（3）實訓方法：①熟悉精餾過程的流程，搞清儀表櫃上按鈕與各儀表相對應的設備與測控點。
②全回流操作時，配製濃度為4%～5%（質）的乙醇水溶液，啟動進料泵，向塔中供料至塔釜液麵達250～300mm。
③啟動塔釜加熱及塔身伴熱，觀察塔釜、塔身、塔頂溫度及塔板上的氣液接觸狀況（觀察視鏡），發現塔板上有料液時，打開塔頂冷凝器的冷卻水控製閥。
④測定全回流情況下的單板效率及全塔效率。控製蒸發量，回流液濃度，在一定回流量下，全回流一段時間，待塔操作參數穩定後，即可在塔頂、塔釜及相鄰兩塊塔板上取樣，用比重天平進行分析，測取數據（重複2～3次），並記錄各操作參數。
⑤待全回流操作穩定後，根據進料板上的濃度，調整進料液的濃度（在原料儲罐中配置乙醇質量分數為15％～20％的乙醇水料液，其數量按獲取0.5kg質量分數為92％的塔頂產品計算），開啟進料泵，注意控製加料量（建議進料量維持在30～50mL/min），調整回流，使塔頂產品濃度達到92％（質）。
⑥控製釜底排料量與殘液濃度（要求含乙醇質量分數不超過3％），維持釜內液位基本穩定。
⑦操作基本穩定後（蒸餾釜蒸汽壓力及塔頂溫度不變），開始取樣分析，測定塔頂、塔底產品濃度，為10～15min一次，直至產品和殘液的濃度不變為止。記下合格產品量。切記在排釜液前，一定要打開釜液冷卻器的冷卻水控製閥。取樣時，打開取樣旋塞要緩慢，以免燙傷。
⑧實訓完畢後，停止加料，關閉塔釜加熱及塔身伴熱，待一段時間後（視鏡內無料液時），切斷塔頂冷凝器及釜液冷卻器的供水，切斷電源，清理現場。
本項目主要介紹在發酵工業中常見的蒸餾設備。
蒸餾分離提純操作，主要是指將某些液相和固相，液相和液相的混合物分離開，或者將其某組分再進行提純的化工單元操作，酒精蒸餾包括粗餾和精餾兩個過程，對應設備為粗餾塔和精餾塔。
粗餾塔的處理對象為發酵成熟醪液，粗餾塔板類型主要有泡罩塔板、S（SD）形塔板、浮閥波紋篩板及斜孔塔等。其中泡罩塔板主要由塔體、塔板和升氣管等部件組成；S形塔板是由數個S形的泡罩互相搭接而成；浮閥波紋篩板是在普通的波紋篩板的基礎上，在波峰處增加一定數量的與波峰同弧形的條狀閥片。波峰可供蒸汽通過，波穀可供液體分布下流，此種塔板不設溢流管，上下相鄰板安裝方向呈90°交錯；斜孔塔是每一排孔口都朝一個方向，相鄰兩排孔口方向相反。在工廠中實際應用塔板層數為20～25層，板間距可取400mm，塔徑根據上升的蒸汽量和蒸汽速度計算。
精餾塔的處理對象為粗餾酒精蒸汽或液體。在我國酒精行業常用的精餾塔有泡罩塔、浮閥塔、斜孔塔、篩板塔和導向篩板塔等。其中浮閥塔板結構有盤式和條狀兩種類型；篩板塔主要由塔盤、氣體出口、回流液進口、降液管、料液進口、氣體進口、釜液出口和群座等組成，而塔板由開有大量均勻小孔（稱為篩孔）的塔板和溢流管組成。
1.酒精蒸餾包括哪些過程？
2.粗餾塔的處理對象和特點有哪些？
3.對蒸餾塔板的要求有哪些？
4.簡述粗餾塔板類型及結構。
5.簡述S形塔板的優點。
6.簡述篩板塔的優點。
7.簡述篩板塔的缺點。
8.我國酒精行業常用的精餾塔有哪些？
9.精餾塔應滿足哪些要求？
知識目標：掌握蒸發的定義、方法、影響因素和相關設備的工作原理；掌握結晶的定義、方法、影響因素和相關設備的工作原理；掌握幹燥的定義、方法、影響因素和相關設備的工作原理。
技能目標：學會蒸發設備的基本操作方法和設備運行過程中簡單故障的排除工作；學會結晶設備的基本操作方法和設備運行過程中簡單故障的排除工作；學會幹燥設備的基本操作方法和設備運行過程中簡單故障的排除工作。
