Конструкции выпарных аппаратов

Выпарные аппараты с центральной циркуляционной трубой (ЦЦТ).

Конструкция рассмотрена ранее.

Достоинства:

- наличие естественной циркуляции раствора, которая повышает коэффициент теплопередачи;

- распространенность в пищевой промышленности.

Недостатки:

- сложность ремонта и замены греющей камеры.

Выпарные аппараты с выносной циркуляционной трубой (ВЦТ).

В таком аппарате (рисунок 2.6) циркуляционная труба не обогревается, следовательно, раствор в ней дополнительно не нагревается и не кипит. Разность плотностей парожидкостной смеси в кипятильных трубах 2 и раствора в циркуляционной трубе больше, чем в аппаратах с ЦЦТ. Поэтому естественная циркуляция раствора более интенсивная и более высокий коэффициент теплопередачи.

Рисунок 2.5 - Выпарной аппарат с выносной циркуляционной трубой:

1 – греющая камера; 2 – кипятильные трубы; 3 – сепаратор; 4 – брызгоотбойник; 5 – выносная циркуляционная труба.

Если на выносную циркуляционную трубу поставить циркуляционный насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию раствора, то достигаются его боле высокие скорости течения по трубам (2 – 2,5 м/с). Поэтому в аппаратах с принудительной циркуляцией раствора достигаются более высокие коэффициенты теплопередачи, чем в аппаратах с естественной циркуляцией.

Достоинства:

- более интенсивная циркуляция раствора и более высокие коэффициенты теплопередачи, чем в аппаратах с ЦЦТ;

- греющая камера представляет собой обычный кожухотрубчатый теплообменник, что упрощает ее ремонт или замену.

Недостатки:

- большие размеры по сравнению с аппаратами с ЦЦТ.

Выпарные аппараты с выносной греющей камерой (ВГК).

В таких аппаратах греющая камера и сепаратор разнесены и соединяются с помощью труб (рисунок 2.6). Греющая камера представляет собой обычный кожухотрубчатый теплообменник. Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубкам греющей камеры 1, нагревается и по мере подъема вскипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор 2, где происходит разделение жидкой и паровой фаз.

Рисунок 2.6 - Выпарной аппарат с выносной греющей камерой:

1 – греющая камера; 2 – сепаратор; 3 – циркуляционная труба; 4 – брызгоулавливатель.

Достоинства:

- легкость очистки труб, ремонта и замены греющей камеры, так как нет необходимости снимать громоздкий сепаратор;

- более интенсивная циркуляция раствора и более высокие коэффициенты теплопередачи, чем в аппаратах с ЦЦТ;

- возможность присоединения к одному сепаратору двух греющих камер, которые могут работать поочередно или одновременно.

Недостатки:

- большая занимаемая площадь помещения по сравнению с аппаратами с ЦЦТ и ВЦТ.

Выпарные аппараты с подвесной греющей камерой (ПГК).

Такие аппараты применяют для упаривания кристаллизующихся, агрессивных и вязких растворов (рисунок 2.7). В подвесную греющую камеру 1 пар подводится через трубу 3. Роль циркуляционной трубы выполняет кольцевой зазор между корпусом аппарата и подвесной греющей камерой.

Достоинства:

- повышенный коэффициент теплопередачи за счет хорошей циркуляции раствора;

- приспособленность для работы с вязкими и кристаллизующимися растворами;

- легкость выемки греющей камеры из аппарата для чистки, ремонта или замены;

- отсутствие термических деформаций труб греющей камеры.

Недостаток – больший диаметр корпуса по сравнению с аппаратами с ЦЦТ

Рисунок 2.7 - Выпарной аппарат с подвесной греющей камерой:

1 – подвесная греющая камера; 2 – корпус; 3 – труба для подачи греющего пара; 4 – брызгоулавливатель; 5 – сливные трубы; 6 – перфорированная труба для промывки.

Пленочные выпарные аппараты

Их относят к группе аппаратов, работающих без циркуляции. Процесс выпаривания осуществляется за один проход жидкости по кипятильным трубам. Причем раствор движется в трубах в виде восходящей или нисходящей пленки жидкости (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 - Пленочный выпарной аппарат с восходящей пленкой жидкости:

1 –греющая камера; 2 – сепаратор; 4 – брызгоотбойник.

Достоинство – простота конструкции и невысокая стоимость.

Недостаток – низкий коэффициент теплопередачи из-за отсутствия циркуляции и 6невысокой скорости раствора в трубах.

3. СУШКА

Сушка – это процесс удаления влаги из твердых влажных, пастообразных и жидких материалов путем испарения влаги и отвода образовавшихся паров. Сушке подвергают пищевые материалы, находящиеся в различном агрегатном состоянии: гранулированные, формованные и зернистые материалы, пастообразные материалы, растворы и суспензии.

Сушка широко применяется в пищевой промышленности: сушка зерна, продуктов, производство макарон, изготовление конфет, обжаривание масличных семян и т.д.

Сушка бывает:

1. Конвективная (газовая) – путем передачи теплоты при контакте высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого используют нагретый воздух или топочные газы в смеси с воздухом.

2. Контактная сушка – путем передачи теплоты от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку.

3. Радиационная сушка – путем передачи теплоты инфракрасными лучами.

4. Диэлектрическая сушка – путем нагревания в поле токов высокой частоты.

5. Сублимационная сушка – сушка в замороженном состоянии при глубоком вакууме.

Три последние вида сушки относят к специальным.