RU2002435C1 - Установка дл концентрировани соков - Google Patents

Description

туры повышает надежность, снижает затраты труда на настройку аппарата и сокращает затраты электроэнергии.

Указанные выше отличительные признаки , определ ющие форму и размещение нижних концов теплообменных труб, обеспечивают циркул ционное движение парожидкостной смеси сока вдоль цилиндрической поверхности сепаратора, что способствует сепар ации жидкости и пара и тем самым исключает унос паром частиц сока в рубашку испарител , т.е. исключаютс  потери сока.

Верхн   часть полости приема продукта первого испарител  соединена с примыкающим к нему сепаратором посредством паропровода и с вакуумной установкой посредством вакуум-провода.

Наличие этих признаков исключает возможность возникновени  большого перепада давлени  между верхними и нижними торцами теплообменных труб (с более низким давлением у нижнего торца), исключа  тем самым возникновение больших скоростей движени  сока по теплообменным трубам первого испарител , что в итоге обеспечивает необходимый теплообмен при меньшей длине теплообменных труб.Таким образом, наличие этих признаков обеспечивает уменьшение размеров и массы аппарата.

Аналогов, содержащих указанные, отличительные от прототипа признаки, не вы влено. Таким образом за вленное техническое решение соответствует критерию существенные отличи .

На фиг,1 изображен схематично аппарат дл  концентрировани  соков, общий вид; на фиг.2 - размещение изогнутых концов теплообменных труб, сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - продольное сечение тепло- обменной трубы в плоскости ее изгиба, сечение Б-Б на фиг.1.

Аппарат дл  концентрировани  соков содержит испарители 1,2, 3 и 4, сепараторы 5, 6, 7 и 8, барометрический конденсатор 9, снабженный насосом 10 дл  удалени  воды на градирню и трубопроводом 11 подвода воды от градирни, вакуумный насос 12. соединенный вакуум-проводом 13 с камерой конденсации барометрического конденсатора . Каждый испаритель содержит рубашку теплоносител  14 и теплообменные трубы 15. Кроме того, испаритель 1 снабжен электрическим нагревателем 16, подключенным к блоку управлени  17, снабженному регул тором температуры 18, а рубашка теплоносител  снабжена манометром 19, предохранительным клапаном 20, теплообменным змеевиком 21, одним концом подключенным посредством продуктопровода 22 к полости приема сока 23 и вторым концом посредством продуктопровода 24 - к теплообменному змеевику 25. Испаритель 2

в верхнем торце имеет отверстие 26, снабженное цилиндрической трубой 27, размещенной внутри сепаратора 5 концентрично его боковой поверхности и сообщающей полость сепаратора 5 через зазор 28 с полостью теплоносител  14. Последн   снабжена мановакууметром 29 и патрубком 30, соединенным посредством паропровода 31 с ректификационной колонкой 32 устройства дл  улавливани  и концентрировани 

ароматических веществ, Кроме того, нижн   часть рубашки теплоносител  14 испарител  2 сообщена с ректификационной колонкой 32 трубопроводом 33, снабженным насосом 34, служащим дл  подзчи сокового конденсата, содержащего ароматические вещества, в ректификационную колонку дл  улавливани  ароматических веществ.

Верхн   часть полости приема сока 23

соединена с полостью сепаратора 5 паропроводом 35, служащим дл  выравнивани  давлени  в соедин емых полост х, что исключает возможность увеличени  скорости движени  сока по теплообменным трубам

за счет перепада давлени . Дл  заполнени  рубашки теплоносител  14 испарител  1 водой предусмотрен трубопровод 36, снабженный вентилем 37 (в испарителе 1 теплоносителем служит вода и вод ной пар,

в остальных испарител х теплоносителем  вл етс  соковый пар, образовавшийс  в результате нагрева сока в предыдущих испарител х по ходу технологического процесса ).

Испаритель 3 в верхнем торце имеет отверстие 38, снабженное цилиндрической трубой 39, размещенной внутри сепаратора 6 концентрично его боковой поверхности и сообщающие полость сепаратора б через

зазор 40 с полостью рубашки теплоносител  14 испарител  3. Кроме того, рубашка теплоносител  14 испарител  3 снабжена мановакууметром 41 и теплообменным змеевиком 25. одним концом подключенным

к теплообменному змеевику 21, а вторым концом посредством продуктопровода 42 - к теплообменному змеевику 43, размещенному в полости рубашки теплоносител  14 испарител  4 и соединенному продуктопроводом 44 через теплообменник 45 с питающим продуктопроводом 46.