蒸發結晶幹燥設備項目簡介：蒸發、結晶都是重要的化工單元操作，在發酵工業中用來提取和精致發酵產品。如氨基酸發酵、酶製劑發酵和抗生素發酵的提取與精製等。幹燥通常為生產過程的最後工序，因此，往往與產品的質量密切相關，幹燥方法的選擇對於保證產品的質量至關重要。
工作任務：蒸發設備：蒸發是化工、輕工、食品、醫藥等工業中常用的一個單元操作。蒸發的目的是濃縮溶液、提取或回收純溶劑。
蒸發過程的特點如下：①蒸發是一種分離過程，可使溶液中的溶質與溶劑得到部分分離，但溶劑與溶質分離是靠熱源傳遞熱量使溶液沸騰汽化。溶劑的汽化速率取決於傳熱速率，因此，把蒸發歸屬於傳熱過程。
②被蒸發的物料是由揮發性溶劑和不揮發性溶質組成的溶液。在相同的溫度下，溶液的蒸汽壓比純溶劑的蒸汽壓要小。在相同的壓力下，溶液的沸點比純溶劑的沸點高，且一般隨濃度的增加而升高。
③溶劑的汽化要吸收能量，熱源耗量很大。如何充分利用能量和降低能耗，是蒸發操作的一個十分重要的課題。
④由於被蒸發溶液的種類和性質不同，蒸發過程所需的設備和操作方式也隨之有很大的差異。
蒸發過程按加熱方式分為直接加熱和間接加熱兩種；按操作壓力分為常壓蒸發、真空蒸發和加壓蒸發；按操作方式分為間歇操作和連續操作；按蒸發器的級數分為單效蒸發和多效蒸發，單效蒸發裝置中隻有一個蒸發器，蒸發時產生的二次蒸汽直接進入冷凝器而不再次利用，而多效蒸發是將幾個蒸發器串聯操作，使蒸汽的熱能得到多次利用。
完成蒸發過程的設備統稱為蒸發設備或蒸發器，它與一般的傳熱設備並無本質區別。但蒸發過程中，一方麵要加熱使溶液沸騰汽化；另一方麵要把汽化產生的蒸汽（二次蒸汽）不斷移走，這兩項任務均由蒸發器完成，蒸發器由加熱室和氣液分離室兩部分組成。由於發酵工業中大部分產物是熱敏性物質，這些物質要求在低溫或短時間受熱的條件下濃縮。因此，發酵工業中常采用薄膜蒸發器，在減壓的情況下，讓溶液在蒸發器的加熱表麵以很薄的液層流過，溶液很快受熱升溫、汽化、濃縮，濃縮液迅速離開加熱表麵。薄膜蒸發濃縮時間很短，一般為幾秒到幾十秒。因受熱時間短，能保證產品質量。下麵介紹發酵工業中常用的幾種薄膜式蒸發設備。
管式薄膜蒸發器：這類蒸發器的特點是，溶液通過加熱管一次即達到所要求的濃度。在加熱管中液體多呈膜狀流動，故又稱為膜式蒸發器，因而可以克服循環型蒸發器的缺點，並適於熱敏性物料的蒸發，但其設計和操作要求較高。
升膜式蒸發器：為了使料液有效成膜，上升蒸汽的流速不小於10m/s，常壓下適宜的出口氣速20～50m/s，減壓下可達100～160m/s，甚至更高。事實上，由於蒸汽流量和流速隨加熱管上升而增加，因此管徑越大，則管子需要越長。但長管加熱器結構較複雜，殼體應考慮熱脹冷縮的應力對結構的影響，需采用浮頭管板或在殼體上加膨脹圈。
升膜式蒸發器：1、蒸發器；2、分離器升膜式蒸發器適用於稀溶液，熱敏性及易起泡的溶液，最適於熱敏性物料；不適用於高黏度，易結晶，易結垢的溶液；較濃溶液的蒸發，汽化水量不多，難以達到所要求的二次蒸汽速度。
降膜式蒸發器：降膜式蒸發器：1、蒸發器；2、分離器；3、液體分離器降膜蒸發器的液體分布器：1、加熱管；2、導流管；3、旋液分配頭①降膜式蒸發器更適用於熱敏性溶液的蒸發。降膜式蒸發器沒有靜壓強效應，不會由此引起溫差損失；沸騰傳熱係數和溫度差的關係不大，即使在較低的傳熱溫差下，傳熱係數也較大。
②降膜式蒸發器適用於蒸發量較小的場合。降膜式蒸發器產生膜狀流動的原因與升膜式的不同，前者是由於重力作用及液體對管壁的親潤力，而使液體成膜狀沿管壁下流，即不像後者取決於管內二次蒸汽的速度。
③降膜式蒸發器要設置分布器蒸發器的上部有液體分布器；分布器要盡量安裝得水平，以免液膜流動不均勻。升膜式蒸發器則不需安裝這類分布裝置。
