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1、 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开开 题题 报报 告告 书书题 目连续式 15KW 微波真空干燥机的设计 学 院机械学院专 业过程装备与控制工程姓 名李欢欢学 号0402090206指导教师崔政委 教授2013 年 1 月课题来源课题来源本课题来源于工程实际。浓缩装置是食品加工的主要单元设备之一，果汁大多为热敏性物料，富含维生素以及其他许多色、香、味成分，这些物质在高温下或长期受热时受破坏，变性、氧化等作用，从而降低产品的质量。对热敏性物料的快速浓缩一直是食品加工的难点，课题要求在了解快速浓缩基本原理的同时，设计一套快速浓缩单元装置，该装置具有实际使用价值。科学依据科学依据（包括课题的科
2、学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等科学意义：果汁浓缩，不仅可以减小果汁容积，便于贮藏运输，还能提高果汁贮藏的稳定性。以前工业上浓缩果汁通常采用多级真空蒸发，但该法由于热影响容易导致果汁中芳香成分大量损失，色泽分解和“煮熟味”的产生，且能耗高。浓缩技术的研究，以及新型浓缩设备的研制，有助于改善上述缺陷，提高产品质量，降低能耗。近年来，冷冻浓缩、升华浓缩以及膜浓缩技术相继被研究。而其中膜分离技术应用前景广阔，在膜分离与传统分离结合方面开展工作是非常有意义的。发展趋势：常用的浓缩方法有真空浓缩、冷冻浓缩及反渗透浓缩等。膜分离技术的研究是近些年来的研究重点。反渗透浓缩技术、联合膜分离技
3、术、膜蒸馏和渗透蒸馏、膜分离与传统分离结合的方式等技术被广泛研究，用来代替传统的加热浓缩法。应用前景：我国尤其是西部地区果品资源丰富，可以大力发展果品特别是果汁加工业，要向产业化、集团化发展，形成自己的品牌，使得我国的果品加工品能在国际市场占据一席之地，涌现出越来越多有竞争力的生产果汁的企业。果品加工中，果汁浓缩是一个有着广阔前景的发展方向，不论国内还是国外，都有着巨大的市场。在诸多的果汁浓缩技术中，膜分离技术应用前景广阔。尽管目前还存在一些技术难题，但随着果汁市场的扩大和商业化产品质量要求的提高，工业用膜分离法浓缩果汁将逐渐扩大。膜浓缩技术必将带来果汁浓缩的革命。研究内容研究内容课题主要研究
4、内容：（1）浓缩技术研究进展；（2）浓缩设备的种类；（3）果汁快速浓缩装置的整体结构；（4）果汁快速浓缩装置的传动部件设计；（5）果汁快速浓缩装置传动部件计算。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：1. 广泛查阅相关资料，包括应用网络、图书馆资源等；2. 去实验室、工厂等参观、学习；3. 学习巩固相关的设计基础知识，包括结构设计、作图、计算校核等4. 向导师、同学等探讨、请教。技术路线：明确本设计的设计方向，突出设计的重点。首先，根据拥有的诸多资料规划设计出一个蓝图，再请指导老师帮助进行修改分析；其次，由已知条件计算分析出各个
5、数据，完成理论验证；最后，完成整个设计，画出设计图纸并完成设计说明书。可行性分析：膜式浓缩罐相对其他浓缩设备如标准式浓缩罐、盘管式浓缩罐等有很大优势：溶液在罐内停留时间比较短，对热敏性物料不易产生分解变质膜式罐的特点是，溶液通过加热罐的速度快，或只通过加热管一次，不做循环，溶液在加热罐壁上呈膜状蒸发速度快（液体在罐内只停留几秒或几十秒），但传热效率高，对处理热敏性物料特别适宜。现已成为国内外广泛应用的先进蒸发设备。其形式较多，如升膜式、降膜式、刮板式、离心式、和薄板式等。升膜式浓缩罐特点：(1)料液在管内上升速度快，液膜薄，传热系数高（达 20003000w/m ）.(2) 静压影响小，温差损
6、失小。(3) 物料在管内停留时间短，从而减少了热敏性料液分解的危险，产品质量好。(4) 料液在管内速度较高，能防止结垢的形成及粘性料液的沉淀。(5)管子长清洗不便，操作较难(6)蒸汽出口速度快，雾沫夹带严重。(7)要求有较大的温差，沸点进料，以产生大量蒸汽推动的膜攀升。(8)对罐内液位变动很敏感。入料、真空、操作等必须很稳定，否则会结焦或不能形成液膜。不适宜黏度较大的溶液浓缩。（薄膜料液的上升必须克服其重力与管壁的磨擦力阻力）降膜式浓缩罐特点：（1）物料停留时间短（45S），更能保证产品质量，更适宜粘度较多的料液浓缩。（2）管壁生成气泡易脱离加热面（因液膜由汁汽的推动而沿壁迅速流下）（膜薄），
7、故传热效果好，且垢层生成慢。（3）液量必须控制足够大且均匀，否则易蒸干，降低传热效果。膜分离技术设备在果汁浓缩中应用广泛，优势明显，能明显改善产品的味道，降低能耗，提高产品的竞争力。随着果汁行业规模的不断扩大，膜分离技术的研究会更深入，应用更广泛。研究计划及预期成果研究计划及预期成果1在广泛查阅资料的基础上，了解浓缩装置的发展历程，了解浓缩装置的结构和工作原理；2根据设计要求进行主要的工艺计算；3对浓缩装置进行总体结构设计；4设计与绘制关键部件图；5设计与绘制典型零件的零件图；6完成设计图折零号图 3.5 张，撰写详细的设计说明书一份，并翻译一篇外文资料。特色或创新之处特色或创新之处膜分离是利
8、用半透膜来分离溶质和溶剂的过程，两相用膜隔开，因此分离不是两相的直接接触，故称非平衡浓缩。利用半透膜的方法不仅可以分离溶质和溶剂，而且也可以分离各种不同大小的溶质，因此，统称为膜分离。膜式果汁浓缩设备相比于其他设备有显著的优势：物料在设备中停留时间相对较短，对富含热敏性、易挥发性等成分的果汁的风味影响较小，提高产品的质量，且能显著降低能耗，提高产品的竞争力。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：1. 设计任务书的要求2. 去实验室参观浓缩设备，对所要设计的设备有了直观的了解；3. 网络、图书馆查阅、收集资源；4. 学校在各个方面的大力支持以及导师的悉心指导尚需解决的问题：1. 对果汁快速浓缩装置传动部件的设计缺乏经验；2. 设计中与实际结合不够紧密，易与实际脱节。指导教师意见指导教师意见指导教师（签名）： 年 月 日系意见系意见系主任（签名）： 年 月 日
