Установка для концентрирования жидких продуктов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (111 6636 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к технике концентрирования различных веществ и может быть использовано для концентрирования жидких пищевых продуктов при положительных температурах, например, от 0 до 10 С, Целью является снижение энергозартат и упрощение конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты. Охлажденный жидкий продукт из сборника 18 подают(51)5 А 23 1. 2/08, Р 26 В 5/16 через испаритель 32 холодильнои машины 28 и форсунку 2 в верхнюю часть колонны 7, в емкость 1 смешения, куда одновременно из газогенератора 25 через конденсатор-испаритель 24 подают газообразное вещество, способное образовывать кристаллогидраты. Соединение воды в кристаллогидраты ведет к повышению концентрации оставшейся части продукта, который стекает через перфорированные элементы 9 сепаратора 6 в полость 8 для сбора жидкости, откуда через патрубок отводится в сборник 17. Кристаллогидраты, собранные в сепараторе 6, оттаивают, подавая насосом 39 талую воду из сборника 16 через распылительное устройство 40, Выделившийся газ конденсируется в конденсаторе-испарителе 24 и стекает в жидком виде в газогенератор 25. Поступающая на орошение и образовавшаяся в результате таяния вода стекает в полость 8, а затем сливается в сборник 16. 2 з, и. ф-лы, 1 ил.Изобретение отнрсится к технике концентрирования различных веществ, может быть использовано для концентрирования жидких пищевых продуктов при положительных температурах, например, 0 - 10 С.Целью изооретения является снижение энергозатрат и упрощение конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты.На чертеже изображена схема установки для концентрирования жидких продуктов.Установка содержит емкость 1 для смешения продукта и газа с форсункой 2 и патрубком 3 для подачи или отвода газа, кристаллизатор 4 с пакетом тарелок 5 сегментного типа, расположенных каскадно, сепаратор 6. Емкость 1, кристаллизатор 4 и сепаратор б объединены в одну колонну 7 с образованием в нижней ее части полости 8 для сбора жидкости. Сепаратор б содержит блок перфорированных элементов 9 в виде усеченного конуса, свободно вложенных один в другой, укрепленных большим основанием на корпусе колонны 7. Нижний элемент 9 содержит перфорированное днище 10, к которому прикреплены направленные вверх перфорированные трубы 11. В нижней части колонны 7 в зоне полости 8 для сбора жидкости выполнены патрубки 12 - 14, соединенные трубопроводами 15 со сборниками 16 - 18 соответственно талой воды, концентрата, охлажденного неконцентрированного продукта и с насосом 19. На трубопроводах 15 установлены вентили 20 - 23.Установка содержит конденсатор-испаритель 24, соединенный с газогенератором 25, имеющим теплообменник 26, и с патрубком 3 трубопровода 27. В качестве газа используется вещество, способное образовывать кристаллогидраты. Установка снабжена холодильной машиной 28, включающей компрессор 29, конденсатор 30, ресивер 31, испаритель 32, теплообменники 33, установленные после конденсатора 30 и после ресивера 31, н регулирующие вентили 34 и 35.Насос 19 соединен напорным трубопроводом 36 через испаритель 32 с форсункой 2, а всасывающим трубопроводом 37 через вентиль 38 - со сборником 18 неконцентрированного продукта.Установка снабжена также дополнительным насосом 39 и распылительным устрой-. ством 40, размещенным в колонне над сепаратором 6. Сборник 16 талой воды сообщен напорными трубопроводами 41 через дополнительный насос 39 и вентиль 42 с распыли- тельным устройством 40,Через напорный трубопровод 41, вентиль 43, теплообменники 33 и сливной трубопровод 44, сборник 16 для талой воды включен в замкнутый циркуляционный контур.Установка работает следующим образом.Охлажденный жидкий продукт из сборника 18 при открытом вентиле 38 по всасывающему трубопроводу 37 насосом 19 подают через испаритель 32 холодильной машины 28 и форсунку 2 в верхнюю часть колонны 7, в емкость 1 для смешения с газом.При достижении верхнего уровня в полости 8 для сбора жидкости подачу продукта прекращают путем закрытия вентиля 38 и открытия вентиля 22 на рециркуляцию концентрируемого продукта. Одновременно в кристаллизатор 4 из газогенератора 25 через конденсатор-испаритель 24, трубопровод 27 и патрубок 3 подают газообразное вещество, способное образовывать кристаллогидраты (например, пропан). Давление газа в колонне 7 поддерживают постоянным путем 15 подвода тепла к теплообменнику 26, вмонтированному в газогенератор 25.Затем включают в работу холодильнуюмашину 28 и открывают регулирующий вен,- тиль 34 для охлаждения циркулирующего продукта в испарителе 32.Охлажденный до температуры +10 Св испарителе 32 продукт в форсунке 2 распыляется на мелкие капли. В дальнейшем жидкий продукт тонкой пленкой стекает каскадно по тарелкам 5, установленным в крис таллизаторе 4. Распыление охлажденногожидкого продукта на мелкие капли и стекание его в виде тонкой пленки в кристаллизаторе 4 ведет к насыщению жидкого продукта газообразным веществом, которое совместно с молекулами воды продукта об разует кристаллогидраты (нестойкое химическое соединение).Процесс гидратообразования сопровождается выделением тепла (32 ккал/моль для пропана), которое воспринимается остальной частью продукта с нагревом до максиЗ 5 мально возможной критической температурыгидратообразования (5,5 С). Соединение воды в кристаллогидраты ведет к повышению концентрации оставшейся части продукта.