Вакуум-выпарной аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 С 1/12 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРетений и ОткРытий ГОСУД АРСПО ДЕЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 лР" ".СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КА(71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института молочной промышленности(54) ВАКУУМ-ВЫПАРНОЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к молочной промышленности. Целью изобретения является повышение производительности и увеличение выхода готового продукта. Вакуум-вы 801296090 парной аппарат включает трубчатые подогреватели, первую и вторую ступени испарения, пароструйный термокомпрессор, поверхностный конденсатор, продуктовый насос, конденсатный насос, пароэжекторный блок, контур принудительной циркуляции, состоящий из циркуляционного насоса и трубчатого подогревателя (интенсификатора), объединенных с второй ступенью испарения. Контур принудительной циркуляции выполнен в виде третьей ступени испарения, состоящей из объединенных в замкнутую систему циркуляционного насоса, трубчатого подогревателя (интенсификатора) и дополнительного пароотделителя, причем дополнительный пароотделитель представляет собой цилиндрический сосуд с размещенным внутри него узлом мелкодисперсного распыления продукта. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к оборудованию для сгущения термолабильных материалов, например обезжиренного молока. Может найти применение и в других областях техники, где необходимо непрерывное или периодическое сгущение жидкостей.Цель изобретения - повышение производительности и увеличение выхода готового продукта.На чертеже схематически изображен вакуум-выпарной аппарат.Вакуум-выпарной аппарат содержит трубчатые подогреватели 1 - 4 для предварительного нагрева исходного сырья, первую ступень 5 испарения, состоящую из калоризатора и пароотделителя и обеспечивающую предварительное сгущение обрабатываемого продукта, вторую ступень 6 испарения, состоящую также из калоризатора и пароотделителя и обеспечивающую промежуточное выпаривание влаги из жидкости, пароструйные термокомпрессоры 7 и 8 для использования тепловой энергии вторичных (соковых) паров, полученных в процессе выпаривания из сгущаемой жидкости, дополнительный пароотделитель 9 для окончательного сгущения продукта до заданных значений, трубчатый подогреватель (интенсификатор) 10, осуществляющий нагрев продукта в потоке, поверхностный конденсатор 11 для конденсации вторичных паров, поступающих из теплообменных устройств, циркуляционный насос 12 для создания движения сгущаемой жидкости по контуру принудительной циркуляции, состоящему из дополнительного пароотделителя 9 и трубчатого подогревателя 10, конденсатный насос 13 для удаления конденсата из поверхностного конденсатора 11, продуктовый насос 14 вывода готового (сгущенного) продукта, узел 15 мелкодисперсного распыления для ввода подсгущенного молока в цилиндрический корпус 16 пароотделителя 9, установленный в верхней части последнего, кран 17, регулирующий подачу подсгущенного молока из пароотделителя второй ступени 6 испарения к всасывающему трубопроводу циркуляционного насоса 12, пароэжекторный блок 18, используемый для удаления воздуха, попадающего в систему.Аппарат работает следующим образом.Холодное исходное молоко первоначально поступает через трубчатые подогреватели 1 - 4, нагреваясь при запуске аппарата в теплообменнике 4 острым паром, подаваемым в межтрубное пространство. Нагретое молоко подводится в верхнюю часть калоризатора первой ступени 5 испарения, где происходит предварительное выпаривание влаги из продукта. В процессе выпаривания молоко из пароотделителя первой ступени 5 испарения самотеком переливается в калоризатор второй ступени 6 испарения, в которой осуществляется промежуточное сгущение молока, Процесс сгущения в калоризаторах первой 5 и второй 6 ступеней испарения протекает при интенсивном кипении сгущаемого продукта в условиях пониженного давления, создаваемого пароэжекторным блоком 18. Обогрев межтрубного пространства калоризатора первой ступени 5 испарения после выхода аппарата на стационарный режим работы производится с использованием вторичных паров, выделяющихся из продукта, при помощи пароструйного термокомпрессора 7. При этом вторичный пар, образующийся в первой ступени 5 испарения, используется по двум направлениям: для обогрева калоризатора второй ступени 6 испарения и трубчатого подогревателя 2, а также частично засасывается термокомпрессором 7. Смесь острого и вторичного пара из термокомпрессора 7 поступает на обогрев калоризатора первой ступени 5 испарения и трубчатого подогревателя 3. В свою очередь, вторичный пар второй ступени 6 испарения используется для обогрева подогревателя 1, Подсгуще нный продукт из второй ступени 6 испарения аппарата поступает самотеком в циркуляционный контур через кран 17, который