Испаритель 4 в верхнем торце имеет отверстие 47, снабженное цилиндрической трубой 48, размещенной внутри сепаратора

7 концентрично его боковой поверхности и сообщающей полость сепаратора 7 через зазор 49 с полостью рубашки теплоносител  14 испарител  4, снабженной мановакуу- метром 50. Рубашки теплоносителей испарителей 3 и 4 подключены к трубопроводам соответственно 51 и 52 дл  отвода сокового конденсата. Сепараторы 5, 6, 7 и 8 снабжены термометрами соответственно 53, 54, 55 и 56. Сепаратор 8 соединен с конденсатором 9 паропроводом 57. снабженным мановакууметром 58 и заход щим в полость сепаратора 8, образу  с нижним торцем испарител  4 зазор 59. Конденсатор 9 снабжен гребенкой 60, соединенной ваку- ум-проводами 61, 62, 63 и 64 с рубашками теплоносителей 2, 3, 4 и полостью приема сока 23. Нижн   часть сепаратора 8 соединена через продуктопровод 65. насос 66. продуктопровод 67 и теплообменник 45 с продуктопроводом выдачи готового продукта 68. Нижние концы 69 теплообменных труб 15 изогнуты в плоскости, перпендикул рной наименьшему отрезку OOi (см.фиг.2), соедин ющему ось сепаратора с осью рас- сматриваемой теплообменной трубы, причем угол изгиба (р не более 90° (см.фиг.3).

Аппарат дл  концентрировани  соков работает следующим образом.

Рубашку теплоносител  14 испарител  1 заполн ют водой через трубопровод 36. Посредством блока управлени  17 включает электрический нагреватель 16. Одновременно включают вакуумный насос 12, который , выкачива  воздух по вакуумпроводу 13 из полости конденсировани  конденсатора 9, создает в ней вакуум. После достижени  рабочего значени  температуры воды в испарителе 1 (определ ют по показанию термометра регул тора температуры 18) включают подачу сока исходной концентрации из питающего продуктопровода 46 через теплообменник 45 продуктопровод 44, теплообменный змеевик 43, продуктопровод 42, теплообменный змеевик 25, продук- топровод 24, теплообменный змеевик 21, продуктопровод 22 в полость приема сока 23. При этом в теплообменнике 45 и тепло- обменных змеевиках 43, 25 и 21 происходит предварительный нагрев исходного сока.

Из полости приема сока 23 сок перемещаетс  по теплообменным трубам 15 испарител  1 в полость сепаратора 5 и далее по теплообменным трубам испарител  2 в полость сепаратора 6, по теплообменным тру- бам испарител  3 в полость сепаратора 7, по теплообменным трубам испарител 5 4 в полость сепаратора 8. При этом в теплообмен- ных трубах 15 происходит процесс выпаривани  воды из сока путем нагрева

его теплоносителем (гор чей водой - в испарителе 1, соковым паром - в остальных испарител х ) теплопередачей через стенки теплообменных труб. Струи парожидкост- ной смеси сока, выход щие из изогнутых концов 68 теплообменных труб 15 испарителей , направлены по касательной к боковой цилиндрической поверхности сепараторов (см.фиг.2), что способствует разделению пара и жидкости и в св зи с этим снижению потерь сока за счет уменьшени  уноса его частиц паром, который в итоге превращаетс  в конденсат и уходит в отходы производства .

Движение пара в аппарате следующее.

Соковый пар, образовавшийс  и отделившийс  от жидкого сока в испарителей 1 и сепараторе 5, через зазор 28 и цилиндрическую трубу 27 поступает в рубашку теплоносител  14 испарител  2, где он частично конденсируетс , отдава  тепло через стенки теплообменных труб 15 соку, перетекающему из сепаратора 5 в сепаратор 6. Оставшийс  несконденсировавшийс  пар, содержащий ароматические вещества, через патрубок 30 и паропровод 31 поступает в нижнюю часть ректификационной колонны 32, а конденсат пара, также содержащий ароматические вещества, подаетс  насосом 34 по трубопроводу 33 в верхнюю часть ректификационной колонны 32, В последней происходит вымывание паром ароматических веществ из поступившего сокового конденсата и в последующем конденсаци  насыщенными ароматическими веществами пара и сбор концентрированных ароматических веществ в жидком состо нии (устройство конденсации и сбора концентрированных ароматических веществ не показано , так как оно не касаетс  сути предполагаемого изобретени , может быть использовано любое известное техническое решение устройства).