Слив продукта из кристаллизатора 4 с об разовавшимися кристаллогидратами осуществляется через люк, расположенный в этой же колонне , в сепаратор б, из которого жидкий продукт через перфорированную поверхность стекает в полость 8 сбора жидкости, а кристаллогидраты накапливаются 45 в сепараторе 6. По мере концентрированияуровень продукта в полости 8 уменьшается, в то время как количество кристаллогидратов в сепараторе 6 увеличивается.В процессе концентрирования продуктаталую воду из сборника 16 насосом 39 подают по напорному трубопроводу 41 через открытый вентиль 43 в теплообменники 33.Слив отепленной воды после тепообменников 33 осуществляется в сборник 16 талой воды.Подача талой воды с температурой 5 - 10 С 55 в теплообменники 33 обеспечивает повышение холодопроизводительности установки, что положительно сказывается на уменьшении расхода, электроэнергии при выработкеель И. ШабалинаВерес Корректор Т. ПалийПодпи сноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 45Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О холода. Вместе с тем нагрев талой воды до10 С в теплообменниках 33 обеспечиваетустановку тепловоЙ энергией, предназначенной для оттаивания кристаллогидратов.При доведении продукта до нужной концентрации отключают холодильную машину28, насосы 19 и 39, прекращают подачутепла в теплообменник 26, перекрывают вентили 22 и 43 и открывают вентиль 20 длявыпуска концентрата в сборник 17.После слива концентрированного продукта из полости 8 вентиль 20 закрывают и открывают вентили 23 и 38. При повторномвключении насоса 19 начинается процесс отмывки кристаллогидратов неконцентрированным охлажденным продуктом из сборника 18 от налипшего на нем концентрированного продукта.Жидкий продукт после отмывки кристаллогидратов стекает через сепаратор 6 вполость 8, а затем по трубопроводу 15 черезоткрытый вентиль 23 повторно стекает всборник 18. Завершается процесс отмывкикристаллогидратов отключением насоса 19и перекрытием вентилей 23 и 38.Оттаивание кристаллогидратов, накопившихся в сепараторе 6, осуществляют подачей теплой воды из сборника 16 насосом 39при открытом вентиле 42. Орошение теплойводой кристаллогидратов в сепараторе 6производят через распылительное устройство 40. Вместе с тем включают в работухолодильную машину 28 с открытием регулирующего вентиля 35 для подачи холодав испаритель-конденсатор 24,Под воздействием тепла талой воды (изсборника 16) и в результате понижениядавления в установке вследствие конденсации газа в испарителе-конденсаторе 24 ЗБкристаллогидраты плавятся, выделяя приэтом газ, ранее входивший в.состав кристаллогидратов. Выделившийся газ конденсируется в испарителе-конденсаторе 24 и стекаетв жидком виде в газогенератор 25. Вода, 40поступающая на орошение и образовавшаясяв результате таяния, стекает в полость 8,а затем по трубопроводу 15 через открытыйвентиль 21 сливается в сборник 16,После завершения процесса оттаиваниякристаллогидратов и слива воды из полости 458 насос 39 и холодильную машину 28 отключают, а вентили 21, 35 и 42 закрывают.При этом установка вновь готова для концентрации очередного количества продукта.Гехническая,реализация предложенногоустройства позволит:50- провести процесс концентрированияжидких продуктов при повышенной температуре кипения хладагента в холодильной установке (от - 5 до +8 С) и меньшем расходеСоставитРедактор М. Циткина Техред И.Заказ.672 Тираж 507ВНИИПИ Государственного комитета по из3035, Москва, Ж - 35,Производственно-издательский комбинатэлектроэнергии на вы,работку холода;- использовать аккумулированный холод в кристаллогидратах для охлаждения воды, используемой впоследствии для повышения холодопроизводительности установки;- использовать тепло от холодильной установки для нагрева воды, предназначенной для расплавления кристаллогидратов;- создать более компактную и более простую в конструктивном выполнении установку, в которой аппараты для концентрирования,сепарирования, аккумулирования кристаллогидратов и сборник жидкости объединены в одном оборудовании - колонне 1;- получить продукт самого высокого качества с сохранением химической структуры, аромата и биологической ценности.формула изобретения1. Установка для концентрирования жидких продуктов, содержа щая емкость для смешения продукта и газа с форсункой и патрубком для подачи или отвода газа, кристаллизатор, сепаратор, сборники концентрата и талой воды, конденсатор-испаритель для сжижения газа, насос, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты, установка снабжена холодильной машиной, газогенератором и сборником иеконцентрированного продукта, при этом емкость для смешения продукта и газа, кристаллизатор и сеператор объединены в олдну колонну с образованием в нижней части полости для сбора жидкости, причем кристаллизатор содержит пакет тарелок сегментного типа, расположенных каскадно, а сборники талой воды, концентрата и неконцентрированного проду кта подсоединены к полости для сбора жидкости.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным насосом и распылительным устройством, размещенным в колонне над сепаратором, а холодильная машина содержит теплообменники, установленные после конденсатора, и сборник талой воды сообщен трубопроводами через насос с распылительным устройством и включен в замкнутый циркуляционный контур с теплообменниками холодильной установки.3. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что сепаратор содержит блок перфорированных элементов в виде усеченного конуса, вложенных один в другой, укрепленных большим основанием на корпусе колонны, причем нижний элемент содержит днище, к которому прикреплены направленные внутрь блока перфорированные трубы.