直接式熱交換器也稱為混合式熱交換器，其特點(diǎn)是冷、熱流體直接混合進(jìn)行換熱，從而在熱交換的同時(shí)，還發(fā)生物質(zhì)交換。

　　直接式與間接式相比，省去了傳熱間壁，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱效率高、操作成本低。但采用這種設(shè)備只限于允許兩種流體混合的場(chǎng)合。

　　常見(jiàn)直接式熱交換器有直接式蒸汽加熱器和混合式蒸汽冷凝器。

一、直接式蒸汽加熱器

　　是蒸汽直接與液體產(chǎn)品混合的熱交換器。

　　兩種形式：蒸汽噴射式和蒸汽注入式 。目前僅限用于質(zhì)地均勻和黏度較低的產(chǎn)品。

　　蒸汽質(zhì)量要求

　　就蒸汽質(zhì)量而言，直接加熱所用的水蒸汽必須是純凈、衛(wèi)生、高質(zhì)量的，而且必須不含不凝結(jié)氣體，因此必須嚴(yán)格控制鍋爐用水添加劑的使用。

　　產(chǎn)品水分的控制

　　根據(jù)生產(chǎn)要求，有時(shí)由蒸汽帶入的水需要除去，以保持產(chǎn)品濃度不變。這通常在負(fù)壓罐器內(nèi)通過(guò)閃蒸實(shí)現(xiàn)。通過(guò)控制罐內(nèi)真空度可控制產(chǎn)品最終水分含量。

　　直接式蒸汽加熱器特點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：加熱非常迅速，產(chǎn)品感官質(zhì)量的變化很小，而且大大地降低了（間接加熱通常遇到的）結(jié)垢和產(chǎn)品灼傷問(wèn)題。

　　缺點(diǎn)：產(chǎn)品因蒸汽冷凝水的加入而體積增大，從而在保溫管中的流速會(huì)受影響。因此，這種流速的改變?cè)谥贫�殺菌工藝�?guī)程時(shí)必須加以考慮。

1．填料式冷凝器

　　冷卻水從上部噴淋而下與上升的蒸汽在填料層內(nèi)接觸。

　　填料層由許多空心圓環(huán)形的填料環(huán)或其它填料充填而成，組成兩種流體的接觸面。

　　混合冷凝后的冷凝水由底部引出，不凝結(jié)氣體則由頂部排出。 

2．孔板式冷凝器

　　它裝有若干塊多孔淋水板。淋水板的形式有交替安置的弓形式和圓盤(pán)-圓環(huán)式兩種。

　　冷卻水自上而下順次從通小孔流經(jīng)各層淋水板，部分水也經(jīng)淋水板邊緣泛流而下。蒸汽則自下方引入，以逆流方式與冷水接觸而被冷凝。少量不凝結(jié)氣體和水氣混合物自上方排出，換熱后的冷卻水從下方尾管排出。 

3．低位和高位冷凝器

　　當(dāng)被冷凝的水蒸汽來(lái)自真空系統(tǒng)時(shí)，冷凝器必須處于負(fù)壓狀態(tài)。因此，除需要為冷凝器提供真空以外，也需要用適當(dāng)措施將冷凝器中的冷凝水排出。

　　根據(jù)冷凝水排除方式，直接式冷凝器又分為低位式和高位式兩種。 

　　冷凝器與真空泵配接

　　不論是低位式還是高位式冷凝器，大部分二次蒸汽帶入的不凝性氣體不能隨冷凝水一起排除。因此，冷凝器的上部還必須與干式或濕式真空泵相接，以便把這部分氣體抽走，從而保證系統(tǒng)的真空度要求。

　　低位式冷凝器：低位式冷凝器直接用泵將冷凝水從冷凝器內(nèi)抽出，可以簡(jiǎn)單地安裝在地面上，因而稱為低位式冷凝器。

　　高位式冷凝器：高位式冷凝器不用抽水泵，而是將冷凝器置于10m以上的高度的位置，利用其下部長(zhǎng)尾管(稱為氣壓管，俗稱大氣腿)中液體靜壓頭作用，在平衡冷凝器真空度的同時(shí)排出冷凝水。為了保證外部空氣不致進(jìn)入真空設(shè)備，氣壓管出口應(yīng)淹沒(méi)于地面的溢流槽中。

　　蒸汽噴射式加熱器 ：蒸汽噴射加熱器是通過(guò)噴射室將蒸汽噴射入產(chǎn)品的加熱器，如圖7.18所示。蒸汽可以通過(guò)兩種形式噴射入流體管道中，或者通過(guò)許多小孔，或者通過(guò)環(huán)狀的蒸汽簾。

　　蒸汽注入式加熱器 ：蒸汽注入式加熱器是在充滿蒸汽的室內(nèi)注入產(chǎn)品的加熱器，如料液以液滴或液膜的方式進(jìn)入充滿高壓蒸汽的容器中，加熱后的液體從底部排出。 

 

二、混合式蒸汽冷凝器

　　真空濃縮系統(tǒng)中產(chǎn)生的二次蒸汽一般都采用混合式冷凝器進(jìn)行冷凝。它們都是在負(fù)壓狀態(tài)下利用冷卻水直接與二次蒸汽混合，使二次蒸汽冷凝成水。由于是負(fù)壓狀態(tài)，因此混合式冷凝器必須自身能產(chǎn)生真空，否則需要與真空系統(tǒng)相連接。

常見(jiàn)的混合式蒸汽冷凝器

1．填料式冷凝器

2．孔板式冷凝器

3．低位和高位冷凝器

　　噴射式冷凝器即所謂的水力噴射泵（參見(jiàn)第二章相關(guān)內(nèi)容），它既有冷凝二次蒸汽的作用，也有抽吸不凝氣體的能力，即產(chǎn)生真空的能力。

　　填料式和孔板式冷凝器只對(duì)二次蒸汽進(jìn)行冷凝，因此需要與真空系統(tǒng)相配合。