升降膜式蒸發器：升降膜式蒸發器：1、預熱室；2、升膜加熱室；3、降膜加熱室；4、分離室；5、凝液排出口9.1.2刮板式薄膜蒸發器：刮板式薄膜蒸發器的突出優點是依靠外力強製溶液成膜下流，溶液停留時間短，適合於處理高黏度、易結晶或容易結垢的物料，如設計得當，有時可直接獲得固體產品。缺點是結構較複雜，製造安裝要求高，動力消耗大，每平方米傳熱麵需1.5～3kW。但傳熱麵積卻不大（一般隻需3～4m2，最大約20m2），因而處理量較小。
刮板式薄膜蒸發器：1、夾套；2、刮板9.1.3離心式薄膜蒸發器：運轉時稀物料從進料管進入，由各個噴嘴分別向各蝶片組下表麵即下碟片的外表麵噴出，均勻分布於碟片錐頂的表麵，液體受離心力的作用向周邊運動擴散形成液膜，液膜在碟片表麵，即受熱蒸發濃縮，濃溶液到碟片周邊就沿套環的垂直通道上升到環形液槽，由吸料管抽出到濃縮液儲罐，並由螺杆泵抽送到下一工序。從碟片表麵蒸發出的二次蒸汽通過碟片中部大孔上升，彙集進入冷凝器。加熱蒸汽由旋轉的空心軸通入，並由小通道進入碟片組間隙加熱室，冷凝水受離心作用迅速離開冷凝表麵，從小通道甩出落到轉鼓的最低位置，而從固定的中心管排出。
這種蒸發器在離心力場的作用下具有很高傳熱係數，在加熱蒸汽冷凝成水後，即受離心力的作用，甩到非加熱表麵的上碟片，並沿碟片排出，以保持加熱表麵很高的冷凝給熱係數，受熱麵上物料在離心場的作用下，液流湍動劇烈，同時蒸汽氣泡能迅速被擠壓分離，故有很高的傳熱係數。
離心式薄膜蒸發器結構：1、清洗管；2、進料管；3、蒸發器外殼；4、濃縮液槽；5、物料噴嘴；6、上碟片；7、下碟片；8、蒸汽通道；9、二次蒸汽排出管；10、馬達；11、液力聯軸器；12、皮帶輪；13、排冷凝水管；14、進蒸汽管；15、濃縮液通道；16、離心盤；17、濃縮液吸管；18、清洗噴嘴9.1.4循環式蒸發器：循環式蒸發器是將溶液在加熱管中進行多次蒸發的裝置，有自然循環式和強製循環式兩種。自然循環式蒸發器，溶液因被加熱而產生密度差形成自然循環，而強製循環式蒸發器傳熱係數比自然循環式大、循環速度高。
中央循環管式蒸發器：中央循環管式蒸發器：1、外殼；2、加熱室；3、中央循環管；4、蒸發室采用自然循環的蒸發器，是蒸發器的一個發展。過去所用的蒸發器，其加熱室多為水平管式、蛇管式或夾套式。采用豎管式加熱室並裝有中央循環管後，雖然總的傳熱麵積有所減少，但由於能促進溶液的自然循環、提高管內的對流傳熱係數，反而可以強化蒸發過程。而水平管式之類蒸發器的自然循環很差，故除特殊情況外，目前在大規模工業生產中已很少應用。
為了使溶液有良好的循環，中央循環管的截麵積，一般為其他加熱管總截麵積的40％～100％；加熱管高度一般為1～2m；加熱管直徑為25～75mm。這種蒸發器由於具有結構緊湊、製造方便、傳熱較好及操作可靠等優點，應用十分廣泛，有所謂“標準式蒸發器”之稱。
但實際上，由於其結構上的限製，循環速度不大。溶液在加熱室中不斷循環，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點高，有效溫度差就減小。這是循環式蒸發器的共同缺點。此外，設備的清洗和維修也不夠方便，所以這種蒸發器難以完全滿足生產的要求。
強製循環式蒸發器：強製循環式蒸發器結構：1、加熱室；2、蒸發室；3、除沫器；4、循環管；5、循環泵9.1.5蒸發器的附屬設備：蒸發器的附屬設備有汽液分離器及冷凝與不凝氣體的排除裝置。
汽液分離器（捕沫器）：從蒸發器溢出的二次蒸汽帶有液沫，需要加以分離和回收。在分離室上部或分離室外麵裝有阻止液滴隨二次蒸汽跑出的裝置，稱為分離器或捕沫器。
