动小、运转噪音低,整机的可靠性高

8.因为信然XR水蒸气单螺杆压缩机采用的是非金属的星轮片和不锈钢的转子啮合, 可以采用如水润滑等低粘度的液体作为润滑剂,是最适合于水蒸气的压缩机之一,同时压缩机采用啮合性的压缩(相对于干式的螺杆, 都采用非接触的啮合,螺杆转子之间的间隙大,温度提升能力有限),不仅在满负荷, 而且在部分负荷, 都能够维持比较高的效率。适合水蒸气压缩机的应用。

1.2.3.1.4单螺杆压缩机与其他压缩机的对比

单螺杆压缩机是近二十年发展起来的新型容积式压缩机。它具有重量轻、体积小、结构简单、运转可靠、振动噪音小、维护简单等优点。具有传统的双螺杆压缩机的一切优点,并且具有受力平衡,轴承负载小,转子啮合面不受力,星轮转子可采用润滑性能和耐磨性能极为优良的复合材料等特点,从而机械性能极为可靠,主轴承寿命可达十万小时(100,000h)以上,且噪声及振动极为理想,均优于双螺杆压缩机。

单螺杆用于水蒸气和工业气体压缩的行业,信然集团集多年的压缩机制造和设计经验,现在设计开发和制造了 XRW/XRA/XRG/XRE 等一系列单螺杆水蒸气/空气/工业气体/膨胀机,单螺杆压缩机吸气量 13,500 立方/小时

1、空压机在冬季起动为什么困难？不仅决定于本身的技术状况，还受外界气温的影响。冬季低温下起动更困难，主要是由如下原因所致：
⑴冬季气候寒冷，环境温度低，机油粘度增大，各运动机件的摩擦阻力增加，使起动转速降低，难以起动。
⑵蓄电池容量随温度下降而减少，使起动转速进一步降低。
⑶由于起动转速降低，压缩空气渗漏增多，气缸壁散热量增大，致使压缩终了时空气的温度和压力大为降低，使柴油发火的延迟期增长，严重时甚至不能燃烧。
⑷低温下的柴油粘度增大，使喷射速度降低，加上空气在压缩终了时的旋流速度、温度和压力都比较低，使喷入气缸的柴油雾化质量差，难以与空气迅速形成良好的可燃气体并及时发火燃烧，甚至不能着火，导致起动困难。

2、空压机起动性能良好的条件有哪些？
⑴要有足够的起动转速。起动转速高，缸内的气体渗漏量少，压缩空气向气缸壁传热的时间短，热量损失少，使压缩终了时的气体温度和压力得以提高。一般要求转速在1_0_0_r_/_m_i_n_以上。
⑵ 气缸的密封性要好。这可进一步减少漏气量，保证压缩终了时气体有足够的燃烧温度和压力，气缸的压缩压力不得低于标准值的8_0_%_。
⑶ 要求发动机相对于运转机件之间的配合间隙适当，且润滑良好。
⑷ 蓄电池要有足够的起动电容量，且起动电路的技术状况正常。
⑸ 起动油量符合规定，喷射质量良好，且喷油提前角要符合要求。
⑹ 使用符合要求的燃料

3、空压机起动时，曲轴不能转动的机械故障诊断与修复发动机起动时，在起动系统完好的情况下，按起动开关，起动机有响声而曲轴不能转动，则属于机械故障。引起发动机曲轴不能转动的原因如下所述。
① 起动机与飞轮齿啮合不良。齿圈与起动机齿轮在起动发动机时会发生撞击，造成牙齿损坏或牙齿单面磨损。若牙齿连续三个以上损坏或磨损严重，起动机齿轮与齿圈牙齿便难以啮合。
② 粘缸。发动机温度过高时停车熄火，热量难以散出，高温下的活塞环与气缸粘连，冷却后无法起动。
③ 曲轴抱死。由于润滑系故障或缺机油造成滑动轴承干摩擦，以致最终抱死曲轴而无法起动。