также регулирует количество подаваемого подсгущенного продукта. Нагрев потока продукта в подогревателе 10 осуществляется смесью острого и вторичного пара, выделяющегося из продукта в корпусе дополнительного пароотделителя 9, которая готовится при помощи пароструйного термокомпрессора 8, причем теплообмен с потоком жидкости вследствие применения циркуляционного насоса 12 осуществляется в теплообменнике 10 при давлении существенно выше атмосферного, что, в свою очередь, практически исключает образование пригара продукта на внутренних поверхностях тепло- обменных элементов. Нагретое в теплообменнике 10 подсгущенное молоко вследствие подпора, создаваемого циркуляционным насосом 12, подается на вход узла 15 мелкодисперсного распыления, расположенного в верхней части цилиндрического корпуса 16 пароотделителя 9, которое обеспечивает мелкодисперсное дробление продукта. Капли подсгущенной жидкости, вылетая из распыливающего устройства, практически мгновенно закипают в вакуумированном объеме дополнительного пароотделителя 9, Пар, выделяющийся из кипящей распыленной жидкости, непрерывно удаляется из зоны кипения. Вследствие интенсивного массообмена в объеме пароотделителя 9 температура продукта, нагретого в теплообменнике 10, резко снижается до значений, соответствующих температуре насыщения при давлении, поддерживаемом в вакуум-выпарном аппарате.Вид ввода продукта в дополнительный пароотделитель 9 был проверен в условиях лабораторного стенда. При этом использовалось распыливающее устройство, выполненное в виде форсунки с тангенциальным завихрителем, и узел ввода жидкости, обеспечивающий струйное течение.Сгущаемая жидкость, поступающая через узел 15 мелкодисперсного распыления, непрерывно накапливается на дне корпуса пароотделителя 9 и возвращается в контур циркуляции при помощи циркуляционного насоса 12. Далее цикл циркуляции продукта повторяется непрерывно до достижения заданного количества сухих веществ в сгущаемой жидкости. Выпаривание жидкости продолжается до достижения заданного значения процентного содержания сухих веществ, после чего продукт непрерывно откачивается из пароотделителя 9 продуктовым насосом 14. Удаление воздуха, попадающего в систему, производится из конденсатора 11 при помощи пароэжекторного блока 18, Вторичный пар, образующийся в процессе сгущения продукта, после окончания использования отводится в поверхностный конденсатор 11, где конденсируется охлаждающей водой и выводится конденсатным насосом 13,Предлагаемый вакуум-выпарной аппарат по сравнению с известным устройством обеспечивает следующие преимущества. Повышается производительность по испаренной влаге в результате того, что к паспортной производительности двух ступеней испарения добавляется определенное количество влаги, удаленной из продукта в третьей ступени, которая выполнена в виде контура принудительной циркуляции, а также увеличивается выход готового продукта за счет устранения пригара на внутренних тепло- передающих поверхностях калоризаторов,вследствие снижения процентного содержания сухих веществ в подсгущаемом продукте на выходе из второй ступени испарения, практически исключающего образование пригара, а значит, и увеличивающего временной интервал непрерывной работы (времени между мойками), Кроме того, исключаются потери продукта, удаляемого в виде пригара в процессе очистных операций кипятильных трубок калоризаторов, экономится тепловая энергия в результате сохранения в процессе сгущения оптимального значения коэффициента теплопередачи в кало ризатор ах, характеризующего эффективность использования подводимой тепловой энергии, В дан ном случае не происходит снижения коэффициента теплопередачи вследствие отсутствия пригара на кипятильных трубках.Снижается трудоемкость очистных операций в результате меньшего количества пригара, удаляемого из кипятильных трубок калори О заторов, и, кроме того, увеличивается интервал между этими операциями.Формула изобретения25 Вакуум-выпарной аппарат для сгущениямолочных продуктов, включающий трубчатые подогреватели, первую и вторую ступени испарения, каждая из которых состоит из калоризатора и пароотделителя, пароструйный гермокомпрессор, поверхностный кон- ЗО денсатор и контур принудительной циркуляции, включающий циркуляционный насос и трубчатый подогреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и увеличения выхода готового продукта, контур принудительной циркуляции снабжен пароотделителем, выполненным в виде цилиндрического корпуса с размещенным в верхней его части узлом мелкодисперсного распыления продукта, при этом выход пароотделителя второй ступени связан с 40 входом трубчатого подогревателя контурапринудительной циркуляции через его циркуляционный насос.Составитель Т. едактор Э. Слиган Техред И. Верес аказ 572/4 Тираж 531 НИИПИ Государственного комитета СССР по д 113035, Москва, Ж - 35, Раушск Производственно-полиграфическое предприятие