Пар, образовавшийс  в теплообменных трубах 15 испарител  2 и сепараторе 6, через зазор 40 и цилиндрическую трубу 39 поступает в рубашку теплоносител  14 испарител  3, в которой он конденсируетс , передава  тепло соку, перемещаюмщемус  по теплообменным трубам 15 из сепаратора 6 в сепаратор 7 и в теплообменном змеевике 42. Пар, образовавшийс  в теплообменных трубах 15 испарител  3 и сепаратора 7, через зазор 49 и цилиндрическую трубу 48 поступает в рубашку теплоносител  14 испарител  4, в котором он конденсируетс , передава  тепло соку, перемещающемус  по теплообменным трубам 15 испарител  4 из сепаратора 7 в сепаратор 8 и в теплообменном змеевике 43. Пар, образовавшийс 

в теплообменных трубах 15 испарител  4 и в сепараторе 8, имеющий наименьшую температуру , через зазор 59 по паропроводу 57 поступает в конденсатор 9. где он полностью конденсируетс .

Процесс выпаривани  сока происходит в услови х вакуума, создаваемого путем подключени  полостей рубашек теплоносител , сообщающихс  с сепараторами и ваку- умированной полости барометрического конденсатора. Кроме того, вакуум усиливаетс  за счет конденсации паров сока в рубашках теплоносител  испарителей. Благодар  наличию вакуума существенно ускор етс  процесс выпаривани . Описание работы конденсатора 9 не приводитс . так как вз та известна  конструкци  конденсатора . Конденсат из рубашек теплоносителей испарителей 3 и 4 выводитс  наружу через трубопроводы 51 и 52. Имеющиес  в конструкции аппарата теплообменники , а также теплообменные трубы и змеевики, осуществл ющие рекуперацию тепловой энергии, выполн ют те же функции , что и аналогичные элементы конструкции прототипа.

Claims (3)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ СОКОВ, содержаща  размещенные последовательно по ходу технологического процесса цилиндрические трубчатые испарители, включающие полости приема и выдачи продукта, рубашку теплоносител  и теплообменные трубы, цилиндрические сепараторы, сообщенные с полостью выдачи продукта предыдущего по ходу технологического процесса испарител , рубашкой теплоносител  и полостью приема продукта последующего испарител , конденсатор с вакуумной установкой, паропроводы и продуктопроводы, и вакуумпроводы, сооб- щающие рубашки теплоносител  испарителей с вакуумной установкой, отличающа с  тем, что испарители установлены соосно один над другим, сепараторы объединены с сообщенными с ними полост ми приема и выдачи продукта испарителей с образованием единой цилиндрической камеры, размещенной между

От использовани  предполагаемого изобретени , по сравнению с прототипом ,достигаетс  существенное снижение материалоемкости и упрощение конструкции за счет исключени  части насосов и трубопроводов с арматурой, а также части элементов конструкции (стенок, перегородок и т.п.) вследствие объединени  нескольких отдельных изделий в один агрегат.

Ориентировочно стоимость аппарата снизитс  на 25%. Ориентировочно, в 3 раза, снизитс  занимаема  агрегатом производственна  площадь за счет объединени  нескольких испарителей (4 шт) и нескольких

сепараторов (4 шт) в одну колонну. Снизитс , ориентировочно на 8-12% расход пара и на 20-30% электроэнергии за счетснижени  потерь тепла (уменьшена площадь поверхностей агрегата, через которые передаетс 

тепло во внешнюю среду) и исключени  нескольких насосов с приводом от электродвигателей .

(56) Проспект Швейцарской фирмы Vnipektin на комбинированную установку

дл  выпаривани  и улавливани  ароматических веществ марки AFS.

торцами смежных испарителей соосно с ними и единого корпуса, при этом в центре верхнего торца каждого нижерасположенного испарител  смонтирован цилиндрический патрубок, размещенный внутри установленной над ним цилиндрической камеры концентрично последней с образованием зазора между его торцем и торцем выше расположенного испарител .

2.Установка по п.1, отличающа с  тем, что нижние концы теплообменных труб испарителей размещены в верхней части цилиндрических камер и отогнуты в вертикальной плоскости по касательной к окружности, проход щей через отогнутый конец трубы с центром, лежащим на оси

цилиндрической камеры,

3.Установка по п.1, отличающа с  тем, что верхн   часть полости приема продукта первого испарител  сообщена с примыкающей к нему цилиндрической камерой

посредством паропровода и с вакуумной установкой посредством вакуумпровода.

11

id Ыодлю 4 тер ной воды

№

P UT-SJ-

67 у

-ЧЛ

El- 5

9т. 2