年产20万吨番茄汁生产线中双效蒸发器的设计

第二章 工艺流程及论证

品长期保藏，而且还适应与冷冻保藏。因此，目前浓缩番茄汁饮料生产增长较快。 真空浓缩法 在减压条件下迅速蒸发番茄汁中的水分，这样既可缩短浓缩时间，又能较好地保持番茄汁的色香味。真空浓缩温度一般为25～35℃，不超过40℃，真空度越为94.7kPa。这种温度较适合于微生物繁殖和酶的作用，故番茄汁在浓缩前应进行高温瞬间杀菌。 2.2.5 成分调整 糖、酸及其他成分调整 （1）糖酸比的调整

番茄汁饮料中糖酸比例是决定其口味和风味的主要因素。浓缩番茄汁适宜糖分和酸分的比例在（13∶1）～（15∶1）范围内，适宜于大多数人的口味。一般番茄汁中含糖量在8%～14%，有机酸的含量为0.1%～0.5%。 （2）其他成分的调整

番茄汁除了进行糖酸调整外，还需要根据其种类和特点进行色泽、风味、黏稠度、稳定性和营养价值的调整。所使用的食用色素不得超过万分之五；各种香精的总和应小于万分之五；其他如防腐剂、稳定剂等按规定定量加入。 2.2.6 杀菌、冷却与包装 1. 番茄汁的杀菌、冷却

利用超高温瞬时杀菌技术能够减少营养损失，将进行超高温瞬时杀菌后的番茄汁立即冷却至室温25℃，置于无菌罐中暂存。 2. 番茄汁的包装及无菌灌装系统

纸盒包装系统 主要有屋顶纸盒QP型包装机和利乐包包装机。一般主要用利乐包包装机，其所采用的包装材料为聚乙烯/纸铝箔等复合材料，用双氧水和过热蒸汽消毒。其包装过程是把经超高温杀菌的番茄汁饮料在无菌状态下用经灭菌的纸盒包装好，使盒内的番茄汁得以保存在全无空气、光线及细菌的理想环境中，无需冷藏或加防腐剂就可保存半年乃至更长时间。

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第三章 相关计算

第三章 相关计算

3.1 物料衡算和热量衡算

3.1.1 原始数据

加热蒸气压3×106pa 冷凝器真空度 ：94kpa

进料温度：60。C 原料浓度：9%× 成品浓度：25%

番茄汁原料粘度：u=35000pa·s 第一效传热系数：800/(m2·K) 第二效传热系数：1600W/(m2·K) 效间流动温差损失：1K 各效蒸发器中料液液面：1m

年产量20万T/年 日产量667T/天 日工作时间24小时

物料从一楼储槽中被送到二楼车间中加工，其高度差为6米，冷凝水用自来水，平均水温为16C

3.1.2 物料衡算

667×103 ×25％每小时处理量：F= =7.72×104kg/h

24×9％蒸发水量： V=7,72×104×（1－9%/25%)=4.94×104kg/h 原料比热：C=Cw（1－w0）=4180×（1－9%）=3803.8J/kg·k

选定I效的溶液沸点进料预热，温度为60。C

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第三章 相关计算

忽略蒸汽在各效间的流动温差损失

?1??2?0.98；?1?0

?2?（60?45）/2389400=6.28?10-6

第I效蒸发水量:V1?(S1?FcpF?1)?1?0.98S1kg/h

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第三章 相关计算

表3--1 各效的加热蒸汽和二次蒸汽参数 各效蒸汽 第I效加热蒸汽 第I效二次蒸汽 第II效加热蒸汽 第II效二次蒸汽 进入冷凝器的蒸汽

压强（pa）

1.47?105 1.99?104 1.99?104 9.58?103 9.58?103

C) 温度(。112 60 60 45 45 焓(kJ/kg) 2695.4 2606.3 2606.3 2577.8 2577.8 汽化热（kJ/kg）

2232 2335.1 2335.1 2389.4 2389.4

第II效蒸发水量

V2=[0.98S1+(7.72×104×3803.8－4180×0.98S1)×6.28×10－6

?0.935S1?92.3kg/h 因V1?V2?V

求得第I效加热蒸汽消耗量：S1?3000?92.3?1520kg/h0.98?0.935

第I效蒸发水量：V1?0.98S1?1420kg/h

第I效传热量：Q1?V1??o?1420?2232?3.39?106J/h

第II效加热蒸汽消耗量：S2?1490kg/h 第II效蒸发水量：V2?V?V1?1580kg/h

第II效传热量：Q2?V2??1?1580?2355.1?3.72?106J/h第I效后的粘度：u1?5.46?10?4pa?s 传热系数K:

K?1/(1/?1?1/?2??w/?w??s/?s)

取?1?1800W/(m2?k),?2?4500W/(m2?k)

而蒸发器的金属壁传热热阻一般情况下远远小于其他各项热阻

所以计算时忽略不计，在无可行实验数据情况下，取?s?0.5mm,?s?2w/(m?k),20.0?00W5/2m)00 所以K?1/(1/18?1/?450?00k?4 400/()所以取第I效为强制循环：

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