摘要：本课题来源于工程实际。果汁是人们喜爱的一种饮品，且大多为热敏性物料；而浓缩装置是食品加工的主要单元设备之一，对热敏性物料的快速浓缩一直是食品加工的难点。该课题在了解快速浓缩基本原理的同时，重点设计一套快速浓缩单元装置，使该装置具有实际使用价值。

浓缩果汁是在水果榨成原汁后再采用低温真空浓缩的方法，蒸发掉一部分水份做的，在配制100%果汁时须在浓缩果汁原料中还原进去果汁在浓缩过程中失去的天然水份等的水，制成具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。果汁通常是热敏性物料，又要提高产量并保证果汁的风味，要求果汁（尤其是苹果汁）必须在较低温度下快速浓缩。本课题为实现这一要求同时可工业化生产进行了一定的探索。

我国饮料工业是改革开放以来发展较快的行业之一,据统计,2007年全国饮料总产量达1,068.87万吨,是1980年全国饮料总产量的36.11倍,平均每年递增23.7％。在品种结构方面,我国的饮料在过去10多年间也得到进一步的调整,2006年全国碳酸饮料产量达428.9万吨,占全国饮料总产量的48.5％;天然瓶装矿泉水产量达145.8万吨,占全国饮料总产量的16.5％;果蔬汁饮料产量达122.4万吨,占全国饮料总产量的13.85％;外国品牌饮料产量达186.8万吨,占全国饮料总产量的21.15％。但是,当前饮料行业仍存在许多问题,主要包括:企业规模参差不齐,生产水平、技术装备、管理水平相差悬殊;小型企业半机械化间断式生产多,使产品质量难以得到保证;中外合资企业生产国产品牌饮料呈下降趋势。凡此种种,都是因为没有一种好的生产加工方式。传统的热浓缩的方法有：盘管式单效真空浓缩器，果汁在罐内被通蒸汽的盘管加热而浓缩，结构简单，间隙作业，但其传热面积小，料液循环差，生产能力小，较少用于浓缩；另外还有强制循环式浓缩锅，果汁在管外浓缩，流速大，传热效果号，第一罐强制循环，第二罐自然循环，适宜与有结晶析出的易积垢的果汁浓缩，一般浓缩番茄汁，但功耗大；刮板式薄膜蒸发器也用于果汁浓缩，刮板旋转使得果汁成薄膜，料液受热时间短，传热系数高，结构简单，易清洗，易保养，适用于浓缩高粘度物料或含有悬浮颗粒的料液，而不致结焦，积垢，可浓缩各种果汁。现在主要是发展方向是提高传热的效率和浓缩的速度并同时保证果汁的品质。

本装置可使物料在加热面上停留的时间比较短，同时蒸发的强度很高，可使物料获得较高浓度，提高产品的质量。并且可以广泛应用于各类果汁的浓缩，同时又能保证风味、颜色和品质，尤其是应用于具有广泛前景的苹果汁浓缩市场，需求较大。还可以通过调整适应不同的生产规模要求，具有较强的实际使用价值。

 

关键词：果汁；浓缩；离心蒸发

 

目录

摘要

Abstract

第1章 果汁浓缩装置简介-1

1.1果汁浓缩技术研究进展-1

1.1.1果汁饮料的分类-1

1.1.2浓缩果汁的发展趋势-1

1.1.3果汁浓缩技术的分类及装置简介-1

1.2离心薄膜蒸发器工作原理与特点-2

第2章 离心薄膜蒸发器的浓缩部件设计-4

2.1 主要结构的参数计算和设计-4

2.1.1 物料与热量衡算-4

2.1.2碟片的设计-5

2.1.3套环的设计-9

2.1.4进料管（清洗管）的设计-11

2.1.5二次蒸汽接管的设计：-12

2.1.6外筒体与内转鼓的设计计算-12

2.2 结构设计-15

2.2.1下底碟片的结构设计-15

2.2.2筒体的结构设计-16

2.2.3紧环的结构设计-17

第3章传动部件和机械密封的总体设计-18

3.1 电机的选型-18

3.2 带传动的设计计算-18

3.2.1 带传动的主要技术参数-18

3.2.2 小带轮的设计-19

3.2.3 大带轮的设计-21

3.2.4 带轮安装-22

3.3 机械密封的设计-23

3.3.1 机械密封的参数计算和设计-23

3.3.2 弹簧的强度计算-23

3.4 主要结构设计-25

3.4.1 传动轴的设计-25

3.4.2 轴承和轴承盖：-28

3.4.3 弹簧座的设计-29

3.4.4 动环的设计-30

3.4.5 静环的设计-31

3.4.6 下底盖的设计-32

3.4.7 机座的设计-33

第4章心薄膜蒸发器的后续设计-35

4.1 离心薄膜蒸发器用于浓缩单元操作介绍-35

4.2 本设计的后续设计方向-36

4.2.1 细化设计的结构、工艺要求和改善传动系统-36

4.2.2 完成相关的配套设备的选择和设计-36

4.2.3完善整个系统的工艺和制定设备使用及维护要点-36

4.2.4优化设计装置（规格）达到最佳的市场价值-37

第5章结论与展望-38

5.1结论-38

5.2不足之处及未来展望-38

参考文献-39

致  谢-40