Главная страница / Выпарные аппараты и методы выпаривания накипеобразующих растворов

 

 

Выпарные Аппараты

и методы выпаривания накипеобразующих растворов.

 

За рубежом экстракт выпаривают на установках, состоящих из аппаратов различных типов: с естественной циркуляцией, соосно расположенной и вынесенной греющей камерой, кипением раствора в трубках, вынесенной зоной кипения, пленочных. Применяются также выпарные аппараты с пластинчатой поверхностью нагрева.

Во Франции, ФРГ, Болгарии и других странах для сгущения кукурузного экстракта широко используются выпарные установки с падающей пленкой раствора. Интенсивное испарение в пленке обеспечивает высокое качество продукта, отсутствие потерь в результате вспенивания.

Пленочные аппараты также требуют химической и механической очистки. Их преимущество — при работе не происходит полного забивания труб осадком, а малая депрессия позволяет увеличить количество ступеней установки; недостатки — неудобство механической очистки и ремонта длинных труб, а также оголение поверхности при переходе пленочного движения раствора в струйное.

Фирма ХЕМА (Германия) уже 30 лет разрабатывает и выполняет обширную программу создания оборудования для выпаривания, перемешивания и ферментации, проектирует и выполняет машины, в том числе выпарные установки. Для решения многосторонних задач в пищевой промышленности - концентрирования фруктовых и овощных соков, первичной обработки вредных для окружающей среды веществ - применяют оптимальную для каждого отдельного случая технику выпаривания: в падающей пленке раствора, циркуляционное, в ротационном тонкопленочном испарителе.

Преимущества выпаривания в падающей пленке - быстрое отделение легко-кипящих компонентов , что обеспечивает щадящую обработку материалов. Небольшая толщина пленок способствует хорошему теплообмену при условии оптимальной смачиваемости трубы.

Выпаривание термически нечувствительных, вязких материалов и таких, для которых необходима длительная обработка в выпарных устройствах, осуществляется в циркуляционных аппаратах.

Ротационные тонкопленочные выпарные аппараты используются преимущественно при работе с концентрированными термочувствительными, вязкими или склонными к образованию корок веществами. Это оборудование обеспечивает высокое качество продукции в результате очень быстрой обработки в выпаривателе (оптимальный вакуум до 1 торра) и фиксированного диапазона ее времени. С помощью ротационных аппаратов могут быть оптимально реализованы многие технологические процессы: выпаривание, дистилляция , ректификация, концентрация, дезодорация, сушка и др.

В течение многих лет эта фирма использует научные достижения и накапливает опыт в области технологического проектирования, расчетов, конструирования и изготовления биотехнологического оборудования: стерилизуемые смесители, контейнеры для хранения и транспортировки, экспериментальные смесительные ферментаторы, ферментационные установки, оснастку.

Легкая разборка поверхности нагрева и быстрота выпаривания в тонком слое обеспечиваются в пластинчатых выпарных аппаратах. Однако вследствие быстрого загорания узких проходов между пластинами подогревателей пластины следует очищать чаще, чем трубчатые аппараты. При частой разборке уплотнительные прокладки быстро выходят из строя и требуют замены.

В Чехословакии клеточный сок (основной компонент картофельного экстракта) концентрируют в аппарате с погружными горелками, барботирующими дымовые газы в продукт. Интенсивность пенообразования перед сгущением до 20% СВ устраняют осаждением белковых веществ. Токсического влияния продуктов сгорания на качество сока не обнаружено. В Великобритании в аппаратах с погружными горелками сгущают даже различные фруктовые соки. Эти аппараты позволяют выпаривать растворы с наиболее агрессивными свойствами при разновесной температуре испарения и коэффициенте использования теплоты сгорания топлива 95—96%.

Из описанных выпарных аппаратов наиболее распространены аппараты с соосной греющей камерой. При поддержании оптимального пьезометрического уровня l_ур =  (0,3 - 0,61) · l_труб  скорость циркуляции раствора в них минимальна и наибольшее отложение осадка происходит в зоне кипения. Увеличение скорости циркуляции с выносом зоны кипения за пределы кипятильных труб может быть достигнуто в таком аппарате следующим образом.

Аппарат выполнен в виде вертикальной цилиндрической емкости с трубчатой поверхностью нагрева. На верхнюю трубную решетку поставлена цилиндрическая осесимметричная надставка. Дополнительным побудителем циркуляции являются неконденсирующиеся газы, поступающие в соковый объем цилиндрической надставки, где происходит кипение. Вынос зоны кипения жидкости и обогреваемых труб для уменьшения сопротивления циркуляционного контура и повышение скорости циркуляции при этом снижают интенсивность накипеобразования в них, приводят к росту коэффициента теплопередачи, позволяют применить пар более низкого потенциала и широко использовать ВЭР.

Более успешно, чем аппараты ВВ и ПА-122, сгущение кукурузного экстракта обеспечивают вертикальные трубчатые аппараты с принудительной циркуляцией, вынесенными греющей камерой и зоной кипения типа IУ-126. Циркуляция раствора в аппарате осуществляется осевым насосом при скорости потока в трубках до 2,5 м/с. Кипение в трубках предотвращается давлением гидростатического столба жидкости в трубе вскипания высотой 2 м, что способствует уменьшению в них количества накипи и отложений.

Аппараты 1У-126 устойчивы в работе при малых теплоперепадах, что важно для многоступенчатых установок при ограниченном потенциале греющего пара. Однако в этих аппаратах при температуре кипения обрабатываются большие объемы термолабильных продуктов, а наличие насоса усложняет конструкцию и снижает механическую надежность. Принудительциркуляция снижает, но не предотвращает отложения осадка в греющих трубах, а увеличение капитальных и эксплуатационных затрат при этом оправдывается лишь при концентрации раствора не менее 30—50% СВ.

Аппараты I У-126 широко применяются для сгущения нагарообразующих растворов на заводах белково-витаминного концентрата.

Уваривание паточных сиропов в тонкой пленке получило широкое распространение за рубежом. Известен опыт уваривания сиропов с 45 до 70% СВ на непрерывнодеиствующеи двухстадийной ВУ пленочного типа с последующим сгущением в цилиндрическом вакуум-аппарате, разделенном внутри перегородками на секции. После вакуум-аппарата сгущенный сироп подвергается непрерывному мгновенному охлаждению, чем достигается конечная концентрация. На паточных заводах США уваривание происходит до 79—80 % СВ на 3-корпусной ВУ системы Браб-Кнекс с тонкослойным испарением и вы­носной поверхностью нагрева с последующим охлаждением в вакуум-охладителе.

 

Назад, на главную страницу