4 、空压机起动时可以转动，但不能起动（排气管中无烟）的诊断。起动发动机时，排气管无烟排出，也无爆发声，一般属油路问题，详细分析如下：
⑵ 燃油滤清器、油水分离器堵塞。
⑥ 配气相位失准。气门的打开时刻与活塞在气缸中的行程不协调。如活塞在气缸中作压缩行程时，进、排气门打开着，新鲜空气被赶出气缸，以致气缸中没有燃烧气体，无法起动。
⑦ 型喷油泵电磁阀坏，处于关闭状态，柴油不能进入高压腔。

5 、空压机起动困难或不能起动，排气管大量排白烟的诊断。发动机起动时，排气管排出大量白烟的原因分析如下：
①柴油中有水，水在气缸内蒸发成水蒸气，从排气管排出。
②气缸盖螺栓松动或气缸垫冲坏，使冷却水进入气缸。
③气缸体或气缸盖的某处有沙眼或裂纹，水进入气缸蒸发排出。

6 、空压机起动困难或不能起动，排气管大量冒灰白烟的诊断。发动机起动困难，排气管排出大量的灰白烟为柴油蒸气。
① 发动机温度过低，柴油不易蒸发燃烧。
④ 供油量过少，混合气过稀。
⑤ 气缸漏气量过多，压缩终了不能达到着火温度。

7、空压机起动困难或不能起动，排气管大量冒黑烟的诊断。发动机起动困难，排气管大量排黑烟，是柴油燃烧不完全的结果
② 进气不通畅，空气滤清器堵塞。
③ 喷油正时调整过早。
④ 喷油器针阀密封性差，有滴漏油现象。
⑥ 喷油泵供油量过大，燃烧恶化。
⑦ 气缸压力低，雾化不良。
若有空压机高温拉缸任何问题及空压机维修,咨询,资料,技术支持,经验分享,沟通交流,售后服务，技术支持均进行沟通，交流，谢谢谢。

8、空压机热起动困难的诊断发动机冷起动良好，但运行一段时间温度升高后熄火，再起动较为困难主要是喷油泵柱塞副和喷油器针阀副严重磨损所致。当热车起动时，由于喷油泵及燃油滤清器的温度较高，燃油粘度下降，加之起动转速较低，大部分柴油从磨损的缝隙处泄漏，造成起动油量不足而无法起动。

9、空压机低速正常且有短时高速，排烟过少的诊断与处理。发动机怠速良好，轰油门转速可迅速升高，但连续轰油门转速却不易升高，行车无力，或使用中速以上档位无法行驶，这是低压供油不足所致。
① 柴油滤清器或油水分离器堵塞。
③ 输油泵供油不足或进油滤网堵塞。
④ 油箱盖进气阀失效。以上情况均可造成喷油泵低压油腔燃油压力不足，仅能维持小负荷所需的供油量。对于大、中负荷需用较多供油量时，便不能满足，致使行车无力。

10、空压机低速正常但无高速，排烟过少的诊断。
发动机低转速良好，但加速时转速始终不能升高，行车无力，这是循环供油量不足所致
① 喷油泵调整不当，使供油量减少。
② 调速器弹簧因疲劳而弹力降低。当油门踏到底时，油量调节拉杆不能前移到头，致使喷油泵供油量减少，发动机无法达到额定转速
③ 喷油泵柱塞与套筒、喷油器针阀与针阀体严重磨损，使泵油时柴油渗漏增多，供油量相对减少。
④ 油门操纵拉杆调整不当，或油门踏板销过旷，使油门踏板不能到位，造成全负荷供油量过少。

11、空压机动力不足，排灰白烟的故障诊断分析如下：
发动机动力不足，排气管排灰白烟雾，一般是喷油时间过迟所致。这时不仅高速运转不良，加速不灵敏，而且温度易过高。

12、空压机动力不足，排浓黑烟的故障原因分析：
发动机动力不足，转速不均，排气管排浓黑烟雾的现象有两种：一种是连续排黑烟；另一种是断续排黑烟，且发动机抖震。发动机动力不足且连续排黑烟，是发动机大多数缸或所有的缸均供油量过多，燃油与空气混合比例失调，燃烧时严重缺氧，柴油燃烧不完全，悬浮游离状的碳元素随废气一同排出而形成的。若排气管是断续排黑烟，且伴有“突突”声，说明个别缸燃烧不完全。归纳原因如下
① 喷油泵调试不当，使供油量过多，燃烧不完全。
② 多数喷油器的喷射质量差。
④ 进气门开启高度降低、开启时间推迟，导致进气不足。
⑤ 空气滤清器滤芯过脏或空气滤清器安装有误，使空气不流畅。
⑥ 增压器的增压效能下降。

