卧式離心薄膜蒸發器(其結構如圖1所示),具有蒸發溫度低、蒸發能力強、蒸發效率高、轉速可無級調速等特點。該產品尤為適用熱變物質(如色素、抗生素、酶等)料液的濃縮。
由於本產品主要加熱蒸發部件為錐形夾套轉鼓,物料經過蒸發麵時,各點的速度、粘度、薄膜厚度都不一樣,因此在進行傳熱計算時,不能用常規的計算公式進行計算。我們在實踐中總結了一個經驗公式,現在此作一探討性介紹。
2傳熱計算
根據我們的經驗,可用下面公式作為傳熱方程:
Q=KFA△tm………………………………………………………………(2)
式中:Q--熱負荷,W;
k--總傳熱係數,W/(m2·℃);
F--傳熱面積係數F=1+n/60;
n--轉鼓轉速,r/min;
A--轉鼓總傳熱面積,m2;
△tm--進行換熱的兩流體之間的平均溫度差,℃。
2.1總傳熱係數k的確定
總傳熱係數與物料的粘度、進料液的濃縮比、進料量等因素有很大的關係。色素液、抗生素液、食品添加劑液一般均為水溶液,根據我們的試驗結果,總傳熱係數為1500W/(m2·℃)~2000w/(m2·℃)範圍。應用時,物料粘度低、濃縮比小時總傳熱係數取高值,反之則取低值。
2.2平均溫度差△tm的確定
2.3傳熱面積係數F的確定
因轉鼓可無級調速、不同的轉速還會影響傳熱面積,因此需對傳熱面積進行修正,引進傳熱面積係數F,F可用下式計算:
F=1+n/60……………………………………………………………(5)
式中:F--傳熱面積係數;
n--轉鼓轉速,r/min。
3蒸發量計算
4轉鼓轉速的確定
5結論
通過以上的探討,對卧式離心薄膜蒸發器而言可得到以下結論:
(1)其溶劑蒸發量,與溶劑(或溶媒與水)的質量、輸入的熱量、溶劑(或溶媒與水)的蒸發熱有關;
(2)轉鼓的轉速與溶劑的蒸發量、溶劑的蒸發熱、轉鼓的蒸發麵積、進行換熱的兩流體間的平均溫度差有關,同時轉鼓還有最低轉速和最高轉速的限制。