冷凝與不凝氣體的排除裝置：在蒸發操作過程中、二次蒸汽若是有用物料，應采用間壁式冷凝器回收；二次蒸汽不被利用時，必須冷凝成水方可排除，同時排除不凝性氣體。對於水蒸氣的冷凝，可采用氣、水直接接觸的混合式冷凝器。
無論使用哪種冷凝器，都要設置真空裝置，不斷排除不凝性氣體並向係統提供一定的真空度。
高位逆流混合式冷凝器：1、外殼；2、進水口；3，8、氣壓管；4、蒸汽進口；5、淋水板；6、不凝性氣體引出管；7、分離器9.1.6蒸發過程的節能：蒸發濃縮是很多生產過程中的必要步驟，但蒸發濃縮時既要增加熱能，使溶劑汽化，同時又要用冷凝介質將溶劑冷凝排走熱能，故耗能很大。如何減少能耗降低生產成本，是目前蒸發濃縮生產過程中需要解決的重要問題。
降低蒸發濃縮的能耗，最好的辦法就是循環利用熱能，也就是將高能二次蒸汽用作加熱介質去蒸發另外的物料而本身也被冷凝，這就是常用的多效蒸發。從理論上來講，蒸發可以做成很多效，但實際上由於傳熱溫度差與沸點上升的存在，效數不能增得太多，最多達6～7效，再增加效數反而不經濟。而且多效蒸發也隻能在規模較大的連續生產係統中應用，對於中小規模的設備難以實現。但是二次蒸汽之所以不能用作自身的加熱介質，是因為其蒸汽溫度較低，也就是其蒸汽壓力較低，如能提高其蒸汽壓力，也就是提高其蒸汽溫度便可重新利用。提高壓力的辦法可以用機械泵或用蒸汽噴射泵將低壓蒸汽壓縮成較高壓力的蒸汽，這樣重新利用加熱蒸汽的辦法稱為熱泵蒸發。所以多效蒸發與熱泵蒸發是當前蒸發係統中節能的重要措施。
但要使多效蒸發與熱泵蒸發起到更大的節能效益，重要的還在於增加蒸發過程的傳熱係數，降低傳熱溫度差和減少蒸發過程物料的沸點上升。
熱量的傳遞是與傳熱係數、溫度差和傳熱麵積成正比的，當要降低傳熱溫度差，但又要保持同樣的熱量傳遞時，就得強化傳熱過程，提高傳熱係數，或大量增加傳熱麵積。目前蒸發設備中比較理想的是降膜式蒸發器，隻要成膜理想，傳熱係數是比較大的。增加傳熱麵積的辦法，降膜式也較容易解決，隻要增加管子數量和管子的高度即可。
溶液蒸發時的沸點上升，是妨礙熱量重複利用，增大損耗的重要原因。沸點上升是由於溶質的存在而導致分子運動阻力增大，以及溶液黏滯和液柱高度，而阻礙液體汽化和蒸汽的排出。溶質影響是物質的化學性質難以避免的，但對於溶液的黏滯和液柱高度的阻礙可以從蒸發設備的形式與結構操作上作恰當的解決。通常采用薄膜蒸發設備時，由於液層很薄，液柱影響就很小。對於溶液黏滯影響就需要強化物料的湍流，以使阻礙降低最小。
如果能以最小的傳熱溫度差和最小的沸點上升進行操作，多效蒸發就能增加效數，提高熱量的利用率，熱泵蒸發就能從最小的壓縮功，而得到更多的熱能重複利用。
可見多效蒸發與熱泵蒸發過程是主要節能措施，當然，如何合理使用還要結合具體物料性質、工藝要求與生產規模來合理選用，同時還要研製更理想的蒸發設備和效率更高的熱泵，不斷提高節能效果。
蒸發濃縮設備的操作要點及注意事項：蒸發濃縮設備是蒸發係統的一部分，設備的操作必須與蒸發係統協調一致。下麵簡單介紹蒸發係統操作的基本方法和操作注意事項。
蒸發係統的原始開車：原始開車包括檢查、洗淨、空試、接受物料和轉入正常開車。
（1）檢查：對全係統按流程全麵檢查和確認各設備、管道、閥門、法蘭和各種計量、測量等儀表是否齊全。並按照技術規程和檢修安裝技術文件等有關規定，檢查安裝質量是否符合工藝要求。
（2）洗淨：由於安裝和檢修後的設備、管道內比較髒，開車前必須用自來水或較清潔的工業用水清洗。清洗步驟可按係統或單體設備分段進行。洗淨後用水必須徹底排淨。
（3）試車：對機械傳動設備和電氣設備均應進行空載和加壓試車。
（4）接受物料：準備工作就緒後，可按操作法規定接受物料。