13、空压机动力不足，排蓝烟的诊断与处理。
发动机在低温或小负荷时排兰烟，温度升高后变为排深灰色烟雾，且动力不足。
①进气不畅，导致增压器内机油被吸入气缸燃烧所致。
② _油底壳内机油过多，机油超过了最高限位。
⑤增压器转子轴严重磨损，挡油环损坏，致使增压器达不到额定转速，漏机油

14、为什么增压器是发动机上最容易出故障的总成?
因为增压器的额定工作转速在每分钟13万转以上，且处于排气歧管出口处，温度极高（800℃以上），进、排气压力也较大，即高温、高压、高转速，所以对增压器的润滑和冷却及密封的要求比较高。为了保证增压器的使用寿命，在设计上要保证对增压器浮动轴承的润滑和冷却，同时，在使用中要求做到：
① 发动机起动后应怠速运转3-5分钟，不要立即加负荷，以保证增压器的良好润滑。主要原因是增压器位于发动机的顶部，如果发动机起动后增压器立即开始高速运转，就会导致机油压力未能及时升高给增压器供油，造成增压器缺油损坏，甚至烧坏整个增压器。
② 怠速时间不宜过长，一般不超过10分钟，怠速时间过长容易造成压气机端漏油。
③ _停车前不要立即关闭发动机，应怠速3-5分钟，以使增压器转速和排气系统的温度降下来，防止发生回热—机油结焦—轴承烧损等故障。经常性的不正确使用会使增压器损坏。
④ 长期未使用的发动机（一般超过7天），或新换增压器的发动机，在使用前应在增压器的进油口加注机油，否则会因润滑不良降低寿命或损坏增压器。
⑤ 定期检查各连接部位是否有松动漏气/_漏油现象，回油管是否通畅，如有应及时排除。
⑥ 保证空气滤清器清洁，并按要求定期更换。
⑦ 定期更换机油/_机油滤清器。
⑧ 定期检查增压器轴的径向轴向间隙，轴向间隙应不大于0.15毫米，径向间隙为：叶轮与压壳的间隙不小于0.10毫米，否则应请专业人员维修，以免扩大损失。

15、空压机为什么有的发动机上的增压器损坏后，新换的增压器寿命往往很短？

16、空压机无怠速的原因分析与故障处理：发动机无怠速，一般表现为油门置于怠速位置就熄火，当油门稍加大时，转速又很快升高，不能在低速下稳定运转
①调速器怠速弹簧过软或折断。
②调速器传感元件磨损过大。
③喷油泵柱塞磨损严重。

17、空压机怠速过高的原因分析与故障处理：发动机怠速过高，表现为抬起油门时，发动机转速仍高于怠速规定值。
①油门操纵杆件调整不当。
③怠速限止块或调整螺钉失调。
④怠速弹簧过硬或预紧力调整过大

18、空压机怠速不稳的原因分析与故障诊断：发动机怠速不稳的表现形式是怠速运转时，忽快忽慢，或有振动，使得机器在急减速或换挡时熄火。详细原因分析如下：
③怠速稳定装置调整不当。
⑥调速器各连接杆件的销轴、叉头磨损过多

19、空压机运转中突然熄火的原因分析？发动机在运转中突然熄火是指发动机工作时，在未松开油门的情况下，非驾驶员操作因素而急速熄火，熄火后不能再起动的现象。该现象一般为机械故障所致，原因如下：
①喷油泵驱动齿断、传动齿轮故障。
③发动机内部运动件卡死。
④喷油泵操纵拉杆及连接销脱落

20、空压机运转中缓慢熄火的原因分析：发动机在油门不松开的情况下缓慢熄火，一般是由供油不及时或供油中断引起的。其表现为发动机运转中渐渐无力，最后自动熄火。
②油箱盖通气阀门堵塞。
③燃油滤清器或油水分离器堵塞。
④供油管路断裂或渗入较多空气。