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9 蒸發與濃縮
A.前言269-270
1.定義: 蒸發（evaporation）＆蒸餾（distillation）。
2.蒸發作業改進: (1).熱能使用經濟性；(2).蒸發熱的回收利用(3)蒸發裝置改良
3. )蒸發裝置à蒸發罐 (熱交換器；最簡式：p.280-fig9.4）及周邊à冷凝器、真空pump、霧沫分離器、排氣閥等(p.300-303)。
B蒸發與濃縮(concentration )目的 : ① 降低含水率② 儲存性↑③ 體積↓④ 特殊目的 ⑤ 注意a. 能源再使用b. 因加熱影響品質c. 壓力改變 → 低溫濃縮
C.影響溶液沸點因素
1.大氣壓 2.溶質濃度(因濃縮而提高, 例:圖9-1 3.靜水壓 4.真空度p.278。
D.食品特性如何影響蒸發作業p275-277
1. 食品黏度 : 太高會妨礙循環對流速度和K值。原液初黏度小，但隨濃縮↑，熱傳速率越慢。
2.鍋垢 : 溶液受熱在表面留下一層不溶性食品固形物，是為鍋垢。熱傳面受積留而增厚，總括熱傳係數↓。3.起泡性 : 食品沸騰產生泡沫，形成原因在於水蒸氣、過熱溶液及懸浮固形物間之表面張力。可添加表面活性劑或機械式攪破。4.熱敏感性 : 濃縮時蒸發罐沸騰溫度宜低，受熱時間短。採用真空蒸發罐降低內壓或薄膜蒸發器。5. 香氣成分之揮發 : 果汁濃縮時香氣隨蒸氣損失，應分批蒸餾冷凝水回收，加回補足香氣。6.腐蝕性 : 慎選建材 ( 如不銹鋼
)防止污染。採用強制循環蒸發器，加熱面積小、總括K大、接觸時間短，造價省。
E. 蒸發溶液之熱量平衡及質量平衡
△ 熱量平衡 : ◎. 設無任何熱能損失
熱媒蒸氣放出冷凝潛熱 = 溶液升溫之顯熱 + 水分蒸發之潛熱
Viλs = Li
Cp ( tb – ti ) + Voλv
△ 質量平衡 :
進入質量 = 流出 Li = Vo + Lo
僅平衡液體 Li ( 1 – xf ) = Lo
( 1 – xp ) + V0
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▲
影響溶液沸點之因子 :
1.
外在壓力 : 100℃ 時純水之蒸氣壓為1a tm。繼續受熱即開始沸騰蒸發。
△
真空蒸發 : 用真空裝置下降至1atm以下時，是溶液於較低溫
下亦會蒸發沸騰。
2.
溶液之沸點上昇現象 ( B.P.R ) : 蒸發時，水分散失、濃度上升、沸點提
高之現象。
3. 蒸發液深度 :
△ 靜水壓 ( Hydrostatic heat ) : 液之深度與溶液密度之函數。
底壓 : P = Ps + ΔHρ
＊. Ps : 液面壓 ΔH : 液深
▲ 熱交換器的特色、應用
1. 二重鍋 : 熱傳面積有限，效果亦非甚佳。不適高壓加熱。
△ 構造簡單且價廉，製程中常用。
2. 管式熱交換器 : 可供流動性良好之液體加熱使用，使用時視是否易於清
洗及殺菌之難易決定採用之型式。
△管盤於內外皆可，但外較好清洗。
△蛇管式 － 小型工廠 : 牛乳、酒類、醬油、果汁殺菌。
△多管式 － 大型工廠 : 糖液或果汁之蒸發、酒精蒸餾裝置。
3. 枝式熱交換器 : 板之傳熱面積廣大並為波浪起伏。短時間可完成熱
交換。呈湍流輸送，加熱板面不滯留罐垢，易清洗。
4. 旋轉式熱交換器 ( 刮板式 ) : 有刮板不停刮動，食品傳熱相當均勻，
適合高黏性食品。
△ 傳熱快 +
攪拌功能，對可塑性食品原料質地可形成細緻狀態。
△ 食品工業
: 酥油、豬油、可可油、濃桔汁、加糖煉乳之析晶處理。
△ 加熱 : 嬰兒食品、濃果漿、液蛋殺菌。
△ 乳化拌合處理 : 沙拉醬、蛋清之打發 、蛋糕糊、裝飾奶油糊之製作。
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